Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ПИТАТЕЛЬНЫЙ РЕЖИМ И ВОДНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ПОД РАСТЕНИЯМИ ТРАВЯНОГО ЯРУСА В ЛЕСНОМ БИОГЕОЦЕНОЗЕ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ПИТАТЕЛЬНЫЙ РЕЖИМ И ВОДНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ПОД РАСТЕНИЯМИ ТРАВЯНОГО ЯРУСА В ЛЕСНОМ БИОГЕОЦЕНОЗЕ"

московский ордена лишіїа.ордиіл октябрьской революции и ордена трудового красною знамени государственные шивкроигвт ■ им. Ц.В.Лоионосова

ПИТАТЕЛЬНЫЙ ЕЕКИМ И ВОДШЙ ПОТЕНЦИАЛ ПОД РАСТНШЯШ ТРАВЯНОГО ЯРУСА В ЛЕСНОМ ВЮГВОЩЮЗЁ

Специальность 06,01.03 - почвоведение

Автореферат диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

На правах рукописи

УЖ 631.ЄІХг 631.411 634.0,11

Демченко Клена Николаевна

Москва 1984

и ало

Работа выполнена на кафедре Зиззіли л ¡лолпорацпи почв факультета почвоведения Московского государственного университета им. 11, В. Ломоносова

Научный руководитель! доктор биологических наук

Л. О»Карпачевский

Официальные оппонентні доктор биологических наук

ЕЛ. Самойлова кандидат биологических наук Е.Б.Скворкова

Ведущее учреэдение! Ленинградский государство ник!

в ауд. !ч-2 на 5 ас ер, шеи спеп'здпэпрованиого совета К 053.05,16 { !ЛУ им.Ц.В.Ломоносова, ІІС829, Москво, Ленинские горы, МГУ, факультет почвоведения, УчеішІ! сосет

С диссертанте" пояяо ознакою;ться в бі:<ґлі;отеке факультета

Приглашаем Вас пртять участие в оСсугдеккі: діісссртшхг.л ка-, заседании спеїт-слпмрованпого совета, а очзнвн на авторе'*с-«а* в двух экэенплярах, заверенное печатью, просим направлять во адресу! ИСК:9, і.'осгаа, Леш-.ноат горц, Ж', С^кУ-їьтет почвоведе шія, Ученій* совет

университет пм.А,А.Жданова Заапта состоится ' 98$ г. в часов

г» в

УчеіяіЛ секретарь спеїт.рлг.зкро1 ::гсго"&омта*'

ІІ.ТІ.Габьева

Актуальность теш. Травяной покров ио^ет оказывать большое влияние на питательный, релш древостоев, на биологический круговорот, на возобновление леса,Направленное регулирование степени развития травяного покрова, ногат способствовать повышению продуктивности лесных биогеоценозов. Представляется также. важным при изучо-шш изменчивости деснах почв расчленить влияние древесных пород :: травянистых растений, выявить связь отдельных свойств почв со структурой [Тцтоцекоза ( поэтому исследование влияния на почву отдельных видов, составдяпцих травяной ярус лесного ВГЦ, приобретает большую актуальность. -

Сопряженные исследования питательного и веяного режимов в лесном биогеоценозе позволяют прогнозировать поведение питательных элементов иводи в тег шш иных' влжтатпчооких условиях и определить необходимость и сроки подкормки лесных угодий. ' Цель работа i Исследование характера влияния гидротеракчевкого режима на дшшяиху подвижных питательных веществ; в почве под травя-кистшля растениями лосного.ЕГЦ, . ' ■

Основ mié задачи исследования: Í* Изучение динамики подвижных К,Р, нц{. Мл в дерново-подзолистой почве под основными доминантами травяного яруса, Определение днншшеи температуры, влозшостя почвы и потенциала почвенной влаги иод изученными видами растений. 3, Выявление и иооледование зависимости оодерглшя К, P.NH^, Мп в почве от гидротердпчзског о режша почвы а видового состава растительности , 4. Расчленение влияния древесных и травянистых растений на почву. 5. Изучение динамики 4« том ас он и химического состава травянистых растений. ' -

Научная новизна. Впервые для лесных почв установлена и количественно оценена связь мелду содержанием подвижных питательных элементов в почве и потенциалом почвенной влаги, с применением метода ионвтов широко^исследована динамика К, Р, КН^, Ш в почве под

отдельными видами растений травяного яруса. Кз обцего влияния . фитоценоза на динаміку питательных веществ в почве вігтаенено влияние травянкетих растений.

Практическая ценность. I, Установлено влияние травянистых растений на динамику подвішшх элементов в почве* в связи о чем исследование динамики питательных веществ в лесной почве дыгаю обязательно учитывать травяной покров и его видової! состав. £, Установлена зависимость месту содерглкпем подпцжгодс К, Р , ВН^, Гл в почве и потенциалом почвенной влаги, что позволит прогнозировать поведение элементов в почве при разных условиях увлатлекпя. Объем работы. Реферируемая работа пзлоаеяа на/^'страницах машинописного текста, включает ^*?тайлкц и ¿¿^рисунков» Она состоит из введения, 5 глав и внводов. Список литература седераит -/І^^йа-'пмекоьадая, яз них ^Ґ-У- япострашиа авторов. Апробация. Глссетзтацпя рассмотрена и рекомендована к защите на заседания кшТедри їлзшеи г. ыйлкоресия почв фаі;ультета почвоведения £ЛУ. Основное положения диссертации долзени'па И' Всесоюзном совещании по структуре почвенного покрова (Кпвшшв,1?80) и на У конференция "і.Іоло.пдіе ученые вузов 7 Продовольственной программе" факультета почвоведения КГУ (Москва,1?С2). . Пдблпкаїуіп. По материалам диссертация опубликовано 4 работы. ■ Первая глава поев щепа ргссмотрегкю связи питательного ре-тсма в лесном Б ГЦ о травяшістк.гс растениями и «Ттакторама, обуславливаю-гра.ш подвижность я доступность веяеств .расте£с£ям.

