Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Органическое вещество почвы. Его состав, структура и пути трансформации 10
1.1. Основные источники лекгоминерализуемой фракции органического вещества почвы .13
1.1.1. Растительный опад 14
1.1.2. Корневой опад и отпад 17
1.1.3. Микробная биомасса .20
1.1.4. Лесная подстилка как источник органического вещества почвы .23
1.2. Трансформация компонентов легкоминерализуемой фракции органического вещества почвы 30
1.2.1. Факторы, влияющие на трансформацию ЛМОВ .31
1.2.2. Минерализация и гумификация лабильного органического вещества 34
1.2.3. Формирование подвижного органического вещества и его роль в образовании гумуса 41
1.3. Роль водорастворимых продуктов разложения подстилки в почвообразовании 45
1.4. Значение легкоминерализуемого органического вещества .61
Глава 2. Экологические особенности района исследования .64
2.1. Характеристика района исследования .64
2.2 Климатические условия объекта исследования 70
2.3 Растительность 72
2.4 Методика закладки многолетнего опыта 73
Глава 3. Объекты и методы исследования 76
3.1. Объект исследования 76
3.2. Методы исследования 77
Глава 4. Запас подстилки, фракционный и химический состав 83
4.1. Интенсивность поступления опада и его состав в 40-летних культурах..83
4.1.1. Концентрация и запас углерода, азота и зольных элементов в основных фракциях опада 86
4.2. Запас и состав подстилки .89
4.2.1. Концентрация и запас углерода, азота и зольных элементов в подстилке 94
4.2.2. Состав подвижного органического вещества в опаде и подстилке .97
Глава 5. Трансформация подстилки в годичном цикле разложения 103
5.1. Интенсивность и удельная скорость разложения подстилки в 40-летних культурах 103
5.2. Высвобождение водорастворимых продуктов при разложении подстилки .106
5.2.1. Динамика высвобождения водорастворимого углерода .111
5.2.2. Интенсивность высвобождения азота в годичном цикле разложения растительных остатков опада-подстилки .117
5.2.3. Интенсивность высвобождения минеральных элементов в годичном цикле разложения растительных остатков опада-подстилки .121
Глава 6. Изменение кислотности и запаса гумуса в слое почвы 0-20 см под культурами 130
6.1. Динамика рН и буферность подстилочных (лизиметрических) растворов 131
6.2. Актуальная кислотность верхней части почвенного профиля в 40-летних культурах .135
6.3. Изменение концентрации углерода, рН и буферности водной вытяжки из опада каждой древесной породы при её фильтрации через подстилку и слои почвы 0-5 и 0-10см (по результатам модельного опыта) 137
6.4. Динамика запаса гумуса в культурах в процессе их формирования 143
6.4.1. Изменение запаса углерода в гумусе почвы культур за 40 лет их роста и развития 143
6.4.2. Интенсивность аккумуляции углерода в гумусе почвы 146
6.4.3. Запасы С в подвижном гумусе .149
6.4.4. Изменение состава и запаса органического вещества в почве 40-летних культур 153 Выводы 159
Список литературы
- Трансформация компонентов легкоминерализуемой фракции органического вещества почвы
- Климатические условия объекта исследования
- Концентрация и запас углерода, азота и зольных элементов в основных фракциях опада
- Динамика высвобождения водорастворимого углерода
Трансформация компонентов легкоминерализуемой фракции органического вещества почвы
«Органическое вещество (ОВ) почвы и его главнейший компонент – гумус – являются запасными источниками всех элементов питания растений, регуляторами главнейших физико-химических и биологических свойств почвы, обусловливающих водно-воздушный и питательный режимы растений в любой природной зоне на Земле» [Кононова, 1966; Александрова, 1980; Орлов, 1985; Туев, 1989; Тейт, 1991].
Проблема изучения ОВ почвы и процессов его трансформации интересует не одно поколение исследователей. Почва является средоточием многочисленных процессов превращения ОВ, потоков почти всех элементов системы Менделеева. Вычленить и изучить один интересующий процесс в естественных условиях довольно трудно [Ганжара, Орлов, 1993].
