Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние искусственных лесных экосистем на состояние основных элементов питания в почвах глинистой полупустыни Северного Прикаспия

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Влияние искусственных лесных экосистем на состояние основных элементов питания в почвах глинистой полупустыни Северного Прикаспия"

На правах рукописи

КУЛАКОВА НИНА ЮЛИАНОВНА

ВЛИЯНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ НА СОСТОЯНИЕ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ В ПОЧВАХ ГЛИНИСТОЙ ПОЛУПУСТЫНИ СЕВЕРНОГО ПРИКАСПИЯ (НА ПРИМЕРЕ ДЖАНЫБЕКСКОГО СТАЦИОНАРА)

Специальность 03. 00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 2008 003452Б7Э

003452679

Работа выполнена в лаборатории аридного лесоразведения и лесной зоологии Института лесоведения РАН

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Татьяна Алексеевна Соколова

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук Ирина Николаевна Любимова

кандидат биологических наук Андрей Борисович Лысиков

Ведущая организация:

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН

Защита состоится « декабря 2008 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 002.054.01 при Институте лесоведения РАН по адресу: 143030, Московская область, Одинцовский р-н, с. Успенское, тел./факс (495)634-5257, e-mail: root@ilan.msk.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института лесоведения РАН по адресу: 143030, Московская область, Одинцовский р-н, с. Успенское.

Текст автореферата размещен на сайте ИЛАН http://ilan.msk.ru « » октября 2008 г. Автореферат разослан « » ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета канд. биол. наук

И.А. Уткина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. На Джаныбекском стационаре Института лесоведения РАН в течение многих лет разрабатывались рациональные способы повышения продуктивности сельскохозяйственных земель и формирования искусственных лесных экосистем, улучшающих комфортность и уровень жизни населения. С этой целью были созданы массивные лесные насаждения в падинах и лесомелиоративные системы (ЛМС) в межпадинном пространстве на почвах солонцового комплекса. Актуальность работы связана с недостаточной изученностью влияния искусственных лесных насаждений на состояние азота, фосфора и калия в почвах полупустынных ландшафтов. На Джаныбекском стационаре подробно было изучено состояние элементов питания в нативных почвах (Федоровский, 1979). Отдельные исследования затрагивали проблему изменения содержания подвижных форм калия и фосфора и содержания общего азота (Базыкина, 1990), а также валового содержания этих элементов (Кретинин, 1996) в почвах агролесомелиоративных систем. Специально изучалось влияние азота на продолжительность жизни, восстановление крон и выживаемость в экстремальных условиях вяза приземистого (Душков 1981, 1983, 1994; Линдеман, 2000). В настоящее время отсутствует комплексная характеристика состояния элементов питания в почвах агролесомелиоративных систем. Вместе с тем известно, что оптимальная обеспеченность элементами питания как древесных растений, так и сельскохозяйственных культур, выращиваемых в ЛМС, помогает им выживать в условиях полупустыни при высокой засушливости климата.

По Федеральной программе агролесомелиорации, принятой на срок до 2015 года, целесообразным считается довести площадь только линейных лесных насаждений до 1.5-3% площади пашни и 5% площади пастбищ в аридных регионах. В связи с этим исследование влияния искусственных лесных экосистем на состояние основных элементов питания в почве полупустынной зоны имеет важное лесо- и почво-охранное значение.

Цель работы заключалась в оценке изменений в состоянии основных элементов питания почв под влиянием искусственных лесных экосистем -

массивных древесных насаждений в падинах и линейных однорядных кулис на почвах солонцового комплекса.

В задачи работы входило:

1. Охарактеризовать состояние N, Р, К и гумуса в целинных почвах солонцового комплекса и в почвах понижений мезорельефа.

2. Оценить изменения в состоянии этих элементов питания и гумуса в почвах под влиянием лесных насаждений.

3. Оценить влияние массовых видов птиц и млекопитающих на потоки азота в ландшафтах Северного Прикаспия и на состояние азота в почвах исследуемых экосистем.

