Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ДИНАМИКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ РАЗНОЙ СТЕПЕНИ ОКУЛЬТУРЕННОСТИ И ПИРОМОРФИЗМА

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ДИНАМИКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ РАЗНОЙ СТЕПЕНИ ОКУЛЬТУРЕННОСТИ И ПИРОМОРФИЗМА"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОМЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗДАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В.ЛОМОНОСОВА ФАКУЛЬТЕТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ

\ - 1

На правах рукописи УДК 631.46

БОБРОВ Анатолий Александрович

ДИНАМИКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ДЕШОВО-ПОДЭОЛИСШ! ПОЧВ РАЗДОЙ СТЕПЕНИ ОКУЛЬТУТЕННОСТИ И ШДРОШБФИЭМА

Специальность'СБ.01.03 - почвоведение

Автореферат диссертации на оопекание учёной степени кандидата биологических наук

Москва, 1963 г.

Работа выполнена на кафедре географии почв факультета почвоведения Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова. ■ Научный руководитель: кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Ю.Г.Гельцер

Официальные оппонента: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор ■ Ф.Р.Зайдельман доктор биологических наук, 'Ст. научный сотрудник Б.Р.Стриганова

Ведущее учреждение: Институт почвоведения и агрохимии СО АН СССР

Защита состоится ^ 1984 г. в . 2& мин.

на заседании Специализированного совета К 053.05.16 . в МГУ имени М.В.Ломоносова; 117234, Мооква, Ленгоры, МГУ, факультет почвоведения, Учёный совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения ШТ.

Автореферат разослан 1984 г.-

Учёный секретарь специализированного совета,

И.П.Бабьева

' . ОВШ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ. .

Актуальность .темы. Дерново-подзолистые почвы составляю? примерно пахотного фонда нашей страны,. Сложная история формирования почв и разнообразные ландшафтные условия предопределили значительных) вариабельность их свойств. Развитие высокопроизводительного сельского хозяйства Нечерноземной зоны _КЖ!Р тесно связано с вопросами окультуривакня дерново-водзолистых почв и ыееторации заболоченных почв. Важнш показателем состояния почв является',их <3п-

• • • . % ,4 '• •

алогическая активность, отражающая объективные и закономерные связи между почвенными условиями и иаселяпдей почву биотой. Использование биологических характеристик почвы в комплексе диагностических показателей для определения степени их окультуренности признается необходимом, но экологический аспект этой проблемы в настоящее время изучен неудовлетворительно. В связи с етим характеристика биологической активности окультуренных дерново-подзолистых . почв - содержание свободных аминокислот и белков, целдюлазной активности , видового состава и численности животного населения (дох- ; девых червей, раковинных амеб) представляет,значительный теоретический и практический интерес для почвенно-генетических и почвен- -но-мелиоративных исследований.' ■

Цель работы: оценка изменения комплекса показателей биологи' ческой активности дерново-подзолистых почв в сезонной динамике , ^ при их освоении с целью диагностики степени их окультуренности. .

Задачи исследований; _ ; . *

1. Изучение годовой и сезонной динамики биологической актив-кости (содержание свободных аминокислот и белков, целлшазная активность, видовой состав и численность дсаэдевых червей) в ряду почв разной степени окультуренности и в ряду , окультуренных почв разной степени гидроморфизьл. , " . \

2. Выявление особенностей биологической активности, распре-

. ' ' ЦЕНТРАЛЬНАЯ : I НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моск. сельскохоз, академии им. К. А^Тикшрязеаа

Ино.

деления и видовой структуры дождевых червей и раковинных амеб в /дерново-подзолистых почвах в зависимости от степени окультуреннос-Т1Х и гидроморфизма. .

3. Разработка прямого метода исследования ненарушенных образцов почвы,с помощы) электронного сканирующего микроскопа для изучения раковинных амеб в дерново-подзолистых почвах.

4. Выявление"возможности практического применения биохимических и зоологических показателей дня диагностики степени окулыу-ренности дерново-подзолистых почв. „'"■.'

Научная новизна работы. В работе впервые рассмотрена возмож-'ность практического применения комплекса биологических показате- -лей для диагностики степени окультуревности дерново-подзолистых почв .Использовав лабораторные модельный 'сшт на монолитах, почв по изучению влияния разных режимов увлажнения на биологическую актив- -ность почв.-Изучен видовой состав в численность дождевых червей в раковинвнх амеб в дерново-подзолистых почвах разной степени окуль-туренности^ Разработан прямой метод исследования раковинных амеб / в ненарушенное; образцах почвы с помощьв электронной сканирующей микроскопии. / ■

Практическое применение юезульудтов исследований. Особенности биологической активности гаультуренных дерново-додзолистых почв имеют важное практическое значение для решения вопросов диагностики почв. Отдельные,разделы диссертации включены в лекции и практические занятия по курсам географии почв и бонитировки почв кафедры географин почв;и лекции для слушателей факультета повышения квалификации. "

Апробация.. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на конференциях молодых ученых факультета Почвоведения Ш7 в Почвенного института им. В.В.Докучаева (1981), на республиканской конференции "Структура и функции микробных сообществ почв с раз—

личной антропогенной нагрузкой" (Чернигов, -1983)на Всесоюзном симпозиуме "Микроорганизмы!как компонент биогеоценоза" (Алма-Ата, 1982), на Ш съезде Всесоюзного общества протозоологов (Вильнюс, . 1982). Полностью материал диссертации доложен на заседании кафедры географии почв факультета почвоведения MI7V : - ;

: Дубликату, По материалам диссертации опубликовано 7 работ.

. Объем работы. Диссертация изложена на /^""страницах машинописного текста, содержит таблиц, ^рисунков.-Список литературы состоит из/^^названий, на иностранных языках,- . V. ; ... Автор искренне благодарен Г.А.Коргановой и О,И.Чибисовой' за помощь и советы при освоении группы простейших, С.А.Шобе за прак-тянескую пошщь в'приобретении навыков.работы на электронной микроскопе, а также сотрудникам кафедры географии почв за ценные нон-сультации и дружеское" участие при' выполнении'работы.