В зависимости от чувствительности к биологическому разложению ОВ почвы можно разделить на две основные категории [Кононова, 1966; Титлянова, 1977; Кыдар, 1984; Когут и др., 1987; Орлов, 1990; Тейт, 1991; Ганжара, Орлов, 1993; Кирюшин и др., 1993; Титлянова и др., 1994, 2002;Шарков и др., 1994; Шарков и др., 1997; Рожков и др., 1997; Добровольский и др., 1999; Ведрова, 2000; Ведрова и др., 2002, 2009; Jenkinson, Rainer, 1997; Sauerbeck, 1978; Vedrova et al., 2002 и др.;]: 1) пул легко (быстро) метаболизируемых веществ (активная фракция); 2) пул веществ, сравнительно устойчивых к биодеградации (стабильная фракция).
Стабильная фракция представлена гумусовыми веществами комплекса органических соединений коричневого, бурого и желтого цвета, которые выделяются из почвы растворами щелочей, нейтральных солей или органическими растворителями [Кононова, 1966; Александрова, 1980; Гришина, 1986; Дюшофур, 1998]. Эта фракция характеризует типовые признаки почвы, формирующиеся в течение длительного времени, и обусловливает окраску почв, тепловой режим, структурный состав, водно-физические характеристики, емкость поглощения, буферность почв, потенциальные запасы элементов минерального питания и азота. Она составляет 70-85 % от общего запаса ОВ. К основным компонентам легкометаболизируемой фракции органического вещества (ЛМОВ) относятся: 1) надземные и подземные растительные и животные остатки, поступающие в почву в результате ежегодного опада и отпада органов растений и гибели животных; 2) прижизненные выделения корней древесных растений; 3) отмирающая и действующая части микробной биомассы; 4) легкогидролизуемая часть собственно гумуса почвы. Кроме природных компонентов ЛМОВ такой биокосной системы, которой является почва, к ним могут быть отнесены и синтетические органические вещества. Наиболее часто в почвенную экосистему поступают пестициды, которые обычно вносят в почву с целью улучшения или увеличения урожая. Кроме того, в почву попадают в значительном количестве полициклические ароматические углеводороды, образующиеся при сжигании топлива, а также различные ксенобиотики (включая пластики) – продукты современного развития общества. Составляя, как правило, небольшую долю от общей массы органики (хотя могут быть большие локальные поступления, например, на участках насыпных почв), органические вещества антропогенного происхождения могут оказывать глубокое влияние на функционирование и стабильность экосистем. Эти органические соединения могут непосредственно включаться в гуминовые вещества почвы, оставаться свободными на месте поступления и взаимодействовать с почвенными компонентами или выщелачиваться из места поступления [Тейт, 1991].
Легкоминерализуемая фракция объединяет две формы ОВ: лабильное ОВ – растительные остатки, слабо затронутые процессом разложения, и подвижное ОВ – новообразованные прогумусовые продукты разлагающихся растительных остатков и та часть гумуса почвы, которая легко переходит в водный и слабощелочной растворы [Когут и др., 1987; Когут, Масютенко, 1992; Шарков и др., 1992, 1994; Чупрова, 1997; Белоусов, 1997, 2000]. Она играет роль стабилизатора содержания ОВ в почвах. При увеличении количества органических остатков, поступающих в почву, содержание этой фракции повышается, скорость минерализации увеличивается и существенного накопления углерода в почве не происходит.
Фракция ЛМОВ составляет от 15 до 30% общего содержания ОВ в почве и используется почвенными организмами как источник углерода и энергии с минимальными затратами на синтез ферментов катаболизма и активацию молекул субстрата. Продуктами метаболизма легкоминерализуемого ОВ являются, главным образом, СО2 и микробная биомасса почвы. Являясь основным субстратом для биомассы микроорганизмов, эта фракция органического вещества участвует в биосинтезе стабильного гумуса [Аристовская, 1975, 1988; Александрова, 1980; Туев, 1989; Титлянова, Тесаржова, 1991; Когут, Масютенко, 1992; Дюшофур, 1998].
