Разложение растительного вещества на инициальной стадии почвообразования Якутин, Михаил Владимирович

Введение к работе

- з -Актуальность проблемы.

Разложение растительного вещества - один из ключевых почвенных процессов, конечным итогом которого является накопление запасов гумуса и поступление С0₂ в атмосферу. Важнейшим компонентом дест-рукционного блока в экосистеме по массе и по результатам деятельности являются почвенные микроорганизмы. (Аристовская, 1980; Орлов, 1990)

Рост площадей каменноугольных и горнорудных отвалов и необходимость их рекультивации делает актуальным изучение особенностей различных почвенных процессов на инициальной стадии почвообразования. Низкоуглеродные породы, выходящие на дневную поверхность в результате горнодобычи, становятся почвообразующими субстратами. Процесс разложения растительного вещества и накопление запасов гумуса в инициальных эмбриоземах обуславливает в значительной степени их развитие и превращение в зрелую почву.

Особое значение на первых этапах почвообразования имеет формирование запасов биомассы почвенных микроорганизмов - основы дест-рукционного звена биологического круговорота и изменение режимов функционирования этой биомассы в процессе развития инициального эмбриозема.

Цель исследования.

Изучение процесса разложения растительного органического вещества, связанного с ним процесса формирования запасов микробоби-омассы и особенностей функционирования микробобиомассы на инициальной стадии почвообразования в условиях многолетних полевого микроделяночного и лабораторного модельных опытов.

Задачи исследования.

1. Изучение особенностей процесса разложения корневого материала травянистой растительности на инициальной стадии почвообразования.

2. Изучение процесса гумусонакопления на инициальной стадии почвообразования в зависимости от количества поступающего на разложение корневого материала.

3. Установление особенностей процесса формирования почвенной микробной биомассы на инициальной стадии почвообразования и изменение характеристик ее активности в этих условиях.

4. Оценка соотношения между процессами гумификации и минерализации разлагающегося растительного вещества на инициальной стадии почвообразования.

5. Изучение динамики запасов почвенной микробобиомассы и особенностей ее функционирования при моделировании различных режимов биологического круговорота в контролируемых условиях многолетнего лабораторного опыта.

Научная новизна.

В модельных многолетних опытах получены количественные оценки процесса разложения корневого материала травянистой растительности на инициальной стадии почвообразования. Оценено влияние живых растений на процесс разложения. Впервые показано, что скорость гумусонакопления находится в прямой зависимости от массы корневого материала, поступающего на разложение.

Получены количественные характеристики процесса формирования запасов С и N микробной биомассы на инициальной стадии почвообразования. Показано, что скорость накопления запасов микробобиомассы в. инициальных эмбриоземах значительно выше скорости накопления запасов почвенного органического вещества.

Установлено, что поступление в опытный эмбриозем больших масс корневого материала приводит к ускорению роста запасов микробобиомассы и показателей общей активности биомассы микроорганизмов. Причем рост показателей активности микробобиомассы опережает рост самой микробобиомассы.

При моделировании различных режимов биологического круговорота впервые в условиях многолетнего лабораторного опыта показано, что определяющим фактором накопления и снижения запасов микробобиомассы, а также увеличения и снижение показателей ее активности, является поступление в субстрат корневого материала.

Защищаемые положения.

5. Уже на инициальной стадии почвообразования деструкционный блок способен перерабатывать такие же большие массы растительного органического вещества, как и в зрелых почвах.

6. Скорость накопления запасов С_орг на инициальной стадии почвообразования определяется количеством корневого материала, поступающего в эмбриозем.

7. Скорость накопления запасов микробобиомассы в инициальных эмбриоземах значительно выше скорости накопления запасов С_орг.

Апробация работы.

Результаты исследований доложены на конкурсах-конференциях молодых ученых Института почвоведения и агрохимии СО РАН в 1988, 1989 гг., на заседаниях Ученого совета ИПА СО РАН в 1997 и 1998

- 5 -гг., на семинарах лаборатории биогеоценологии ИПА СО РАН в 1987-1996 гг. на заседании Новосибирского отделения Всероссийского микробиологического общества в 1994 г.

Публикации.

За время выполнения диссертационной работы опубликовано 20 печатных работ, из них 8 работ по теме диссертации.

Объем и структура работы.