. \ ; " ООДЕШШИЕ РАБОТЫ ' v ..у;.' v , У-/ -v

- Ъ Глава.I. .ШОЖЛЖЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ* ДЕГШВСНЩЩШИСТЖ ПОЧВ.

Глава посвящена обзору, литературы, рассматривающей различные показатели биологической активности почв (биохимические, зоояога-ческие,*протозоол'огические). Особое внимание уделено полевым методам исследования биологической, активности почв. Проведен анализ сезонной динамики биохимических показателей дерново-подзолистых почв, рассмотрена-почвообразующая роль дождевых червей, показаны особенности распределения видового состава s численности раковинных амеб в почвах.' ; . : ' ;■/■

. Возможности использования биологической активности почв в да агностических целях подтверждены исследованиями Ы.С.Гилорава " ,.> (1965), Е.Н.Мищгстина (1966,1972)/ Г.В.Добровольского,,Ю,Г.Гельце-ра(1Э58),Т.В.Аристовской (1965),Д.Г.Звягинцева(1976,1978)Биологические показатели состояния и свойств почв в раде случаев!при решении сложных' задач диагностики, • индикации почв, оценке их нлодо-

родия, уровня загрязнения становятся важной характеристикой наряду с химическими и физическими методами анализа. При оценке функ- . циодарования почвы, ее жизни на первое.место выходят показатели ;интенсивности биологических процессов! отличаюцихся большой динамичностью,^ ■ '-„,.;.■■.'

■Вопросы изучения динимики биологических процессов в почвах ; рассмотрены в работах Д.Г. Звягинцева с'соавторами (1976, 1978; :1979). Закономерности биологической динамики содержат информации о законах функционирования почвенной биогы в свойствах почвн, что определяет актуальность проведения работ в этой области.

' Глава П. ОБЪЕКТЫ И ШТОДЫ ШЗЯРЛША1Ш " v"''/;

■■■■. Объект исследований. Наблюдения проводили в 1977, 1978, 19801282 гг. на территории Рузского гидромелиоратнвного стационара,; • " Цосгиароводхоза и в 1980-1982 гг. на агробиологической станции ' "Чашниково" факультета почвоведения МГУ (рузский и Солнечногорский районы Московской области). ; ■ " :'

Непосредственный объект исследования на агробиологической станции — дерново-средкеподаолистые среднесутлинистые слабо- и : среднеонулмуренные: почва, дерново-аодзолиотая сильноокультурен-ная почва, дерново-среднеподзолистая среднесуглинистая и супесчаная почвы под лесом. Почвообраэующие породы - суглинистые бескар- . бонатвые и супесчаные отложения.,Слабо- и среднеокультуренные почвы имели одинаковую историю и характер сельскохозяйственного использования; сильно окультуренная почва'расположена на участке, в прошлом занятом парниковым хозяйством.

Почвы гидромелиоративного стационара - дерново-подзолистая ■ суглинистая, дерново-подзошстая суглинистая гдубокооглеенная дерново-аодзолистая тяжелосутлияистая глееватая, дерново-подзолистая тяжелосутлинистая глеевая:(в окультуренном и лесном вариантах) Глеевая почва в окультуренном варианте находилась под зале-

Ш| остальные - пахотные. Почвообразующие порода тяжелосуглинистые и глинисгае лессовидные-{покровные) бескарбонаткые отложения. 'Заболоченность почв обусловлена поверхностными {намывными ' склоновыми) водами.

■С-возрастанием степени окультуренности происходит закономерное изменение химических свойств пахотных дерново-подзолистых, почв, определяемое уровнем агротехнических мероприятий и историей использования данных почв, Возрастает содержание гун^уса от. 1,455! в^ слабоог^льтуренной почве до 4.03$ в сильно окультуренной, изменл ется кислотность солевой вытйзиш от. 4,9 в слабоокультуренной до 6,8 в сильно окультуренной, снижается гидролитическая кислотность," возрастает.сумма обменных оснований, увеличивается степень насыщенности основаниями,; в средне-' и сильно окультуренных почвах в па хогном'Горизонте в составе обменных катионов отсутствуют водород

и алкмшшй. ' . ■

. " ■ ■ ■ ■■ , ;■„• •-!■ • ....... ■ ■ ■■.■ \ ■ -

• Химические свойства дерново-подзолистых почв,'сформированных на тяжелосутлинистых покровных лессовидных отложениях,зависят от степени их заболоченности. С возрастанием степени гидроморфизма увеличивается содержание тумуса, отношение углерода к азоту, возрастает рН водной и солевой вытяжек, повышается содержание обменных кальция и магния, в профиле почв резко падает гидролитическая

КИСЛОТНОСТЬ, . ' ■ .■,--: : .'■>•• ' .■■■'■'

Морфологические признаки оглеения особенно отчетливо проявляются во влажные годы, в сухие года годный режим оглеенных почв близок к режиму дерново-подзолистой суглинистой почвы.

Распределение осадков и температур в июле по годам было следующим: 1977-60 мм, 17,5°; 1978-103 км, 15;3°; 1980-148 ММ,-15,8° 1981-12 мм, 20,4°; '1982-98 мм, 17,5°. -у"- - , . ■ '-V

Методика и тсловия проведена^ исследований. Биохимическую ак тивность (содержание свободных аминокислот и белков, целлюлазная-

активность) окультуренных и лесных почв определяли аппликационным' методом (Востров, Петрова,. 1961; Мишустин,_ Петрова, 1953, 1966; . Востров, Долгих, 1977). Видовой состав и численность раковинных ; амеб изучали методом окрашекннх мазков бсогяапота, Се11еег, 1977) Кроме этого применяли прямое микроскопирование водной суспензии. Изучение раковинных амеб в ненарушенных образцах почвы, растительного опада и мелких деталей строения раковинок проводили на электронном сканирующем микроскопе. .