Являясь очень динамичным компонентом и подвергаясь постоянному обороту, фракция ЛМОВ активно участвует в круговороте углерода, исполняя роль промежуточного звена между фитомассой, атмосферой и гумусом почвы. На этом уровне происходит перераспределение атомов углерода и в другие блоки с помощью жизнедеятельности и самой биомассы микроорганизмов. Время практически полного разложения ЛМОВ исчисляется днями, месяцами и годами; стабильной части – десятками, сотнями и даже тысячами лет [Кобак, 1988; Добровольский и др., 1999; Титлянова и др., 1999; Sauerbeck, 1978 и др.].
В целом органическое вещество, накопленное в почвах, составляет главную часть мировых запасов связанного углерода. Запасы органического углерода в метровом слое почв России по оценкам разных исследователей составляют от 18-18.3 кг/м2 [Nilsson et al, 2000; Stolbovoi, 2002] до 19.2 кг/м2 [Щепащенко и др., 2013]. Распределение этого количества по разным типам почв крайне неравномерно и, как правило, трудно предсказуемо, если исходить из типов наземной растительности.
Поскольку количество органического материала, удерживаемого почвенной матрицей, соответствует разности между общей продукцией биомассы и ее потерями вследствие разложения, учет только наземной биомассы может дать ошибочное представление о содержании органического вещества в почвах. Это отчетливо видно при сравнении тропических почв под лесами и травяными формациями. Высокий уровень прироста биомассы во многих тропических экосистемах обычно не проводит к повышенному содержанию органического вещества в почвах по сравнению с аналогичными экосистемами умеренного пояса, в которых теплые и влажные условия способствуют росту растений и стимулируют деятельность почвенных микроорганизмов. Конечные уровни накопления коллоидального органического вещества на конкретном участке обусловлены не только общей продуктивностью и разложением, но также химическими и физическими особенностями как экосистемы в целом, так и самого растительного материала. Например, в постоянно затопленных почвах обычно накапливается больше органического вещества, чем в пахотных землях. На скорость их разложения влияет, например, обогащенность растительных тканей лигнином. Одревесневшие ткани разлагаются значительно труднее, чем сочные зеленые части растений [Куранов, 1961; Тейт, 1991; Ведрова, 1997; Загуральская, 1997; Тарасов, 2000; Мухортова, 2001, 2012; Трефилова, 2006].
Климатические условия объекта исследования
Деструкция и синтез ОВ являются важными функциональными характеристиками природных самоорганизующихся систем. Они определяют такие фундаментальные свойства экосистем, как устойчивость, саморегуляция и продуктивность [Александрова, 1980; Кононова, 1984; Гришина, 1986; Наумов, Наумова, 1993]. Любые органические остатки, поступающие в почву, подвергаются в ней процессам разложения, которые носят биокаталитический характер и протекают при участии ферментов мезофауны и микроорганизмов (как вне живых клеток, так и внутри них). Энергия и характер разложения органических остатков растительного и животного происхождения являются решающим моментом в формировании типа почвы [Кравков, 1978; Александрова, 1980; Кононова, 1984 и др.]. Активная роль микроорганизмов в разрушении сложных органических соединений обусловлена особенностями их метаболизма. В микробную клетку могут поступать только относительно простые органические соединения. Поэтому высокомолекулярные соединения микробы разлагают вне клетки, выделяя в среду ферменты. Почвенные ферменты активно участвуют в трансформации органических остатков, как в процессе жизни, так и после отмирания создавших их организмов. Действие экологических факторов на ферментативную активность зависит от физико-географических условий формирования почв. Поступив в почву, часть ферментов разрушается, часть связывается с почвенными минералами и ОВ путем образования ионных, водородных и ковалентных связей. Ферментативная активность лесных почв наиболее высока в подстилке и максимально проявляется в ферментативном слое [Кононова, 1966; Александрова, 1980; Гришина, 1986; Титлянова и др., 1994; Сорокин и др., 2003; Сорокин, 2009].