Научная новизна. Впервые на массовом материале комплексом методов изучены изменения в составе соединений азота, фосфора и калия в почвах глинистой полупустыни Северного Прикаспия под влиянием искусственных лесных экосистем, созданных на Джаныбекском стационаре и пригодных к широкому применению. Показано, что под влиянием массивных лесных насаждений в понижениях мезорельефа и ЛМС линейного типа на солонцовом комплексе изменяются показатели обеспеченности растений основными элементами питания. Впервые показан исключительно высокий вклад зоогенного фактора в перераспределение азота между естественными природными экосистемами, а также между естественными и искусственными лесными экосистемами и внутри последних.

Практическая значимость. Оценена степень обеспеченности лесных культур основными элементами питания, показано влияние лесных культур и приёмов их выращивания на состояние элементов питания в почвах региона, что позволяет оптимизировать лесовыращивание в аридных условиях.

Апробация. Результаты и основные положения диссертационной работы были доложены на заседаниях Учёного совета ИЛАН, представлены на научных совещания и конференциях отечественного и международного уровней в Саратове (2005, 2008), Оренбурге (2006), Астрахани (2006), Пущине (2005, 2007), Санкт-Петербурге (2008), Каунасе (2008). Работа выполнялась в рамках проектов РФФИ (№ 00-04-48637, 03-04-48076, 06-04-48076), программ ОБН РАН «Фундаментальные основы управления биологическими ресурсами».

Публикации. По результатам исследований опубликовано 11 работ, в том числе 5 - статьи в журналах из списка ВАК, 6 тезисов.

Личный вклад автора. Автором был произведён отбор образцов, их химический анализ, статистическая обработка результатов и интерпретация полученных данных.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, списка литературы и приложения. Она изложена на 268 страницах, включает 10 страниц приложений, 43 таблицы и 99 рисунков. Список литературы содержит 170 источников, в том числе, на иностранных языках 12.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. Литературный обзор

Дана характеристика природных условий и почв Джаныбекского стационара. Охарактеризовано изменение солевого состояния и водного режима почв под влиянием лесных насаждений и общего подъёма уровня грунтовых вод. Рассмотрена взаимосвязь обеспеченности растений питательными веществами и выживания лесных культур в экстремальных условиях полупустыни. Анализируются работы, касающиеся калийного, фосфатного и азотного состояния почв Джаныбекского стационара, а также изменения плодородия почв под лесными насаждениями в степной зоне.

Глава 2. Объекты и методы исследований

Объектами исследования были почвы нативных и искусственно созданных экосистем Джаныбекского стационара. Краткая характеристика участков, на которых проводились исследования, представлена в таблице 1. Шесть участков расположены в массивных лесных насаждениях, создание которых возможно только в мезопонижениях рельефа - больших падинах. Почвы падин лугово-каштановые (Классификация..., 1977) или по современной классификации каштановые гидрометаморфизированные (Классификация почв..., 2004). Остальные участки находятся на межпадинной равнине, на почвах солонцового комплекса. Здесь исследовались целинные солончаковые солонцы 2004), (Классификация..., 1977) или солонцы светлые засоленные

Рельеф, почва Особенности истории участка Название участка Растительность

й Ц "степь"

- й" ч 00 •ч- интенсивное использование в земледелии до залежного режима "степь А" Степная разнотравно-злаковая ассоциация

-я и 1 о X интродукция червей**. "дуб"

к 3 св О >а § о о а и й и V |в я са § ю & л о <1 интенсивное использование в земледелии до посадки культур "дуб А" Насаждение дуба черешчатого (10Д), Н=15 м, Д=23 см подлесок*, мёртвопокровное

ь 3 а м К 1 о я о и >> и 53 Й" о £ - "вяз" Насаждение вяза приземистого (10В), Н=21 м, Д=27 см подлесок*, мертвопокровное