; Для учета дождевых червей использовали метод послойной выкод-ки и разбора проб почвы (Гиляров, 1975).

В лаборатории был поставлен опыт на 9-ти монолитах почв для определения их.биохимической активности в зависимости от степени увлажнения - воздушно-сухое состояние, капиллярное насыщение, полное обводнение.. , ; Образцы аппликационных материалов анализировались в 4-6-тл кратной повторности, препараты для изучения раковинных амеб в 5-ти -10-ти ЕфатноЙ, Анализ биологической активности и животного населения почв проводили в сезонной динамике - май, июль, сетябрь. В 1977-1978 гг. изучали только биохимические показатели.

:Всего было обработано более 2000 образцов аппликационного материала и около 130 препаратов окрашенных почвенных мазков. Полученные данный обрабатывали методами вариационной статистики. -

Глава Ш. ДИНАМИКА ЕИОЛОБИЕСКОЙ: АКТИВНОСТИ ДЕРВДВО-ПОДЭО-

листх почв раеиой степени гадроноршалА,-.

Содержание свободных аминокислот и белков.Анализ сезонной и годовой динамик содержания,свободных аминокислот и белков и цел-люлазной активности в окультуренных л лесных дерново-подзолистых почвах проводили по'биохимическим показателям в первой трети Апах и верхней части гуцусово-ввкумулятивного горизонта.

В сезонной динамике'накопления свободных аминокислот и белков»

окультуренных и лесных почв выявлены следующие закономерности. В пахотных почвах Рузского стационара содержание аминокислот вше, .чем в аналогичных лесных почвах, особенно в неоглеенной и глубоко-оглеенной - в 2-3 раза.В этих почвах в сухие года . (1377,. 1981) ' в игле содержание аминокислот,снижается до 40-80 мкг/г ткани. Во влажные годы (1978, 1980) оно возрастает до 200-300 и выше мкг/г ткани. В глееватой и глеевой почвах в оухие годы в ише:количество аминокислот возрастает по сравнении с неоглеенной и глубоко-оглеенной» а во влажные года снижается по сравнению с ними в 3-5 раз. Осенью в большинстве случаев содержание"аминокислот в почвах незначительно. Л'. -. '1 1 - ■ . • -

■ ' ■ Таким образом, в окультуренных почвах катенв наблюдается сезонное "перемещение" максимума содержания аминокислот в-зависимости от количества выпадающих осадков, оказывающих влияние на режим влажности данных почв. : • : ; .-?:■;•.

В ряду-лесных почв разной степени пироморфизма особенности сезонной динамики аминокислот,характерные дая окультуренных почв, выражены менее ^ётко. Как в лесных, так и в окультуренных почвах ; усиление.степени гидроморфизма сопровождается в целой снижением содержания аминокислот и сужением биологически активного слоя ют ■ мощности пахотного и тумусово-аккуыулятивного горизонтов.неоглеен-ных почв до 5-10 см в глеевых почвах -

Целлилазная активность. Характер сезонной динамики целлюдаз-■ ной активности почв Рузского стационара сходен о динамикой процесса накопления аминокислот. В пахотных почвах целлюлозоразрушение . протекало интенсивнее» чем в аналогичных почвах под лесом. Для лесных почв разной степени гидроморфизыа низкие показатели цел-людазной активности характерны в течение всего сезона наблюдений; они не превышают ' -- . ■'■"^ :■

Целлшазная активность также как и^содержание аминокислот в

пахотных почвах катены зависит от режима влажности,-складывающегося в конкретных сезонных условиями от физических и химических ...■;' свойств;самих почв.. ' - „,.,. Л",- - . :

Лабораторный опыт. Содержание свободных аминокислот и белков, -в зависимости от режимов увлажнения (исходное воздушно-сухое состояние,*: капиллярное увлажнение и полное обводнение) изучали на монолитах неоглеенной и глееватой почв. Срок экспозиции аппликаций ' на монодатах почв разной степени гидроморфизма - две недели, Во всех-почвах наблюдалисвижение количества аминокислот вниз по профилю} максимальная интенсивность процесса накопления -аминокислот в монолитах зафиксирована в состоянии капиллярного ув- : лажнения - в.глееватой'почве пашни 76 мкг/г ткани, в неоглеенной 26 мкг/г ткани. • Содержание аминокислот в пахотных почвах выше, чем! в почвах под лесом. ;V ■. = .'■-.■ , • _■■'

Дождевые черви. В неоглеенной почве (ельник кисличный) най-" дено 3 вида дождевых червей (табл.1). Плотность люмбрицид в ней .. ;■ снижается в ише ; (часто до 4-х экз/м2) и возрастает в сентябре -32-36 экз/м2. V . ; ■■ . г ■ :: : .

1 В глубокооглеенной почве ельника : кисличного; видовой состав " лхмбрицид насчитывает 5 видов (табл.1),Lumbricua гиЪеНиа в этой; , почве — доминирующий вид, Octolaaium lacteum встречается единично. -.Численность дождевых червей по сравнению с неоглеенной почвой воз- -растает, осенью ока достигает SO-70 экз/м^. • •. ■■'■'.. ; ;

. В глееватой почве, смешанного елоЗо-берёзового леса - найдено . 7.видов люмбрицид (табл.1). Доминирующий вид - Hicodrllua call_-. gioosiisf увеличивается несколько численность 0.lacteum .Макси— - , мальную плотность доядевых червей наблюдали в сентябре - до 180 экз/м2. ■ ■ - .::■' • ' t .-'■;. - л ' i "/■.■.

, ■■'; В глеевой почве берёзово-ооинового леса обнаружено 6 видов лкмбрицид (табл.1), ^Доминирует и* «eligioosua , плотность0. lac-

*еиш выше» чем в глееватоЗ почве. Численность дождевых червей достигает иногда 461 ока/м2 (сентябрь 1981 г.).