Іднакика свойств почви одределяется типам почви,характером растительности и іТазоН развпткя ра етенпй; отмечается ее тесная связь с паротер.г.ческа; рес:иол: зкотопов (Сшряова,1558; Орехова, 1979; Оабавская и др. ,1532). До последнего времени г.эь:енч;:»ость своЗотв' потаи, как правило, сгязнвалк с вяшжем на почву рас та тельного пспросе в г,ело:,:, в псс.тй",ова.чг.л^ уч::ті:ва.-ось с;і.5ларпсе воздействие

древесного и травяного ярусов, Более того* роль травяного покрова ойнчво недооценивают. Однако несмотря ва малые размера и невысокую напряженность фитогенных полой, травянистые растения оказывают влияние на варьирование рада свойств почвы. Достоверность такого воздействия подтвервдается математической обработкой данных информационным л дисперсионным анализами (Карначевский,І9ЙІ),

Цногпе исследователи подчеркивают ваттое значение травяного покрова в биологическом круговорота азота и вольных элементов в лесу (Свиридова,1968(-Киселева, 1Сарпачевский,1572). растения выполняют роль биогсоценотического экрана на пути миграции веществ, задерживая подвижные елементи в гор.М (Карпачевский, Еобкова и др, ,1976) Шу <й І^свкЦ , Твп .іееі). Б раде работ подчеркивается изменение свойств почвы в зависимости от вида трав (Карпов и др., 19651 5онн,І5вО[ Ввгороа,19в9)-П)сго»«,сгі5о1 ,1975).

Влияние растений на почву проявляется прямо (поглощение пита-' тельных элементов растениями, наличие корневых выделений и вымывание веществ из растений с осадками} я косвенно - через варьирование запасов и состава опада н подстилки. В соответствии с условиями накопления а превращения разных по количественному и качестве иному составу растительных остатков в віще надземного опада в корней изменяются состав и свойства почв.

Величина поглощения одного и того же элемента растениями колеблется в широких пределах в зависимости от вида , фазы- развития растения в характера его корневой системы, с одной стороны,и форш нахоадения, количественного содержания, поившаностя элемента в. почве, с другой (Прохоров, 1972} Зырин, Моту зова и др. ,1979), Разные семейства' или отдельные виды растении отличаются повышенный содержанием тех или иных элементов {Коада,1956|Сшевова,1Э72).

На протяжении жизненного цикла растения претерпевают значительные изменения, причем у разных растений сезонные ищи развития

неодинаковы (Бурсова,ІЄ58{ Ешнинг,І£6ї); Для растений характерна избирательность поглощения элементов питания б определенные $азы развития, которая регулируется зизнешшш потребностями организма (Гощгляк, 1955) Петербургский*Ю59ї Рехтеєнко,І97І),

Определягаее влияние на динамику питательных элементов в почве оказывает эдпфикагор парцеллы, в верхних горизонтах почвы значительная роль отводится травянистом растениям, Вакно расчлонить влияние на почву древесного и травяного ярусов, определить роль последнего в создания анизотропности почв в лесу, В связп с этим большую актуальность приобретает вопрос о влиянии на почву отдельных видов трав, до настоящего времена мало изученный. .

Взаимоотношения в системе вочва-растедае отражаются преяде всего в содержании основных элементов шітания в почве. Количество элементов» доступных растениям, зависит как от состава, свойств и состояния почвы, так и от активного воздействия самих растений {Зырин К др,,1979( Шведао|1963>*

Содержание подвюкных алементов в почве определяется валовыми запасаєш и химическим составом почвы. Отмечается коррелятивная связь мобильных элементов о содержанием rywyca, pH, окислительно» вое с тановительяш регпмам почвы и интенсивностью бнопродассов , имеют значение и такие свойства, как механический состав; емкость поглощения и карбонатность почв (Лдервдип ,Копаева, 1973) Braf и др., I980;JadboV и др. ,1281). Содержание мобильных элементов изменяется » завссимостп от гпдротер.тческого реяама (Погорєлов,І973і Полякова л др.,1501 { ТарсрштД9в2{ Мот» и др.,1961),

Увлажненность почвы целесообразно вырагать через потеншал ' почеєкпоЯ влаги. Если увлажненность почте характеризуется еодер-іг-едссм злати, то,■во-первых, эта величгла позволяет оценить пове-деппа ргстєкгй .їл^зь на данной почве; , прогнозирование поведения их, 112. х'-'угг.х, етллчпих по Лпзпческам свої'стесі.і, лочкех <5у"ет затруд-.