Серию сложных функций в разложении ОВ выполняют почвенные беспозвоночные. Они измельчают растительные остатки, увеличивая площадь их поверхности, способствуя дальнейшему разрушению их микроорганизмами. В ротовой полости беспозвоночных животных происходит разрушение клеточных структур растительных тканей. Представители мезофауны способствуют миграции растительных остатков по почвенному профилю. Они разлагают почти все химические компоненты растительных остатков, благодаря симбиозу с микроорганизмами и широкому спектру ферментов в пищеварительном тракте. Экскременты беспозвоночных образуют локусы повышенной биологической активности в почве, где процессы идут быстрее благодаря присутствию бактерий, грибов, актиномицетов. Основные представители беспозвоночных: Lumbricidae, Enchytraeidae, личинки двукрылых, сосредоточены в почве [Александрова, 1980; Гришина, 1986; Безкоровайная, Вишнякова, 1996; Безкоровайная, 2009.]. Скорость и интенсивность разложения растительных остатков в почве различна и регулируется комплексом причин, среди которых наибольшее значение имеют: 1) соотношение С:N. Влияние содержание азота в тканях на скорость разложения определяется потребностью микроорганизмов в связанном азоте для клеточных синтезов. Растительные остатки с высоким отношением С:N не обеспечивают этой потребности. Чем уже соотношение, тем сильнее выражены процессы разложения и минерализации [Кононова, 1966; Александрова, 1980; Гришина, 1986; Титлянова, Тесаржова, 1991; Титлянова и др., 1994; Ведрова, Миндеева, 1998; Berg, Ekbohn, 1991]; 2) химический состав и анатомическое строение растительных остатков. Химический состав биомассы в значительной мере определяет все последующие этапы биохимического цикла углерода и формирование специфического ОВ – гумуса. Выделяют четыре группы органических соединений: азотсодержащие вещества, углеводы, липиды, арены. Наименее разлагаемые вещества из группы аренов: танины, флавоноиды, лигнин. В присутствии легкомобилизуемого энергетического материала (углеводы, низкомолекулярные органические кислоты, белки) значительно усиливается развитие микроорганизмов и повышается биологическая активность почв в целом. Устойчивость органических субстратов, попадающих в почву, к минерализации зависит от содержания в них зольных элементов. Многие из них, являясь дополнительным источником питания микроорганизмов, способствуют более быстрой трансформации органических остатков в почве: P, S, K, Na, Ca, Mg. Поливалентные металлы (Fe, Al) переводят органические соединения в их органо- минеральные производные, характеризующиеся повышенной устойчивостью к микробному разложению [Орлов, 1966; Александрова, 1980; Гришина, 1986; Персон, 1985; Паников и др., 1988; Ведрова, Миндеева, 1998; Люлькович, 2000; Сорокин и др., 2003; Сорокин, 2009; Бескоровайная, 2009]; 3) гидротермический режим и степень аэробиозиса. Активность микроорганизмов максимальна при оптимальных условиях температуры и влажности для данного типа почвы. Избыточное увлажнение разлагающегося материала влечет за собой образование в нем промежуточных продуктов в виде анаэробиозиса, разложение угнетается и растительные остатки консервируются [Кравков, 1978; Александрова, 1980; Ведрова, Миндеева, 1998; Fogel, Cromack et al, 1977; Schlenter, Van Cleve 1995 и др.]; 4) гранулометрический и химический состав почвы. Тяжелый гранулометрический состав, низкое содержание гумуса, обогащенность почв высокодисперсными вторичными материалами (монтмориллонит, каолинит, гидрослюды и др.) снижают интенсивность разложения органических остатков, так как значительная свободная минеральная поверхность обусловливает процессы сорбции промежуточных продуктов разложения, препятствуя их дальнейшей минерализации [Александрова, 1980; Watanabe et al, 1981; Ведрова, 1996]. В процессах деструкции также важна реакция среды. Нейтральная среда наиболее благоприятна для деятельности микроорганизмов, в кислой среде процессы разложения замедляются.