В неоглеенной почве'пашни обнаружено; 2' вида лшбрицид- ir.ce- : 11д1повиа и ь.гиЪеНиз .Плотность лхмбрицид в неоглеенной пахотной почве выше, чем в аналогичной почве под лесом в среднем в 4 : раза. В сезонной динамике плотности лшбрицид строгих закономерностей не обнаружено. В 1980 и 1982 гг.. плотность лшбрицид' возрастает по сравнению с весной, осенью 198о'г. она достигает 154 ■■ эка/м^» 1982г. 64 . ак а/м2 (по сравнению с78 экз/м2 в июле)*

В глубокооглеенной пахотной почве найдено 4 вида дождевых червей (табл.I), правда н.гоавия. встречался не во все сроки наб-лкдений, а находки ь. оеа1аивиз единичны. :Чнсленность дождевых червей в'глубокооглеенной почве пашни также вше, чем'в аналогичной почве под лесом, в среднем примерно в 2 раза. За*исключением

1981 г. плотность лшбрицид закономерно возрастает с1 56-64 эка/м2

о ■■ ■ г:.:' ■

в мае до 138—176 зкз/м в сентябре. т ■.

В глееватоипочве пашни 5 видов довдевых червей (табл.1). Осенью в небольших количествах встречался о. 1&в4«ищ' . за исключением!. гиЬеНиа , находки остальных видов единичны. Численность дождевых червей в этой почве несколько ниже, чем в аналогичной почве под лесом.

В глеевой почве залежи обнаружено 8'видов дождевых червей 7 (табл.1)* Увеличилась:плотность0» Л-гк^еищ , Ь. саэгапеив , Ь. ги-ЪеИиа , в. - оо^еЗга -единичная находка. Численность лшбрицид в -среднем в 2 раза выше, чем.в остальных почвах катены и несколько ниже, чем в аналогичной почве под лесом.

-.7 Таким образом видовой состав и численность дождевых червей < в: окультуренных дерново-подзолистых почвах катены зависит от сте-," пени их гидроморфизма. С её усилением наблвдалв увеличение чис-:; ла видов .лшбрицид на фоне незначительных колебаний их плот-

ности.. В глеевой почве залежи плотность дюмбрицид возросла почти в 2 раза со сравнению с пахотными почвами катены,',существенко расширился списоквидов дождевых червей. Как в окультуренных, так и в лесных почвах усиление степени тадроморфизма сопровождалось появлением такого вида,■'как 0. 1ао^еш» .'.В глеевых почвах залежи и леса основная масса дождевых червей приурочена к верхним 5-10 см почвенного профиля, в пахотных почвах-к ¿пах и в почвах лоса-к А1.

г Раковинные амёбы.' Тестаыии пахотных почв разной степени гидроморфизма представлены, 15 видами, принадлежащими к 4 родам (с«п-■бгорут1а, Суо1ору11а, Р1ае1орух1в, РЬтувапвИа :) .Численность раковинных амёб колеблется от 0,14 до 0,57 тнй/г. Увеличение'степени гидроморфноста пахотных почв сопровождается некоторым снижением видового разнообразия и -численности раковинных амёб,.В лесных "почвах ^гзского"стационара обнаружено 73 вида тестацкй 17-ти ро-' дов (Яковлев, 1981). '.. •

Глава 1У.. ЩАМИЫ/ШСДОГШШКОЙ Ж[ШЮ(М • листах-ПОЧЗ РАЗДОЙ СТЕПЕНИ ОКУЛЬТУШННОСТИ ■'Содержание свобоиршх аминокислот и белков. Содержание аминокислот в изученных почвах характеризуется значительной сезонной изменчивоеты>. Во всех окультуренных почвах минимальные количества аминокислот зафиксированы в сентябре. Максимум обычно наблюдали в поздно-весенний срок {май-начало июня). ; "Ч

■Содержание аминокислот в слабоонульгуренной почве по сравне-нип с лесными практически не повысилось. Весной оно было несколь. ко выше,, чем в лесных почвах, особенно в суглинистой, снижалось в июле, а-в.сентябре во время всех 3-х лет наблюдений было в 1,52 раза меньше, чем в лесных. Количество аминокислот1 в первой треста Апах в течение 3-х лет в мае- 444,6;,135,8; 63,1 мкг/г ткани. .

1 Воредае окультуренной почве количество аминокислот выше, чем в слабоокультуренной почве. • . .:••,• .

Содержание аминокислот в сильноокультуренной почве .'существенно вше t чем в слабо- и средне окультуренных, часто в 2-3 раза. Для сильноокультуренной почвы характерна высокая устойчивая биохими- . ческал активность. " '

- С возрастанием степени окультуренности дерново- подзолистых . почв увеличивается мощность биологически активного слоя, который в большинстве случаев совпадает с мощностью пахотного горизонта.

Целлвалазная активность. Сезонная динамика целлюлазной актив-: ности окультуренных и лесных пcад;aгpoбиocтam^ип'"Чaшникoвo,, сходны с динамикой содержания аминокислот. ' .

Интенсивность целлюлозоразрушения в ряду окультуренных почв возрастает: в слабоо^льтуренной почве не превышает 31%, в средне-окультуренной - 30% и в сильноокультуренной достигает -64JC. В лесных почвах в большинстве сроков наблвдения целлюлазная активность изменялась в пределах 10-20%. Цедлшазную активность С. в сезонной ■ динамике) слабо- и среднеокультуренных почв отличает больший диапазон значений, в отличие от сильноокультуренной почвы.