нительно, Во-втор£эс, такне сведения оО увлшшеніюсти почвы не дают пряной инфор.іацщі о доступности алагл и, соответственно, питательных веществ растения,:; К настоящее времени в литературе имеются лишь отрывочные сведения по вопросу зависимости мазду потенциалом лочвенної влаги к содер.~гнлем питательных веществ, в основном по засолешшм почзам, для лесішх пота их практически кет {Саакян, Хтрян,1£21( Николаева, Шелн,1582).

Изучение сопряженного влияния водного » питательного рашмов на растения позволит прогнозировать поведение элементов при тех или иных гидрологических условиях и оценить их доступность раоте-кням. Лля лестк биогеоценозов таких исследований практически не проводилось я они представляют значительный интерес о точки зрения удобрения лосов.

¡Глава П. Методика"л объекты исследования.

Работа выполнена в Цалинсксм лесничестве Краснопахорокого лесхоза Московской области на территории биогеоценологической станции ЮГ.1ЭЕ ш.Северцева АН СССР. Исследования проводили на дерново-•подэслистых суглинистых почвах под травянистой раститачьностью в дубо-елыгске волосистоосоковом»

Изучение споИств почв проводили непосредственно в фитогйнном поле растений. Учитывая, что размер фитогенных полей травянистых растений невелики, образцы почв« отбирали иа месте произрастания растения после предварительного срезания их надземной чаота (за исключением папоротника мужского). Поскольку папоротник музикоЯ создаст поле размером до нескольких десятков сантиметров, отбор образцов почвы производили вблизи растения. .

Яссле.г.овщшш.ш был охвачен верхний слой почвы до 10см, так как влияние травинке тто: растения проявляется шеняо в этой зоне (Сш-сонова,1°7б{ Лесков, 1^01} $Ьагт» Миши Ь.,1973),

Под растеиияит веследоваш следующие свойства почвы; содержа-

вне гумуса (в 5-8-кратной повторности) методом К.В,Тюрина; плотность почвы (в 30-кратной повторности) буром Н.А.Качпнского (объем бура 100см3)* Изучена динамика: а)температуры почвы, <3)влажности почвы (в 5-кратной повторности) весовым методом, в)рН волной вытяжки (в 10-кратной повторности) по общепринятой методике, г)содержания обменных оснований (в 10-15-кратной повторности) в вытяжке Хн.раотвора ЫaCf - Са и Мд комплексонометрическш мето-ЛО», А! - методом А.В.Соколова.

Для почв под исследуемыми видаки растенгЛ определены зависимости между полным потенциалом почвенной влаги и влажностью почвы (криоскопическям методом) и между капиллярно-сорбциояшак потенциалом и влатностш почвы (тензпометркчеокш методом) в образцах ненарушенного сложения в 3-кратной повторности.

В течение вегетационного периода (через кашдае 10 «ней) под -растениями изучали с помощью ионитов динамику подвшшых элемеи-тов (в 5-кратной повторности для кагдого вида). Навески катиона-та обрабатывали раствором 1н.НС1, ашонята - раствором 1н.К»Н0з и в экстракте определяли элементы: а)содержанае К - пламенно-фотометрическим методом, б)содержание НН^ - колориметрическим методом о реактиве« Несслера, в)содер*аН2е № - атоыно-адсорбцпокным спектрофотомотрическлм методом, г)садерКЕНИе Р - МОДИфйГЕИрСВаННШ методом Ватанабе я Олсена. Одновременно исследовали динамику $и~ томассы растений в течение сезона. Отбор всех растительных образцов производили в 11-12 часов дня. В растениях определяли содержание 14, Р, К ататно-адсорбцаонным методом.

Подученные данные обработаны статистически (йштрпев,1372) п ' г.в$от*.«ацйониюл аяаянзом Шу э ачеяхо, КарпачавскяЯ,Взнуэдаев,1970).

Дерново-пааэолкстые почбн в дубо-елыпке волослстоосоковом," где гыполнена работа, подробно изучены Л.О.Карпачевскш (1577).

■ Сб-ьект».^ наотояпего исследования бита почыз под осковвиж до-

мянапташ травяного spycat осокой (Слгег pifosa L. ), кислицей (Oxehe ¿celotolia L.)( папоротникомЛиннея {»rtopl«rit tmtittna C.Chr.), папоротником мужским (Drtoptw» ^tflt-ma» L.), хвоцоц (E^wiaeturo wtirattcum L.), Контролем в ряде случаев служила ело-вочлертвопокровкая парцелла,

Падзшная биомасса г.эученннх растений различна. Наибольшее галиче ство сухого вещества накапливается на Ii.r к концу августа в спнузии оооки (59.55г/м^), наименьшее - у папоротников мужского Й Дсннея (16.12 п И.гЗг/м2). Наблодается соответствие гумусирован-ности почв под изученными растениями и биомассы последних в парцелле, Содержание ryiJyca (С^) в почве уменьшается от 5,16-4,73? (под синузияш кислицы и осоки соответственно) до 3.93Й (под папоротниками) . Варьирование Сойц в почве под растениями одного вида невелико: 3-72, под растениями разных видов - в 2-3 раза выше.