я в о к о 00 Без рубок ухо- Загущенное насаждение "дуб Б" Насаждение дуба черешчатого (10Д), Н=12 м, Д=19 см мертвопокровное,

С 48 л, IIЧТЛ Ежегодная распашка "пар" Нет

массив Место многолетних ночёвок врано-вых "ночёвки" Насаждение груши обыкновенной (ЮГо), Н=13 м, Д=19 см мёртвопокровное,

48 лет, 35-летняя колония грачей "колония" Насаждение вяза, дуба (9В1Д) Нв=19 м, Дв=25 см, мёртвопокровное

£ 1 - "целина" Степная разнотравно-злаковая ассоциация

а и ч к 50-летняя ежегодная вспашка (после плантажа) "ЛМС" Нет (18-м пространство между однорядными кулисами вяза приземистого)

« « "целина" Полупустынная прутняково-чернополынная ассоциация

о Я к о ч о В ¡в о С! О 50-летняя ежегодная вспашка (после плантажа) "ЛМС" Нет (18-м пространство между однорядными кулисами вяза приземистого)

и О Линейная 50-летняя культура "кулиса" Кулиса вяза приземистого, Н=15 м, Д=23 см

* развит мощный подлесок из жимолости татарской, крушины слабительной, смородины золотой, бересклета бородавчатого, черёмухи виргинской ** черви вида Е^яета погс1еткю1сИ

(Классификация..., 2004), мелиорированные солонцы - элювиально-солевые агрозёмы (Сиземская, 1996), целинные лугово-каштановые почвы - каштановые гидрометаморфизированные и мелиорированные - агрозёмы текстурно-карбонатные (Классификация..., 2004). Мелиорированные почвы на солонцовом комплексе располагались в линейных лесных культурах, созданных с помощью разработанных на стационаре приёмов лесомелиорации (Биогеоцено-тические основы..., 1974). Разработанные приёмы включают: 1) плантажную вспашку для вовлечения гипса, залегающего на глубине около 40 см, в пахотный слой для рассолонцевания почв и 2) накопление снега кулисами для рассоления почв и добавочного увлажнения растений. Исследуемые лесные экосистемы солонцового комплекса представляют собой однорядные кулисы отрезка Государственной лесной полосы Чапаевск - Владимировка. Два участка расположены в узких междурядьях (участки «ЛМС», табл. 1), а один участок -непосредственно под кулисой (участок «кулиса»).

На каждом участке исследовали образцы из полнопрофильного разреза глубиной до 2 м, отобранные по генетическим горизонтам, и из прикопок глубиной до 50 см, отобранные по слоям (в падинах) и по генетическим горизонтам (на солонцовом комплексе).

Для оценки потоков азота дополнительно исследовали: 1) образцы снега, помета и погадок, отобранные в местах скопления массовых видов птиц, 2) грунтовые и лизиметрические воды на этих же участках, 3) экскременты сусликов, собранные с поверхности целинных солончаковых солонцов у выходов нор зверьков. Пробы снега отбирали с площадок размером 20x20 см в 4-кратной повторности. Воды отбирали один раз весной для измерения содержания в них нитратного азота. Использовали лизиметры конструкции Шиловой, установленные на глубине 30 см по 3 на участке. Водопроницаемость почвы определяли методом двойных рам в 3-кратной повторности.

Химический анализ почвенных образцов проводили по общепринятым методикам (Воробьёва, 1998): необменный калий определяли по методу Пчелкина, обменный калий - по Масловой, буферность почв по отношению к калию - по методу Беккета, легкообменный калий - в 0,02 н СаСЬ вытяж-