■, Лабораторный опыт; Независимо от режимов увлажнения процесс накопления аминокислот интенсивнее протекает в.почвах более окультуренных. В сильноокультуренной' почве в состоянии капиллярного увлажнения содержание аминокислот достигает 180 мкг/г ткани, что почти в 2 раза выше, чем в слабоокультуренной. При капиллярном увлажнении количество аминокислот во всех окультуренных почвах достигает максимума и резко снижается при полном обводнении, В воздушно -сухом состоянии содержание аминокислот »-окультуренных ■ почвах в 1,5-2,5 раза меньше,' чем при капиллярном увлажнении, ч. Закономерности динамики содержания аминокислот в лесных почвах такие же; как и в окультуренных. Особенности динамики цёлдю-лазной активности сходны с динамикой процесса накопления амино-'■■ кислот.. ■ ■ ; :■:.■■-■.■

Дождевые черви. Лесные дерново-подзолистые почвы (суглинистая и супесчаная) агробиологической станции "Чаш и и ново" насчиты— ватт от 6 до 8 видов дождевых червей' {табл.1). Они входят в раз-' 'личные эколого-ыорфологические группы - подстилочные фишЪг1сив оав^апеиз, БепагоЬаепа оогае^а)(норкики (£итЪг1сив 1;«гге8Ъг18, 1?1оо4г11иа 1опеиа ), собственноаочвенные ( Н1со4г11иэ оа11е!повиэ,

. Доминирупций вид в' обеих почвах —л» повив , Численность остальных видов существенно меньше.^ Общая чис-

- ленноеть лшбрицид, как в численность отдельных видов в зависимости от сезонных условий широко варьирует. В июле™, в течение всех 3-х лет наблюдали снижение плотности лшбрицид. высокая плотность дождевых червей в почвах леса характерна дня;поадневесеннего периода (май-начало июня) и .сентября - чаще свыше 100 вкз/м^ Численность; доадевых червей в дерново-среднеподэолистой суглинистой

- почве осиного-берёзового леса несколько выше, чем в супесчаной почве ельника разнотравного. ■ ■ ■; ■■■"'.'■'■"..■.

Вспашка привела к резкому обеднению видового состава.люмбри-цид до 3-х видов (табл.1) .'в слаб о окультуренной почве при, доминировании собственно-почвенного вида . л.саи^Лпоаив , который преобладает практически во всех изученных; почвах. ^ Динамика .численности , -люмбрицид отличается от таковой 'в;лесных' почвах'— в июле только 'в'1981 г, численность дождевых.червей: снизилась до 6* зкз/м2, в остальные годы в этан"месяце наблюдали, пгк числекности лшбридид. Максимальная плотность' доадевых червей в'этой пегчвене превышала -62 акэ/м^ и варьировала чаде в пределах,от.40 до 60 •

Видовой состав.средаео1^ль!1ур«шноа>очвц"по;сравнению со слабо окультуренной увеличивается ва'2 и н, гоавиз.

Находки первого вида .единичны. Так5 же" как и в слабоокульту—

. г--- -"-Т ......-..■ * * } " ■

ревной почве, второе - место. по численности занимает Х.ЫъвИиа

Плотность лтбрицид; обычно возрастает в ише и достигает 70-130

экз/м2, во в 1981 г. численность доадевых червей в.июле составила всего лишь 8 экз/м2.

Список видов лшбрицид в сильноокультуренной почве расширяется до 7 видов (табл.1), Увеличивается численность подстилочного вида 1. саа1апвив; появляется н. 1ов&иа, населявший, как правило, ■ антропогенные ценозы. Численность дождевых червей.в сильноох&ф-туренной почве значительно варьирует - от 47 экэ/м2 детом 1981 г. до 186 экз/м2 осенью 1980 г. Во влажные года, также как и в менее окультуренных почвах плотность лшбрицид в июле возрастает по сравнению с весной и превышает 100 экз/м2. ■■■'■■ ■ ■'•■'

Вспашка приводит к обеднению видового состава и численности дождевых червей в слабоокультуренной почве; последующее вовлече- , ние пахотных дерново-подзолистых почв в систему агротехнических мероприятий, направленных на окультуривание почв, приводит как к ' увеличению численности дождевых червей, так и расширению их видо-' вого состава. ; : ' ■-■'"-.*

■ Электронно-микроскопическое-изучение копролитов доадевых червей (Я* оа1±£1пов1Ш ) и почвенной массы из их желудков позволило -выявить активное заселение копролитов актиномицетами и грибами по сравнению с почвой. Почвенная масса, выделенная из желудков лшбрицид содержат значительное количество актиномицетов, развивающихся на минеральных частицах. Кроме того в её состав входили 'растительные остатки, полуразрушенные раковинки тестацнй, ветре-; чались фитолиты. На свежих копролитах дождевых червей и внутри их наблюдали массовое развитие актиномицетов и грибов.

Поверхность копролитов при небольших увеличениях (х100,х300) представляет собо$ довольно плотное ровное органоминеральное об-, раэование." Сухие, копролиты покрыты .летымликротрещин, ■ не характерных для вмещающей копролвта почвенной массы. Это указывает на то,'^о минеральные^частицы в них склеены органическим веществом»

'. V"'-: ■ ■ -и?*- ' Ч . '' - : О

■Л. Раковинные амёбы. В изученных дерново-подзолистых почвах пре-

обладали представители родов Сен*горуэ:1в, Сус1орух1а, Р1аг3.оруз:1в, ЕиеХурЬа, 1г1пепа,' ТгасЬе1»и£1урЬ& И Соа^Моп . В окульту-

ренных почвах теотацвда заселяли Апах , в лесных — подстилку.. и. гущусово- аккумулятивный горизонты, , :' '

В суглинистой аочве осиново-берёзового леса (агробиостанция ■ "Чашниково") обнаружено 22 вида раковинных амёб, в супесчаной поч-„ ве ельника разнотравного - 41 вид. Численность тестацид варьирует от 1,1 тыс/г абсолютно сухой почвы до 18,4 тыс/г. .