Варьирование плотности почвы достигает 12%. Наибольшая плотность отмечена под синузиеЯ хвоща (О.Э7г/см^), наименьшая - под осокой с мертвойокровиоа парцеллoil, (0.83 и 0,71г/см^). Каядоыу виду из изучаемых трав специфичен определенный ранг плотности почвы. Во илагтай год влияние вида растения и влажности почвы на ее плотноеть почти вираышваются, в cyxoií - вид растения является определявшим.

Наблвдаются заметные различия мезду почвами под разными растениями по величине общей порозноств (диапазон 60-70^) и в распределении пор по раэмершил фракциям. Можно ввделить две группа растений! к первой относятся осока, папоротники, мертвопокровная парцелла (в почве под ними объем пор радиусом >10мкм составляет >•18^, ой'^ая порозность >■ С5£), ко второй - хвощ, кислица (в почве под которыми объем пор радиусом >IOmkm не превышает 14%, об~ щая порозность •< 62Í),

Средние значения влаглостн почвы для изученных растений лежат

в пределах 46-55$, Специфические значения влажности почвы заметно различаются под разными растениями и меньше - по годам* Минимальная специфическая влажность почвы характерна для осоки, наибольшая - для кислицы и хвоща. Смещение спевдфлческих рангов по годам под отдельным видом растения обычно 1ранг, реже - 2* Варьирование специфичной влажности медцу растениями выше и достигает 3-4рангов. В засушливый период (1981г.) различия проявляются наиболее отчетливо, что отражается в увеличешшко&ффщпентов вариации! пространстве иного - в 1.5-2раза, сезонного - в 2-2. Зраза*.

Погодные условия и влияние ели определяют близость кривых де-вампки влажности почвы под растениями и иертвопокровнойпорцеллой. Динамика влажности почвы под разными траваш отличается уровнями содержания влаги в почве в отдельные периоды наблюдения я в целом эаоеэон. .'.'.'.

Реакция почвенного раствора в гумусовых горизонтах всех почв кислая! 4.6-5.2. Варьирование pli, сезонное и пространственное, не превышает 5-10£. Динамика pli почвы может быть диаметрально противоположной под сану зияю» разных растений. Кислотность почв снижается в ряду растений: кислица - папоротник мужской - осока - папоротник Линнея - хвощ,

Содерглише обмепннх оснований варьсрует под растениями одного; вида и разных видов. Коэффициенты вариации достигает для оС'иеиного Са 10-38?, для обменного'Mg - IO-27ÎÎ, для обменного AI - 17-40#. В отдельиш перяолы нзблвдения пространстве иное варьирование обменных Са к перекрывает варьирование пх.под одш:н ведом в те- . ченпе сезона î пространственное варьирован;: е обменного Л! больсе его вршеннсП г.и-снчггостп ■ в 1.Б-2 раза;

СтттечЕ'ется1 тепдеш^Я уведг.чекпя ссдержат Са, Hg в почве по керэ годности ¡г.я ее г^т^спроЕагшоотс. Hsi.;c!:etn*e в ■

почте коррелирует с кедсбаштяш эяаЧеки^ рШ при рН -= 4.8 со^ер-

saisie AI >• З.Е*т-экв/КЮг,почвы, соответственно, при рН?-4«8 содержание AI •<, 3.5г.:г-экв/100г. почвы,

Б дкншнке обкенкцх Са, f'g, AI найлкдаются общие для всех растения закономерности, Содержание Са в почве возрастает в начале пшя п снимется в августе (за исключением еинузпи кислицы). Содержание AI в ночиа возрастает к концу лета (исключение составляет опять кислица); содертлние lîg - либо умешшэется, как npat.Lio, незначительно, либо остается на одном уровне. Отмечается ушг-ьше-шв средиеесгонного содержания Са (от II до 7ыг-вкв/100г.почвы) и tig (от 1.4 до 1.0мг-экв/100г.почвы) в почве в раду растений!-кислеца - осока - папоротник Линнея - папоротник мужской - хвощ ( AI (от 4.0 до Г.Сип-зкв/ГООг,почвы) в ряду растений! осока - кислица - папоротник мужской - папоротник Линнея - хвощ. Кривые динамики ой.'ешлк Са, Mg, AI s почве под разными ввдами растений отличаются ко тслысо уровнем, но и по форме; амплитудами колебаний в приуроченностью макеш^гмов и минимумов содержания веществ к он- ' редел епш.т срокам.

'Глава III. Питательный режим в дерново-подзолистой почве под отдельными видами травянистых растений.

Исследовали динамику основных питательных элементов: К, Эти элементы в с:1лу своей лабильности быстро реагируют на изменение условий почвообразования (Карпаче8скпК,Еобкова и др,Ш741 Холоп ова, 1275), Из (иигроэлет.;ентов рассмотрена динамика подвижного Ип .

Дкнашка NHï в почве. Содержание КН^ в почве снп&ается к середине лета и увеличивается ^ августе-сентябре (рис.1). Под всеми растениями огпечаотся несколько максимумов (обычно Э—4) содержа- ' ¡сил НИ4В катконите, но наиболее выражены два! в середине-конце июня и в середине-конце сентября.

Погодине условия влияют на абсолютное содержание и степень из-

уі уіі ші їх :: месяізд п уіі vi її і:і *:есяш

Fzc.I. НН4 в потав псщ растеїіляз: І-папоротш;к иукскої,

Е-хьсіц, 3-пэзс?отк:к' Ланнея» 4-осока, 5-ккслзга; к кзртвовокрот-еС; пгргаотоГ' Í5).