Л.А. Гришина [1986], характеризуя факторы, контролирующие разложение, оценивает их долевое участие следующим образом: абиотические факторы – 10%; микроорганизмы – 10%; микрофауна – 10%; мезофауна - 70%.
Концентрация и запас углерода, азота и зольных элементов в основных фракциях опада
При разборе в опаде учитывали хвою (листья), кору, веточки (d 2 см), шишки, мох, остатки трав и прочий растительный материал. Из образцов подстилок выбирали корни живые и мертвые и морфологически хорошо сохранившиеся, слабо затронутые разложением остатки древесного и травянистого 1-3-х - летнего опада (в сумме они представляют слой L подстилки). Оставшаяся растительная мортмасса просеивалась через набор сит с минимальным размером ячей 0.5 мм. Растительные остатки с сит d 3мм объединялись. В таком виде они представляют собой ферментированные, темноокрашенные, хрупкие, но морфологически идентифицируемые, в разной степени затронутые разложением компоненты слоя ферментации (F) подстилки. Фракция остатков d 3 мм в виде сильно гумифицированной, мажущейся органической массы была отнесена к слою гумификации (Н) подстилки.
Полученные фракции опада и подстилки взвешивались, определялась их влажность высушиванием до постоянного веса в сушильном шкафу при температуре 100С для последующего расчета абсолютно сухой массы фракции.
Для каждой фракции из 5 образцов опада и 10 образцов подстилки, отобранных в насаждении каждой из древесной породы, готовился средний образец для последующего определения углерода, азота, фосфора, калия, кальция и магния. Определение проводилось при использовании измерительного комплекса PSCO/ISI IBM-PC 4250, работающего на основе диффузного отражения в ближней ИК- области спектра [Борцов, 2002]. В растительных образцах определяли также кислотность (рН) водной и солевой вытяжки, углерод подвижного органического вещества (ОВ) – в вытяжках при последовательном суточном настаивании образца с дистиллированной водой и 0.1 н раствором NaOH, без предварительного декальцирования. Бурые гуминовые кислоты осаждали 1.0 н раствором H2SO4 в щелочной вытяжке [Пономарева, Плотникова, 1975]. Почвенные образцы в насаждении каждой породы отбирались, начиная от поверхности органо-минерального горизонта (прилегающего непосредственно к подстилке - подстилочно-торфяному горизонту), через каждые 2 см до глубины 6 см, а затем через 4 см до глубины 18 (20)см. При отборе (4 повторности для каждого слоя) использовались металлические цилиндры диаметром 10 и 5см и высотой 2 и 4 см. После определения влажности рассчитывалась объемная масса мелкозема. В образцах почвы, очищенных от растительных остатков, определяли рН, содержание, углерода гумуса, используя метод Тюрина [Аринушкина, 1970], подвижного органического вещества.
Чтобы определить состав водорастворимых химических элементов, высвобождающихся при разложении подстилки, в насаждении каждого лесообразователя под подстилку устанавливалось по три лизиметра (Sлизиметра=1200 см) системы Е. И. Шиловой [1974] (рис. 3). На каждый лизиметр был уложен слой подстилки из расчета ее запаса в местообитании установки лизиметра. Сбор фильтрующихся через подстилки растворов (лизиметрические или подстилочные растворы) с замером объема проводили в течение двух лет: лето 2010 - весна 2011 гг. и лето 2011 – весна 2012 гг. (рис. 4). После каждого сбора в растворах определяли рН потенциометрически и концентрацию углерода методом бихроматной окисляемости по Тюрину. Часть растворов выпаривалась для определения плотного и прокаленного остатка и последующего анализа прокаленного остатка на содержание К (методом фотометрии пламени), Р (колориметрически с молибдатом аммония и аскорбиновой кислотой в качестве восстановителя), Ca и Mg (трилонометрическим методом).