■ Видовой состав раковинных амёб пахотных-почв беден - от 8 : до 13 видов. В основном это представители родов Суо1оруз:1а, Сен-' Лторух1в, и Р1ав1орзя1в -типично почвенные виды. Численность', те с -~ тацид колеблется в пределах 0,1-0,4 тыс/г.. Существенных различий. •' в видовом составе раковинных 'амёб окультуренных дерново-подзолистых почв не выявлено. В ряду почв разной степени окультуренности" ■ . наблюдали некоторое увеличение численности тестацид;от 0,1 тыс/г :в слабоо^льтуренной почве до 0,4 тыо/г в сильноокультуренной. Отсутствие растительного опада, механическое перемешивание пахотного горизонта, применение минеральных удобрений и гербицидов.от-; рицательно сказывается на видовом составе и численности раковинных амёб.'. ■ / '■. ■■■: ...■ ■ ■■ ,.-;' ■ '' '"■' • Изучение ненарушенных образцов почвн методом сканирующей1" : ' '■'■ электронной микроскопии. Образцы почвы и растительного опада - . . были взяты из горизонтов-АО, ¿1 и Апах окультуренных и лесных .„.-.' почв агробиологической станции "Чашиково". . ; ■ - На-поверхности блоков почвы и фрагментах растительного опада обнаруживается значительные скопления раковинок тестадий. В доста- ' точно увлажнённых почвах при наличии органического вещества рак о- .. : ванные-амёбы находятся в активном состоянии. Это подтверждается . нахождением'делящихся особей. *

■", ■ ; - С ■ ■■■ Таблива I

.. Видовой состав, численность (экэ/м2) и биомасса (г/м2) дождевых червей в дерново-подзолистых почвах разной степени окультурекности и пироморфизма. Май Х960 г. ; ■■■

Вид

АБС "Чашниково" пашня

Рузский стационар

лес [ пашня

лес

I 2,- "3 4 ; 5 „; 6. 7 8. - 9 . 10 ■ II 12 13

Н1сойг11ие са11в1хювив 39; ,■ 12 I 23 2 18 .13. 32 V; 27 ; х ' ;7. 3 12 24

' N. 1оП£Ц9 . X ' - V - ^ 3 X ■ - I X 3-

В,1гояеиа: ; X I ; - ■■ - ■' I ' .' ■ - X ■ I \ х ...

1дшЬг1си8 terraзtгis X .. I ■■' V 3 I " . - X', ' - . х

1. гиЬеНиа ■ ' ■ 8 X ■ X "4- : 8 .' X ■ X ' I 3 . -' 4 х в ,

1» саа*апвиэ 3 Х- • _ ■ 3 V 4.; _ - X X ■■' 3 : X 3 I X

Оеп&гоЪаепа о^аейга '■: " — ■ -; ;■'. з х■., — : . ■. - ■ . Х "' 4. X X X

Ое$о1еш1ад 1ао1еищ . I ■ 1 ■■1 х X ■< ■;" ... л X X

ЬшЪПс1<1ав йвп.вр, { Диу,) : 58' ■. 83. : 4. 128 82' 9 , 51 39 91 '■ 8 19 94 42

Всего 109 97 ■ 5' 167,; 99 - 27 64 ;; 73 ■ 125 : 12 ..: 30 ПО 74 ■

Биомасса :. 52,6 32,8 2,5.84,4 44,3 19,1 29,9 39,4 49,7 / 6,7 18,1 52,8 49,5

чается в другие сроки.

глееватая, 13 - глеевая. - - отсутствует, х - ветре-

л - ■ - -16- . . '■■

Живые особи, имеющие акростомный экоморфотш раковины, либо ■ шаги ост омный со слабым смещением устья,'часто передним несущим \ псевдостом концом заглубляются в ткакц листовой пластинки так , что на поверхности остаётся только задняя часть раковины. Поверхность растительного спада оказывается перфорированной мелкими от-верствиями, диаметр которых соответствует диаметру псевдостома вуглиф, тринем и прочих мелких почвенных тестаций. Это позволяет. ■ предположить, что подобная "эрозия" листовых пластинок - следы прямого разъедания растительной ткани раковинными амёбами.

. Раковинные амёбы, строящие раковинку из минеральных частиц нередко в качестве строительного материала используют фитолиты.что в некоторой степени может способствовать аккумуляции : кремнезёма , в верхних почвенных горизонтах. '

- ■ На'поверхности.раковинок нередко видны молодые колонии акти-номице т ов и хорош о развитый мвделлий низших грибов. Можно предположить, что почвенные грибы и актиномииеты используют в качестве пищевого субстрата органическую основу раковин..Согласно!литературным данным ( De , ^ Chandra, 1982 . )актиномицеты могут -питаться кератином. Как известно, белковые образования, в том числе и кератин, входят в состав раковинок тестаций.

Использование прямого метода исследования микроорганизмов и простейших непосредственно в почве позволяет получить дополнительную информацию об их состоянии в конкретных почвенных условиях. Глава У. Ш0Л01МЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ОКУЛЬТУРЕННЫХ. ДЕНШВО-

ПОДЗОШСТЫХ ПОЧВ В СВЯЗИ С ИХ ДИАГНОСТИКОЙ - ■ При освоении дерново-подзолистых почв (слабоокультуренный . вариант) в пахотном горизонте снижается содержание гумуса, происходит разрушение структуры, свойственной гумусово-аккумулятивному горизонту, практически полностью прекращается поступление в почву растительных остатков, почва подвергается ежегодному.механическо-

му перемешиванию,.изменяется её гидротермический режим. Это привод дат к существенному обеднению видового состава дождевых червей и раковинных амёб.;В слабоокультуренной почве обнаружены только собственно-почвенные виды лшбрицид -и. саНеШозиа и ь. гиЪаИиз список раковинных амёб насчитывает лишь;II видов. Интенсивность процесса накопления свободных аминокислот и белков практически не. изменилась, но вспашка повлияла на характер сезонкой динамики процесса. Если максицум содержания аминокислот в лесных почвах отме-.; чен в июле, то в слабоокульгуренной почве высокое содержание аминокислот в белков характерно в поздневесенний срок. Осенью содержание аминокислот в ней почтив- Эра за меньше, чем в лесных почвах, В . слабоокультуренной почве возрастает целлюлазная активность, сезонная динамика которой сходна с динамикой содержания аминокислот. Как содержание аминокислот, так'и целлшазная активность с увели-, чением степени окультуренности дерново-подзолистых почв возрастала независимо от срока наблюдений. В годы с количеством осадков . близким к норме в июле.наблюдали пик численности лшбрицид, тогда ; как в лесных почвах в этом месяце зафиксировано снижение количества дождевых червей по.сравнению с поздневесецним периодом. ::