менчввости НН^ в почве, во ае на общий ход данамшш. Ианныаяьвое содержание Ш^в почве пр;1мерно одинаково под всеми видами трав я составляет П-13ыг/100г,повита, во максимумы заметно отличаются по величине (диапазон 60-Г5й,1г/100г,ионпта) и срокам. Коэффициенты сезонной», варьирования (К^) составляют 23-71?, праэтом степень изменчивости во влажный 1980 год в 2раэа выше, чем в засушливый 1981г. Наибольшее варьирование наблхщается в подпав под папоротником Линнея и хвощом (Кц » 60-71^'), Значительное пространственное варьирование (Kg достигает 60?3) HHJ в почве в отдельные периоды наблюдений перекрывает амплитуду его дянашка во времени.

Средшесозонные уровни содержания ПН^в почве уменьшаются от БЗ до 34w/I00r.ионпта в ряду растений: хвощ - папоротник Линнея - кислица - папоротник мужской - осока. Различия специфических величин гораздо балыие. Поскольку влияние биогеоценотзческого поля дерева *а свойства почвы проявляется в гор,А1А2 (Самоонова , .1576), указанные различая связаны, окорее всего, с не одинаковым * потреблением питательных веществ растениями травяного яруса. Установлено, что под одними растениями (папоротники, хвощ) специфв-

' • г

ческие величины б 1981г. по сравнению с 1980г. снизились (такое изменение модно оценить как постоянное воздействие растений на почву), под другш.ш (осока, кислица) специфические величины оставались постоянными, что свидетельствует,.вероятно, о быстрой изменении свойств под действием растений и поддержании их на за-, данном уровне.

Динамика к в почве. Содержание К в почве увеличивается с июня со сентябрь и вновь снижается к началу октября. Осенний пик - экстремальный и связан о сокращением потребления элемента растениями и с возвратом его в почву с онадом.

Динамика К заметно отличается под отдельными видами трав: раз-

- ІЗ -

личнн количеотва и сроки максимумов п минимумов» амплитуды ксле-С&нпЗ и среднее єзопіше уровни. Наблкщаютсг особенности г-динамике елемента в почве, свойственные отдельным видам.трав, в зависимости от сезона исследования. В 1280г. динамика К в почве под осокой и хвощом имеет одноверкиннув кривую, под -папоротником Линнея и кислицей - двухвертгпщую, под папороткикои мужским -трехверап ннув. В 1981г. отмечается некоторое смеденг.е во времени пиков относительно таковых в 198От,, по величине они практически не изменяются.

Минимальное содер.-кание К в почве практически одинаково под всеми растениями, максимальное - заметно отличается (ЇІ0-І90мг/ /ІООг.ионита), Разница мегщу максимумом в минимумом содержания елемента в почве характеризует величину потребления его растением (КарпачевскиЙ,Ю02). Потребление К уменьшается в раду: осока ' «- папоротники - кислица - хвощ.

Среднесе зонное содержание К в почве уменьшается в ртоу растений: осока - хвощ - папоротник Линнея - кислица - папоротник мул-екой, Специфичные ранги, содерсїания К в почве заметно различаются под разными растениями и остаются постоянными для каждого вида на протяжении двух вегетационных периодов, что свидетельствует о специфичном влияния растений на почву. Под осокой уровень содержания К в почве (средний.и специфичный) самый высокий независимо от наибольшей величини потребления елемента, под остальными растениями содерзіанке К в почве определяется его поглощением.

Пространственное варьирование (Кд = 14-91$) в отдельные сроки перекрывает сезонну» изменчивость <1^ » 40-60Я содержания К в почве.

^немяка Р а почве. Содержание подвижного Р в почве к середине лета стирается, уватичявается в августе-сентябре и затем снова снижается к концу октября (рсо.З). Уменьїігеїте содержания Р в по-

чве с пая по евль коррелйруето нарастанием {птшассы растительного покрова в этот период.

Лля ocoicî л аалоротвкков свойственна трехвершлиная кравая дп-нампкк Р в почва, для хвоще л кпслгхь' - двух- л четцрехзералиная соответственно. Сроки л величина (лакспкального содержания Р в почве различии гля отдельных ©вдов раот^клЛ {дпапазоя 4S-II0!,ir/I00r пою та) » резлглвя Lr.Knî.Tjr^oa кенее контрастны. Последило заметно '

отллчавтся по годащ 30-42кг* в158Сг. и 4-IIiir, в IS8Ir. Разняла

*

в содержании Р лад раэнизх травила в отдельные периоды достигает 40-50мг*, т.е. в 2-5раз превадает ереднпю ашллтуду колебакай во . времени,.Варьирование осдерг.авля алемевга в почве под растетшш разных влдоэ <1^ = 25-60£) в раде случаев превышает его временную изменчивость = 37-54^).

Дпапазоя среднееезонного содержался Р в почве под растениями составляет 32-65ст/100г.лонита* оътечия спецлфгоясс величин белее значительны! 10-П5кг. Среднее а специфичное содержание Р в почве уменьшается в раду растений: папоротник иуяскоЯ - папоротклк Линнея - кислица - осока - хвощ. В разные годы спецп$ичное содержание злеыентав лочвекзменяетсяг под всеш растениями, за исключением осоки» .оно уменьшается в 1931г. па 1-2ранга по оравнению о is&Qr. Под осокой спецп£ачныЗ уровень содержания F в почве (такзе как. Ш^и К) постоянен в течение двух вегетационных периодов , что евщгетельогвует, очевидно, о значительном воздействии растения данного вида на почву.