ке, водорастворимый калий - по Важенину, содержание общего азота в почве, подстилке, в помёте и в погадках птиц - по методу Кьельдаля, содержание легкогидролизуемого азота - по методу Тюрина и Кононовой, валового фосфора - по методике Гинзбург, подвижного - по Мачигину, определение фракционного состава фосфатов - по методу Гинзбург-Лебедевой, содержание общего углерода - по методу Тюрина. Активность NO3" в водных суспензиях почвы, помёта и погадок при соотношении субстрат: вода 1:2,5, а также в лизиметрических и грунтовых водах определяли с ион-селективным мембранным электродом ЭМ-Ж)з-01. Содержание воднорас-творимого азота в снеге и водных вытяжках из помета и погадок (разбавление 1:2,5) определяли по методу Алёкина (Руководство..., 1973). Определение нитрификационной способности почв проводили по «Методическим указаниям ...» (ЦИНАО, 1984). Фракционный состав гумуса образцов из разреза «степь» - по методике Пономарёвой и Плотниковой (1980). Статистическую обработку данных проводили с помощью программ Excel и Stadia.

Глава 3. Изменение гумусного состояния почв в искусственных лесных экосистемах

Почвам больших падин под естественной степной растительностью свойственны средние и низкие значения содержания и запасов гумуса (по градациям Орлова, 2005) (табл. 2). На основании этих показателей, а также группового и фракционного состава гумуса установлено, что изученные нами почвы падин ближе всего к лугово-канггановым почвам и текстурно-карбонатным и глинисто-иллювиальным черноземам.

На основе собственных и литературных данных проанализированы изменения в содержании и запасах гумуса почв естественных и искусственных лесных экосистем. В почвах всех лесных экосистем и участка под паром (табл. 2, 3) уменьшаются содержание и запасы органического вещества. Эта закономерность связана как с уменьшением поступления в почву органических остатков, так и с усилением процессов минерализации органического вещества и его деструкции под действием света (Ильин, 1975) при распашке, которая

осуществляется во время первых лет жизни лесных культур в падинах и ежегодно в лесных культурах на солонцовом комплексе. В падинах максимальные потери гумуса отмечены в почве, находящейся под паром около 50 лет, изменения затрагивают метровую толщу В почве под массивными 48-летними насаждениями уменьшение запасов гумуса прослеживается до глубины 1 м (табл. 2), но наиболее сильно выражено в верхнем 20-см слое, что подтверждается статистически (п=4, Р=0,95) для почв участков «вяз» и «дуб Б».

Таблица 2. Содержание, % (числитель) и запасы, т/га (знаменатель) гумуса в почвах больших падин, данные по индивидуальным разрезам (Кулакова, Соколова, Лаврова, 1996)

Участок Глубина, см

0-3 3-20 20-40 40-100 0-20 0-100

«степь» 6.16 20,0 2,52 65,8 2.30 52,7 0,79 66,2 85,8 204,7

«дуб» 5.06 16,7 1,82 49,7 1.82 56,4 0.61 52,5 66,4 175,3

«дуб Б» 4,99 16,6 1.86 38.6 - - 55,2 -

«вяз» 5.95 19,7 1.91 40,5 0.95 25,2 0.19 52,5 60,2 137,9

«пар» 1,78 6,8 1.78 38,5 0,96 24,2 0.42 23,0 45,3 92,5

«степь А» - - 1,48 38,3 0.76 62,5 3,19 68,5 169,3

«дуб А» - - 1,43 34,7 0.51 55,1 2.37 62,4 152,2

В почвах солонцового комплекса под насаждениями 20-48-летнего возраста в междурядьях линейных лесных культур прослеживается тенденция к сокращению содержания гумуса в верхнем полуметровом слое. Разница в запасах гумуса между целинными лугово-каштановыми почвами и почвами междурядий статистически подтверждается для глубины 0-20 см при Р=0,95 (табл. 3). Различия в запасах гумуса между целинными солонцами и солонцами межкулисных пространств достоверны для слоёв 0-5, 0-20 и 0-40 см при Р=0,95.

Гумус гумусовых горизонтов почв под массивными насаждениями более обогащен азотом, чем в почве под нативной степной растительностью (от-

ношение С/И составляет 7-8 в первом случае и 10-13 во втором). Это можно объяснить тем, что источником азота здесь может быть грибной мицелий, содержащий от 2,2 до 19,6 % азота (Новосад, 2001).