С возрастанием степени окультуренности почв возрастает бжн- ■/ химическая.активность, увеличивается количество дождевых червей,-., -расширяется список их видов. Доминантный вид во всех пахотных . почвах - N. са11е1пояиа в сильноокультуренной почве на фоне высокого содержания аминокислот и интенсивного целлюлозоразруше-, ния■зафиксировано практически полное восстановление видового состава лшбрицид,- характерное для дерново-подзолистых лесных почв. .Существенной особенностью сильноокультуренной почвы в отличие от * средне- и слабоокультуренных и лесных почв является достаточно высокая.численность (около 50 эка/м2) дождевых червей даже в сухие годы.

•Микроморфалогический анализ почв разной степени окультурен-ности■выявляет высокое содержание биогенных микроагрегатов, связанных о жизнедеятельностью дождевых червей, в сильно окультуренных почвах (Добровольский и др., 1977; Турсина и др., 1982). Электронно-микроскопическое исследование копролитов дождевых червей показало, что они активно заселены актиномицетаыи. Окультуривание создаёт в почвах условия, благоприятные для жизни, дождевых червей Они, в свою очередь, участвуя в создании агрономически ценной стру ктуры и расселении микроорганизмов:в профиле почв, способствуют их высокому плодородие.

Увеличение численности дождевых червей, расширение их видового состава в пахотных почвах может служить,диагностическим признаком их состояния (оиультурешюсти). Возрастание степени окульту-ренности почв сопровождается увеличением мощности биологически активного слоя как по биохимическим показателям, так и по глубине обитаемого слоя лшбршшдами. Наиболее высокая биологическая

активность в окультуренных почвах зафиксирована в верхней трети Апах (0-7,0-9 см),,в лесных - в горизонте А1 (верхние 5-10 см).

Еиохтяическая активность оьультуренных почв разной степени .'■ гидроморфизма имеет ряд особенностей. Основная из них -^перемеще-ние^максимума биохимической активности в ряду почв катены в зависимости от сезонных условий. Высокое содержание аминокислот и интенсивное целлюлозоразрушение обычно характерна-для неоглеенной и глубокооглеенной почв, но в сухие годы:биохимическая активность их снижается, тогда как содержание аминокислот и целлшазная■активность в глееватой и глеево2 почвах возрастают. Биологически активный, слой почвы с усилением гидромор$изма сужается. Уровень биохимической активности окультуренных почв Рузского стационара выше, чем их лесных аналогов. , -

. Влияние окультуривания на видовой состав и численность дожде-

" вых червей в почвах катены неодинаково. В; пахотных неоглеенной и V глубокооглеенной почвах численность люмбрицид возросла по сравнению с аналогичными почвами леса в 2-4 раза, в глеевой почве' зале." жи и пахотной глееватой - снизилась, в последней примерно в 2 раза. Доминантный вид во всех почвах-1Г* са11е±поаиа, В окультуренных.. V. почвах усиление степени гвдроморфизма сопровождалось находками о. Нас-Ьеши . в пахотных почвах катены численность лшбрицид в..,,... .. ише выше, чем в поздневесенний период. В лесных почвах количество дождевых червей в июле минимальное. :

.'На биохимическую активность, видовой состав и численность . .. дождевых червей окультуренных почв катены кроме агротехнических мероприятий оказывает значительное воздействие и степень их пироморфизма. В глеевой почве залежи под многолетними травами стру- , ктура видового состава люмбрицид и;их численность по сравнению с лесной глеевой почвой изменилась незначительно. В глеевой почве '. пашни наблвдали снижение численности доадевых червей, которое ' объясняется отрицательным воздействием процессов'оглеения, Практически все найденные доадевые черви глеевых почв населяли верх- , кие 5-7 см дернового горизонта; в пахотных почвах - верхнюю поло. Вину ¿пах. "....-.,■ "-..*■ . ■ ■ ■■'-.■.■. ..

Анализ динамики биохимических показателей, структуры наделения и численности дождевых червей показал, что правильная интерн ' претадия данных в.исследованиях биодиагкостического направления, ; в частности , при оценке степени их окультурекнсюти, возможна на основе учёта их годовой и сезонной динамик. Показателем почвен— ' . ных условий может служить как численность люмбрицид, так и отдельные виды-индикаторн. Плотность дождевых червей коррелирует^ высокой биохимической активностью почв, мощность обитаемого слоя в большинстве случаев совпадает смошностьп слоя высокого содержания аминокислот и интенсивной целлюлазной активность».

Из всех изученных почв агробиологической станции "Чапшиково" ... * и Рузского стационара постоянно высоким урсшнем биологической активности обладала сильноокультуренная почва. Даже в экстремальных условиях сухого июля 1981,г. • (осадки - 12 мм, среднесуточная температура выше 20°). содержание свободных аминокислот: и белков в v • ней было не ниже IQO мкг/г ткани, а численность дождевых червей ' была около 50 экз/м2. , . - '■V ''.'■■.. '.'