Гииаяжа Мл в почве. Содержание К*п в почве увеличивается о июня по сентябрь и затек снижается в октябре. Погодине уеловая влияют на динамику Ь'л в почве. Характер КЕменеивя содеряакяя Мп в почве в течение"вегетацлодного перлода отличается под раэншя растееяя-а такде по годам - под одним видом (рис.4). В 1980г. дпнамл-ка элемента под осокой л папоротником мужжш имеет одновершинную

- 16 -

1980г. * 1561г.

Ряс.4. Динамика подвстюго 1*л в почве под растениями: I- папоротник щкскей, 2- хвощ, З-ПЕлоротипк Линнея, '¡-осока, 5-кислида)и мертвоаокроЕЯоЯ парцеллой С б ).

кривую, под кислицей-и Папоротником Линнея - двухвериг.ннтю, под хвощш - "трехвертнную, Б 1981г. количество максимумов на кривых динамики, как правяло, возрастает! до двух - пел папоротниками, до трех - под ооташашс видшя.

' Различия 1mcj-j.71.10B ссдсрг^шш Мп в почве кетау растениями меньше (диапазон 60-90it.) , чем таковые для Ш^, Р, К. Возможно, это обусловлено влиянием гпдротерпческого режима на динамику Ь'л. в почве, оседай характер которого определяется погошшмп условпга.-п, а слею^пка - восопотреблекпем растений.

Сезонная изменчивость содержаний элемента в почва высокая {Кд и 43-63Й. Копнет опта пространственного варьирования сокергл-ния 1.1л в почве достегают IS0-IG05Í и па лротяяснлл всего ееэона исследования в 1980г. (в 1981г. - в отдельных случаях) превышают ш.зиктуду колебаний элемента в почве во времени.

Среднесезоиное содер.~ляпэ Гя в почве убывает в ряду * хвощ -кислица - папоротник Лпкнея -'папоротник мупюкой - осока. Специфичные ранги содерг-аккя элемента в почве под растениями различии. Уровни содертйшя Г Si в почве тем выше, чек больше влалзтость почвы. Очевидно, варьирование подвижного I.tn в почве тесно связано с резиши влажности зкотопов, что такае подтверждается высокой пространственной изменчивостью элемента в парцелле. О роля травяягспзс pac Te!":" в динамке питательных веществ в леском бгогеоттенезеПа кривых динамики КЦ^, К, Р, lía в почве под тргвл!л:ст1д.а рс степняки г мертвенокровиой парцеллой отмечаются характерные повторяткпеоя ппки. Мошю предполагать, что они связаны "со спе;зт?и:о:1 потребления элементов елью, а остальные мпкои-r,rj?.-M с влагаем pacTeicC трагяпого яруса. Для проверки этого прадпо^ссекгя tn-a проведено операэтя "сгланиванпя" кривых динамика, которая геявляет основные пикт, содержания элементов в почве; а второетeneшлте - "стирает". Сгла-ешша кривые дипалпки ве-

У1 УН УП1 «^иасяцы

I \

Л

У1 ' УН ЯП IX месяцы У1 УН УШ IX месяца Рис.5 Сглаженное кривые дхнаиики Р, К, Мл, Ш'4 в почве под растениями я динамика элементов под мертвоповровноа парцеллой ,

— - сглаженные кривые --- - дян&мика в почве под кертвопокровной парцеллой .

ществ в почве над воеїзі- рсстепляка однотипны, ыакстатуш этих кривых коррелируют о содергляпя элементов в «очве

под нертвопокровной парцаллоЯ (рпс.5), Следовательно, общая направленность дпнаьаки плтатольных веществ в почве связана с дре-веснкм эдпйпкатором парцеллы, отіетонелкя от этой "генеральной" кривой обусловлены влиянием на почву травяного яруса в отмеченные віппє различия в длнагпке элементов под разнил травекя - результат специфичности воздействия изученных вддов растений на почву* Вывод подтверждается надлчгш для какого растекся вполне определенного сяеіз:£пчкого ранга содерканзя элементов в почве* ¡Глава ГУ, Особенности обмена питательных элементов мезду почвой

и травянистыми раотекпямк.-' Даяакяка хилкческого состава тостектй. Содержание К , Р, К в изученных растениях варьирует в течение вегетационного периода. Ко-э£0"киенты вариант колеблются от 4 до 34£> в завпспмостя от элемента и вида растений. Для разных растений максимумы содержания питательных веществ не совпадают {рис.6), Варьирование элементов в растениях разных видов нередко провисает юс врешнкуп пзменчи-вость в растениях одного вода (Кц » 8-28$), что свидетельствует о значительной специфичности изученных видов. Изменение соотне-иеіЕя в протдвополссщуи сторону в некоторые периоды набляпения требует строгого учета сроков отбора растительных образцов,

Максимальное содержание N ,Р, К отмечается в фптомасее хвоща н папоротника Линнея. Ка^больпее количество питательных элементов накапливается на единице площади в спнуэпях осоки,кислицы. Связь состава растений с содержанием питательных алекентов в почве.. Связь мездг содержанием элементов в растениях и в почве более выражена для калия и иеныяе - для N и особенно Р.

