Введение к работе
Актуальность темы Содержание и запасы органического вещества в почвах служат основными критериями оценки почвенного плодородия, а в последние годы все больше рассматриваются и с точки зрения экологической устойчивости почв как незаменимого компонента биосферы (Кирюшин, 1996)
По своей сути процесс гумусообразования является экологическим (Русанов, 1995) Еще основоположник отечественного почвоведения Докучаев В В дал характеристику процесса гумусообразования как функции гидротермических и биологических условий
Биологический фактор гумусообразования проявляется через качество и количество поступающих в почву растительных остатков, деятельность почвенных микроорганизмов и ферментативную активность почв Растительный фактор оказывает прямое и опосредованное воздействие на процессы гумусообразования Зеленые растения, являясь первичным источником органического вещества почвы, оказывают прямое влияние на качество и количество гумуса Опосредованно этот фактор проявляется через регуляцию гидротермического режима почв и влияние последнего на их биологическую активность От совокупности этих взаимоотношений в конечном итоге зависят все свойства гумуса
Почвы Оренбургского Предуралья представлены высокоплодородными лесостепными и степными подтипами чернозема На протяжении длительного периода они подвергались интенсивному пахотному использованию (Блохин, 1990, Хазиев, 2000, Русанов, 2003) Распашка вызывает коренную перестройку всех компонентов почвы, ее гомеостаза, отражаясь в первую очередь на ее органической части Антропогенная трансформация гумусного состояния черноземов приобрела в регионе направление нарастающей деградации В этой связи изучение влияния растительного покрова на процесс гумификации как в естественных биогеоценозах, так и в агроэкосистемах является ключевой проблемой в экологии почв
Целью работы является изучение влияния динамики растительности, показателей микробиологической и ферментативной активности почв на экологию гумусообразования и гумусное состояние типичных, обыкновенных и южных черноземов Оренбургского Предуралья Задачи исследования:
1 Изучить состав и структуру естественных растительных сообществ, определить биомассу травянистых фитоценозов лесостепных и степных ландшафтов и их изменение при пахотном использовании территорий
Выявить влияние растительного покрова на гидротермический режим почв агроценозов
Исследовать микробиологическую и ферментативную активность основных подтипов черноземов и ее динамику при распашке
4 Определить влияние геоботанических показателей,
микробиологической и ферментативной активности почв на
гумусообразование и гумусное состояние естественных биогеоценозов и
агроценозов лесостепных и степных черноземов
5 Дать сравнительную оценку эволюции условий гумусообразования и
гумуса черноземов в ряду географической зональности и их трансформации
под влиянием пахотного использования
Научная новизна работы
— выявлены региональные особенности влияния динамики
растительности на экологию гумусообразования зональных подтипов
черноземов,
— впервые приведены показатели ферментативной и
микробиологической активности целинных и пахотных участков черноземов
Оренбургского Предуралья,
— установлен характер воздействия длительного
сельскохозяйственного использования типичных, обыкновенных и южных
черноземов Оренбургского Предуралья на их микробиологическую
активность,
— показаны отличия естественной эволюции и агрогенной
трансформации экологии гумусообразования и, как следствие, гумусного
состояния лесостепных и степных черноземов Предуралья
Практическая значимость работы заключается в использовании материалов исследования в областной программе земельного мониторинга
Основные положения работы могут быть использованы при изучении учебных курсов «Экология почв», «Почвоведение» и «Основы регионального природопользования» в образовательных учреждениях региона
В связи с выявленной значимостью растительного покрова в экологии гумусообразования, в целях оптимизации сельскохозяйственного производства, рекомендуется моделировать в агроценозах условия естественных биогеоценозов путем посева злаково - бобовых травосмесей
Положения, выносимые на защиту
1 В ряду лесостепь - степь меняется не только видовой состав и
структура естественных фитоценозов, одновременно наблюдаются два разнонаправленных процесса уменьшение надземной фитомассы и увеличение подземной, что связано с аридизацией климата и анатомическим строением корневых систем доминирующих видов растений
Преимущественно за счет подземной фитомассы общие запасы биомассы растений в агроценозе уменьшаются в 7 - 9 раз по сравнению с черноземами под естественной растительностью
По большинству показателей микробиологическая и ферментативная активность в почвах агроценозов выше, чем в естественных ландшафтах
В связи с изменением условий гумусообразования произошла значительная трансформация качественно-количественных свойств гумуса пахотных почв, в связи с чем по целому ряду важнейших показателей (содержание и запасы гумуса, отношение Сгк/Сфк и др) они утратили свои подтиповые признаки и стали соответствовать подтипам, находящимся южнее в ряду географической зональности
Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены и докладывались на научно - практической конференции «Проблемы геоэкологии Южного Урала» (Оренбург, 2005), III международной конференции «Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий» (Оренбург, 2006), Всероссийской конференции с международным участием «Биоразнообразие экосистем Внутренней Азии» (Улан-Удэ, 2006), Всероссийской конференции «Черноземы России экологическое состояние и современные процессы» (Воронеж, 2006), IV международном симпозиуме «Степи Северной Евразии» (Оренбург, 2006), III Всероссийская научно-практической конференции «Проблемы экологии Южного Урала» (Оренбург, 2007)
Публикации. По материалам исследований опубликовано 8 работ, в том числе 3 статьи в научном журнале, рекомендованном ВАК РФ
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений Основные положения диссертации изложены на 135 страницах машинописного текста Она содержит 15 таблиц и 21 рисунок Список использованных источников включает 141 наименование, в том числе 12 иностранных авторов