„ ,-■'. '.вывода.;- ■ .'.'•■ .,; ; ; : - ■

''I. Проведённые исследования позволили выявить особенности сезонной динамики биологической активности дерново-подзолистых -'почв разнойстепени окультуренности Игшдршорфизма, .Наиболее высокие значения целлюлазной активности и содержания' свободных ами-. нокислот и белков приходятся на поздневесенний период, минималь- -ные на сентябрь. В•почвах ра зной степени окультуренности биологическая активность во все сроки наблюдений коррелирует,,со. степенью их окультуренности. В окультуренных почвах разной степени гидро-морфизма во влажные годы она выше в неоглеенной и глубокооглееной,: в сухие года в глееватой.,

-- 2, В ^пахотных дерново-оодзолпстых почвах с возрастанием стесняй окультуренности увеличивается численность дождевых червей : -(от 37 до 113 зкз/м2) и изменяется их видовой состав (3,5 с 7 ви- . дов); в сильноокультуренной почве встречаются практически все виды лшбрицид, характерные для лесных дерново-додзолистых почв.. В окультуренных дерново-подзолистых почвах с усилением степени . г " гидроморфизма изменяется численность и видовой состав лшбрицид: от 2 видов (60 экз/м2) в неоглеенной до 8-видов (около .120 экз/и2) в глеевой почве. залежи. Доминирующа вид во всех окультуренных '•'•'■.; почвах -N.' caliginoBue .„Возрастание,степени гидромор^изма характеризуется находками о. laoteura . , -- -.. .-.. • ..-; ...

3. В ряду, почв разной степени окультуренности биохимические ■'..';.

показатели возрастают: содержание свободных аминокислот и белков, . целлмазная активность в сильноокультуренной почве .часто в 2 раза выше, чем.в слабоокультуренной. В ряду окультуренных почв разной степени гидроморфизма усиление процессов оглеения сопровождается снижением показателей биохимической активности. В глеевой почве . задела целлюлазная активность кесколько. шше, чем в глееватойпоч-ве пашни. Лабораторный опыт подтвердил полевые наблюдения и показал, что относительная изменчивость биохимических показателей за— -висит от. свойств почвы'и режима влажности.-."■'; 4. Распашка дерново-подзолистых почв приводит к снижению численности и видового состава дождевых червей и раковинных амёб, за исключением неоглеенной и глубокооглеенной пахотных почв, в которых численность дождевых червей возрастает в 2-Э раза по сравнению с численностью лшбршщд в почве ельника-кисличника. В окультуренных'почвах по сравнению с лесными возрастает биохимическая : .активность - содержание свободных аминокислот и целлюлазная активность увеличиваются в 2-3 раза.

. 5, В ряду почв разной степени окультуренности мощность биологически активного слоя увеличивается с 20-25 см в слабоокультуренной почве до 40-50 см в сильно окуль туренноЙ.В дерново-подзолнстыг почвах по мере усиления степени гидроморфизма почв мощность слоя ' с высокой биологической активностью сужается. Основная масса дождевых червей в окультуренных почвах заселяет верхнюю половину па- ' .хотного горизонта, в лесных почвах - 1умусово-аккуцулятивный горизонт. ■'■''■''. ' ■J ■•...';■ . т ■"

. - 6. Видовой сослав раковинных амёб в изученных окулыуренных почвах беден по "сравнению с'лесными почвами-<21-45 видов в лесных, 10-15 видов в пахотных). Диагаостическая информативность его несколько ниже, чем населения дождевых червей и биохимической активности. Метод, сканирующей электронной микроскопии ненарушенных поч-

.-'Л '

"у.венных.образцов показал, что.¡раковинные амёбы в,почве находятся в у" ; активном состоянии;' подтвердит различие" в видовом составе раковин- :■ .'■*..уних амёб лесных и- окультуренных почв; позволил получить' новые дан- ные о биологии почвенных тестаций. " ■. ■' Г; -: "--у • . : 'у / . Л-"7. ^охиажческая активность, твидовой состав* и численность -' ■ ■' животного населения коррелируют с диагностическими показателями У. . степени окультуренности дерново-подзолистых почв и мо1ут быть ис-* ; пользованы в диагностике их окультуренности.'Наиболее'информатив-" .... нне показатели - видовой-состав.и численность дождевых червей. :

- • По материалам диссертации опубликованы следующиеработы: • '

Г Динамика биологической активы остиокулътуренннх почв раз- :

у. . ной с,тепени' оглеения. Сб."Сезонная динамика почвенных процессов"' " ; (Матер,Вс ее оюзн. совещания),Таллин,1978,'с.40-43 (в соавторстве), -' у у : , " '2;'Влияние окультуривания'на биологическую активность дерно^-

. . во—подзолистых почв разной степени оглеения.Сб."Структурно-функ- .у У" цнональные особенности:естественных и искусственных биогеоценозов", ; V'; У(1&тер.Всесоюзн.совещашга), Днепропетровск',.1978,:с,204-205в .

соавторстве). '.-V" ■..... ■ ■'.■■;'. '

'••' , : , 3. Биологическая активность.дерново-подзолистнх почв разной У ; - степени-окультуренности. Тез.докл.Всесоюзн.симпозиума."Ыикроорга-

низш как кошонент биогеоценоза", Алма-Ата, 1982,0,97« ~. ~ '■-. 4.„Влияние окультуривания на биологичес!^гю активность дерно-- - во-подзолистых почв разной степени сглеения, Сб,"Структурно-функ- , ционалыше особенности естёственных и искусственных биогеоценозов"-■: У (Матер.Всесоюзкого" совещания), Чернигов,.1982, с.148-150.

; 5..Новый метод изучения раковинных'амёб в ненарушенных образ-' V.,-'.-' Цах'почвы111 а1ги . ^б. "Новые приборы, ус тройства, методики и техно" ... '.' логические процессы, разработанные учёными ЩУ", Изд-во Московско-■ у го университета,1982, с.43(в соавторстве).' .. • ,'У. у

6. Биологическая активность дерн ов о-подзолис той почвы в условиях .модельного опыта. Тр.5 Научн, конф. мол одах учёных ф-та почвоведения МЕТ, Москва, а-4 февр., 1982 г.,М,', 1982, с. 15-16. \

7. Получено положительное решениепо заявке ,№3509199 /30 -15/1669363 "Способ подготовки почвенного образца для электронно-сканирующей микроскопии" Госкомитета при СМ СССР по делам изо- -

-бретений ш открытий. :'

Л-3247 2B.I0.S3 Г.' Эаж, ЗВ39Г По. I2S экз. Гч.изд.Л. - 1.3 Отпечатано на {ютешриате в СВ1Я ШШ .