Оценка связи в системе растение-почва (содержание водвплзщх К, Р, Г/л) с помощью яягЕої»лацподпого анализа показала, что

Рис.6. Динамика содержанля H ,Р , К в раствнкяхі I - папоротник лужской, 2— осока, 3- хвощ, 4- папоротник Лпниея, 5 - кпслица. .

эта связь прямая. Величква связи неодинакова для разнит элементов , Наибольшее'влияние видовой состав травянистых растений оказывает на динамику К а ї.'л в почве (по величине коэффициента передачи информации, Кд). Связь *.їп-растешіе ососредовала связью рас* тенне-потенціїал почвепноЛ влага. По годил величина связд гзмепя-ется. Во вдашшЕ 1£В0г. воздействие растений на дппш.піку Их, №4 І в почве увеличивается втрое, на дшшжку.подвижного Р - вдвое уменьшается по сравнению с сухш 1581г. Величика связи К-расте-. ние практически не изменяется погодам.

В У главе рассматривается зависимость дикамгжп подвижна питательных веществ в почве от влажности, температуры почвы с потенциала почвенной влаги*

Влатпость гсочвн п потентат почвекно" атагп. Влияние степени ув-ла^неиости почвы па харктер изменчивости К, Р, ШІ, [.'я в почве различно.-Количество элементов, поглощенных понятом в сухой ГОДІ в большинстве случаев уменьшается по сравнению с влатаалл годш, реже - увеличивается. Сезонное варьирование ЫН^с !.!п в коїш те в І58Сг. в 1.5-2.5раза вше, чем в 1281г.і динамичность Р» наоборот, в 1.2-Х.4 раза (шэд. Динамичность К под осокоЯ и папоротником Линнея увеличивается в сухой год, под хвощом - во влалзшЯ, под остальные растениями не изменяется.

ЇЛаквпдовое пространственное варьирование содержания КН^ и Ш, поглоиапшсс попитом в 158Сг, в 1.5-5 раз выше; Р - в І.Б раза ниже} К - в отдельные периоды вше, в другие нпхе, чем в ізаіг.

Связь мешу содержание,! элементов в поните.в влажностью почвы прямая, равны О.ОС05-0,2444' С увеличением влажности почвы подвеяность элементов увеличивается. Степень влияния влажности почвы на подвигдость рассмотренішх элементов уменьшается (по величине Кд) в ряду: Ел - Ш4 - Р - К..

Связь мєгду с сдерет ем шттатолыпэс веществ в-копе те и потен--

- 22 -

щшлш почвенной влаги прямая,' Кд равны 0,0559-0,1552 С уменьшением потенциала подвижность элементов снпхаетоя. Степень . влияния потенциала почвенной влаги на поядвапооть элементов уменьшается в ряду! Р - Ип - - К, Спвппфг.чные ранги содерггаккя 11л, N1^, Р в гоните непрерывно уменьшаются о уменьшением величины потенциала, Низкие спецпфкчше ранга содержания К г воните характерны как дня высоких, так и для низких значений потенцпала. Величина связи содержания Р в яояпте о потенциалом шаги выте^ чем с влаашоетъв почвы, а. К» Цп,ТИ^ - равны 1Ш1 киле,

Хля каждого из рассмотренных растений специфична определенная величина потенциала почвенной влага. Специфичное содер.1адле Гл в почве поя растениями обусловлено наличием связи между поглощением элемента иодатоц г. потенциалом почвенной влаги. Температура почвы. Связь между тешерятурой аочвы я содержанием элементов в и они те прямая, Кдравнн О,1317-0.2632' .

На подели аниошт-песок, удобренный иуо^, установлено прямое влияние темпера тури на педвлхвость фосфатов. Зависимость подвижности элементов от температура среди свидетельствует в пользу процессов дп$фузив, идущих прп 'поглощении. элементов понятом. В аналогичном модельном опыте о системой катиопит-рас твор КС1 показано) что поглощение К катион::том из раствора сати (когда диффузия во внешней среде играет незначительную роль) практически не зависит от температуры инкубадо!(диапазон 4-40°С),

зввисииость динзиики подвилишх элементов (поглощенных пошзтом) от температур!) почвы следущая« при повышении ташоратурн почвц от & до 15°С найлчцается утаелкчекие подвпглостп элшектов, что согласуется О ускорением процессов ДКСЙУЗКИ в почве л увеличением растворимости солей в почвенном растворе* При дальнейшем росте температуры (до 20°С) количество алетлентов1 поглощении* иош-тоы, заметно снижается* Интервалу температур 15-20°С соответотву-

е? наименьший специфичный ранг влажности почвы, для которого, в сво» очередь; спеїзіфсчіщ'секне нпзкпе бш^пш поглощение веществ ионитом. По-'видЕЫшу, в дакшх "условиях степень уадакпенностп почвы является основшм фактором, огранг.чивашкм подвижность элементов в почве. Возможно, недостаток влаги ухудшает условия для поглореккя.питательных веаеств вошіток.