Для определения органического азота аликвотная часть объема растворов с добавлением концентрированной серной кислоты хранилась в холодильнике [Унифицированные методы анализа…, 1973]. После упаривания растворов органическое вещество сжигалось в присутствии серной кислоты и 3-5 капель хлорной кислоты. После сжигания смесь охлаждалась и переносилась в мерные колбы на 100 мл. Дальнейшее определение азота проводилось в чашках Конвея, где к аликвоте подготовленного раствора приливали 5 мл 40%-ным раствора NaOH, чтобы перевести ион аммония в аммиак. Аммиак улавливался 0.02н раствором H2SO4, прилитым в центральную часть чашки. Закрытые крышками чашки оставлялись на сутки, после чего остаток не связавшейся с аммонием серной кислоты оттитровывался 0.02н раствором NaOH в присутствии реактива Гроака. Содержание азота рассчитывали по разности затрат щелочи на холостое и испытуемое определения.
С целью оценки характера кислотно-щелочного равновесия проводилось потенциометрическое титрование растворов, отобранных в период активного разложения подстилки (июль месяц) [Роде, 1954; Стрелкова, 1968; Фролова, Иванова и др., 1996, 2002].
Колонки За изменением концентрации углерода, рН при фильтрации подстилочных растворов через верхнюю часть почвенного профиля наблюдали в лабораторном модельном эксперименте, где подстилка каждого лесообразователя разлагалась на поверхности колонок с почвой (рис. 5).
Колонка представляла собой цилиндр из полихлорвинила (S = 83 см2), который врезался в почву каждой культуры на глубину 0-5 и 0-10 см (0 – начало органо-минерального (гумусового) горизонта). В лаборатории сверху на почву был уложен слой подстилки из расчета ее запаса в местообитании отбора образца. Трижды за период наблюдения (с 25.06.2011г, в настоящее время наблюдения продолжаются) в колонку вносился свежий опад осеннего сбора. Имитируя поступления атмосферных осадков, поверхность колонок смачивалась дистиллированной водой. В фильтратах определяли рН и содержание углерода. Периодически (до и(или) после полива) в колонках абсорбционным методом определялась интенсивность дыхания почвы с подстилкой [Шарков, 1984].
Динамика высвобождения водорастворимого углерода
Наибольший объем подстилочных (лизиметрических) растворов в среднем за два полных года, отмечен в осиннике и березняке - 132 и 138 л/(м2 год), самый низкий - в культурах ели (76) и кедра (66 л/м2 год).
Максимальные по годам исследования концентрации водорастворимого углерода отмечены в подстилочных растворах кедровника (120-340 мг С/л), минимальные - из подстилки осинника (22-24 мг С/л). В среднем за 2 года наблюдений вынос СН2О из подстилки хвойных пород изменялся от 3.8 до 9.9 г/(м2 год), из подстилки лиственных пород - от 4.0 до 6.8 г/(м2 год).
По сравнению с 25-летними культурами доля водорастворимых органических продуктов по отношению к массе углерода, высвободившегося в процессе разложения растительного материала, явно увеличилась при разложении растительных остатков в лиственничнике и сосняке, практически не изменилась в осиннике, снизилась в кедровнике, ельнике и, в особенности, березняке.
Из подстилки осинника и ельника в почву поступают сильно минерализованные растворы (С:ЗЭ=1.5) Наиболее ненасыщенные органические продукты характерны для подстилочных растворов сосняка (С:ЗЭ = 6).