При охлаждении почвы ниже 8°С подвглность Р и К продолжает уменьшаться, a Ш^и Кп - увеличивается, что может бить связано с неодинаковым влиягшеи изучаемых параметров (влажность,, температура почвы) на поглощение разных веществ пони том« При снижении температуры почвы от С до 0°С следует ожидать замедления процессов диффузии и уменьшения растворимости соде" в почве, Теютерату-рз почвы является ведуцим фактором в определении поглощения Р и К понятом; соответственно, по мере охлаждения почвы, в там числе от 8 до 0°С, (при скияеннд скорости диффузии) подвышость Р я К у*ге-ньеается. Влияние температуры на подвижность to и ГїЦ меньше, ол-ределящеЯ является информация, передаваемая влажностью почвы. В температурном интервале 10-8°С специфичная влажность почвы составляет 55/! и для нее характерна наибольшая подвшшость элементов в почве; В связи с эхкы; возможно, при температуре-< 8°С подвижность lit к NH^ в почве, в отличпе от Р и К, увеличивается,

, ■ ЗКВОТЦ, ' \ .

Динамика содержания подвижных К. Р.Ш^ , Ш в гор.АІ дер-ново-подзелиотой почвы в лесном биогеоценозе' специфична для изучению ввдов растений* Величины в периоды максимумов и.минимумов, амплитуды колебаний и уровни содержания веществ а почве отличаются под раэнтпввдаш растения.

Содержание подвижных элементов в почве закономерно уменьшается в рядах; . - :

К :. осока-хвощ-Балорот1сж мужской-шшоротник Линнея-клсллца ;

- 24 - •

P t папоротник Лпннея-папоротшис мужской-кпслица-осока-хвсщ j HR^i хвощ-палоротшк Ляннея-пайоротппк ыужскоЯ-кислпца-осока ¡ Мл: i хвое-КСсллца-папороткик Лпннея-папоротнпк мужской-осока .

2, Пространственное варьирование содержания элементов в почве под растет: ями разных вддов (коэффициенты вар:; ада л составляет I4-I57/T в зависимости от элемента) превышает изменчивость под растениям одного вида (коэйнц^онти вариации составляют 23-7IJÍ), Исследование динамики питательных веществ в почве лесного Б ГЦ должно обязательно учитывать травяной покров и его видовой состав,

3¿ Общая направленность (£орла кривой) динамики питательных веществ в почве связана о влиянием адийякатора парцеллы - ели( различия в амплитуде колебаний, периодах, появлении додолкитель-жг экстремумов определятся специфичностью взаимодействия от- < дальних видов травяного яруса в почвой.

4, Связь ые.:щу содержанием подвижных NH¡, К, Р, 1Лп в почве а травяпнетшй растениями прямая (не косвенная). Величина связи неодинакова для разных элементов. Наибольшее влияние растения оказывают на динамику К в почве. Величина связи К-растеяие, в ' отличие от остальных элементов,-практически не изменяется по годам» Связь lta-растекие опосредована зависимостью растение-потенциал почвенной влага,

5, Для изученных растений специфичны определенные величины потенциала ночвенной влаги и влажности почвы под ними.

Потенциал почвенной влаги (как и влажность почвы) под растениями увеличивается в ряду; осока - папоротник Линнея - напорот-' ник мужской - кислица - хвощ.

6, Связь между содержалиcu элементов в иояите я влажностью прямая, Kj, ровны О, ОС Об-0,2444. Степень влияния влагшости

почвы на подвижность рассмотренных элементов умонияаотся в ряду: Un - Ш* - Р - К .

- 25 -

Связь мезду содержащем элемента я иояяте в потенциалом почвенной влаги прямая, Ки равны 0.0559 - 0.1552. Степень влияния поте пел ал а почвенной влаги на подвданость элементов уменьшается в ряду: Р - Цп - ЦЙ4 - К ,

Величина связи содер*і&ппя Р в яоните с потенциалом почвенной влаги вале, чем с влакностьп ночвщ для К, ІЛп, НН^ — равны ели кгке.

7. Температура оказывает прямое влияние на подвижность зле-ментов в почве. Ки равны 0,13X7 - 0.2638. Эта зависимость свидетельствует в пользу процессов двгйузии, шотлх при поглощения элементов допитом. Связь мегду температурой почвы я содержанием в ионяте Р и К - наибольшая, І-Ія и КН^ - ниже.

По материалам диссертации опубликован* следующие работы!

1. Влияние температуры на появіїкность сватов в системе песок-акионит. "Агрохимия", Х£50, & I, с.32-45 (в соавторстве).

2. Пестрота почвенного покрова к £ итоге шше поля травянистых растений. Тезисы докладов ХУ Всесоюзного совещания по структуре ■ почвенного покрова. Кюджнев, 1960, с,75-77 (в соавторотве).

3, Связь анизотропности почвы с травяным ярусом лесных ЕГЦ. В сб, комплексные б логеопе но логические исследования в лесах Подмосковья", "Наука", 1962, с,97-102 (в соавторстве).

4, Динамика Ш^, К, Мл в дерново-подаолястой почве под ельником волосиотоосоковым, "Вестник Московского Университета", почвоведение, 1963. * 3, с.54-57,

Л-7793/

Леаишяи» ■ іиіпі УОЗ.І9Я6Г Иамтвч» ■ с»«впм»*» •Ищниемш«"* Эма> Д. ' Тю« I СО.