Интенсивность высвобождения азота из разлагающегося растительного материала опада-подстилки отстает от «потерь» углерода. Наиболее выражено это под кедром, сосной, елью и осиной и связано с ассимиляцией микроорганизмами, включением в новую клеточную биомассу большей части органических соединений азота разлагающегося субстрата, снижающими поступление азота в атмосферу или почвенный раствор после гибели клеток. По сравнению с запасом в подстилке, средний за 2 года вынос азота с растворами очень невелик и составляет в хвойных культурах 1-2%, в лиственных 4%. По отношению к запасу в опаде вынос изменяется в хвойных культурах от 12 до 22%, в осиннике и березняке – 31 и 32% соответственно. По отношению к величине азота, высвободившегося в процессе разложения, вынос с подстилочными растворами в культурах разных пород значительно различается: от 7% в лиственничнике до 33-85% в культурах остальных лесообразователей.
Соотношение водорастворимых углеродсодержащих и минеральных продуктов зависит от химического состава разлагающихся остатков. Под кедром, елью и сосной вынос растворимого углерода по сравнению с элементами-органогенами (Ca + Mg + K + P) выше в 6, 4 и 2 раза соответственно, под осиной, березой и лиственницей – в 2,5, 1,5 и 1,3 раза.
Относительно запаса элементов в подстилке культур количество (в г/(м2 год) вмываемых в почву кальция и магния незначительно: в хвойных культурах составляет 2-4%, в лиственных – 5 - 9%. Поступление калия составляет 5-16%. Наиболее легко из подстилки высвобождается фосфор: в хвойных культурах его вынос из подстилки составляет от 6 до 27%, в лиственных – 12-23%. Относительно годичного поступления на почву с древесным опадом вынос из подстилки разных лесообразователей составляет от 21 до 100 и более процентов.
Изменение кислотности и запаса гумуса в слое почвы 0-20 см под культурами Фильтрующиеся из подстилки растворы - первое, с чем взаимодействует прилегающая к ней часть минеральной толщи почвы. Химическая активность растворов, вымываемых из свежепоступающих фракций опада и разлагающихся на поверхности почвы растительных остатков, широко обсуждалась отечественными и зарубежными исследователями-почвоведами в публикациях 1960-1980 г.г.. Научный интерес был обусловлен способностью водорастворимых органических соединений, вымываемых из лесной подстилки, вызывать распад первичных и вторичных минералов, участвовать в реакциях комплексообразования и выносе продуктов распада из оподзоливающегося горизонта. Результатом явилось прямое определение в водных вытяжках из опада и подстилки насаждений разных лесообразователей щавелевой, винной, лимонной кислот, полифенолов, аминокислот, углеводов.
Ранее проведенные исследования в насаждениях многолетнего эксперимента [Ведрова, 1995] показали, что органические продукты подстилочных растворов неоднородны по составу. Подкисление лизиметрических растворов до рН 1 приводило к осаждению 14-30% углерода, что указывает на преобладание в них низкомолекулярных органических соединений индивидуальной природы и, возможно, фульвокислот. В период массового листо(хвое)пада в подстилочных растворах кедра, сосны и ели от 56 до 78% углерода приходилось на углеводы, 6-8% - на аминокислоты. Они различались по содержанию низкомолекулярных кислот: 16, 31 и 38% С соответственно для растворов подстилки кедра, сосны и ели. Растворы из-под подстилки лиственницы и осины имели одинаковую концентрацию углеводов (43 и 44%) и низкомолекулярных органических кислот (41 и 48% С), но различались по содержанию аминокислот (16 и 8 %). Значительное поступление из подстилки в почву водорастворимого органического вещества, разное соотношение основных групп низкомолекулярных соединений индивидуальной природы предполагает неодинаковый характер взаимодействия подстилочных растворов с минеральной частью темно-серой почвы, на которой функционируют исследуемые нами насаждения шести лесообразователей. Динамика рН и буферность подстилочных растворов Наблюдения за динамикой рН показали, что лизиметрические растворы из-под подстилки кедра, сосны и лиственницы в течение всего периода наблюдения характеризуются средне - слабокислой реакцией – их рН изменяется в интервале 5.5-6.8 (рис. 18). В осиннике и в ельнике реакция подстилочных растворов близка к нейтральной, в березняке – колеблется в среднем около рН 6.5.