Таблица 3. Содержание, % (в числителе) и запасы, т/га (в знаменателе) гумуса в почвах солонцового комплекса, (по данным Девятых, 1970; Сизем-ской, 1989; Максимюк, 1989; Романенкова, 1991; Базыкиной, Титовой, 2003; Колесникова 2003; Борзенко, 2003)

Почва Участок Глубина, см

0-5 0-20 0-40

Лугово-каштановая «целина» 4,50±0.83 27,0±5,0 4.20±0.50 102,3±11,2 3.0±0.24 156,0±12,7

«ЛМС» 3.18±1.07 2.87±0Д7 2.40±0.45

18,8±6,4 70,2±4,1 125,0±23,3

Солонец «целина» 1.93±0.39 1.5Ш.16 1.25±0.09

13,7±2,8 44,2±4,7 70,2±4,7

«ЛМС» 1,26±0,11 1.28±0,10 1,20±0,04

8,2±0,7 33,4±2,8 62,3±2,3

Глава 4. Изменение азотного состояния почв в искусственных лесных экосистемах

В исследуемых лугово-каштановых почвах наибольшее влияние на содержание и запасы общего азота оказывают распашка и длительное парование почв. Это вызвано потерями азота в газообразной и в нитратной форме в условиях периодически промывного водного режима, высоких температур и многократного увеличения численности микроорганизмов-нитрификаторов и денитри-фикаторов, а также уменьшением или отсутствием поступления свежих органических веществ в распахиваемых почвах. Так, полувековое содержание почвы падины под паром влечет за собой потерю 415 кмоль/га общего азота из полуметрового слоя (табл. 4). Уменьшение содержания и запасов общего азота, подтверждающееся с достоверностью Р=0,95 при п=4 для слоя 5-20 см в массивных насаждениях вяза и дуба («дуб Б») относительно степного участка мы также связываем, главным образом, с усилением минерализации органического вещества при распашке перед посадкой культур и содержанием почвы под паром в первые годы их жизни, т.к. поступление азота с органическими остатками в степных и лесных экосистемах падин примерно одинаково (Ремезов, 1959; Родин, Базилевич, 1965; Оловянникова, 1989).

Таблица 4. Содержание, % (в числителе) и запасы, кмоль ТМ/га (в знаменателе) общего азота в почвах падин (п=4, Р=0,95) (Кулакова, Соколова, Лаврова, 1996)

Участок Глубина, см

0-5 5-20 20-50 0-50

«степь» 0,69±0.04 264±14 0.20±0.04 243±43 0.08±0.02 200±50 707

«дуб» 0,78±0.05 285±21 0.Ш0.03 193±50 0,08±0,02 243±50 721

«дуб Б» 0,62±0,04 243±14 0ЛЗ±0.01 171±14 0.08±0,02 243±50 657

«вяз» 0,б4±0.04 250±14 0,11±0,02 150±29 0.08±0,01 179±29 579

«пар» 0,11 ±0.03 50±14 0.11±0.01 150±14 0,08±0,02 135±50 292

В результате ежегодной распашки лугово-каштановых почв западин, расположенных в межкулисном пространстве рядовых культур, запасы общего азота достоверно уменьшаются в слое 0-30 см (табл. 5). За полувековой период потери составляют 307 кмоль/га азота в 30-сантиметровом слое. Содержание общего азота в целинных солонцах сильно варьирует, но выявляется тенденция к сокращению запасов N в пахотных горизонтах солонцов (табл. 5).

Таблица 5. Содержание, % (в числителе) и запасы общего азота, кмоль 1\т/га в знаменателе в почвах солонцового комплекса (п = 4, Р = 0,95)*

Почва Участок Глубина, см

0-5 см 0-20 см 0-30 см

Лугово-каштановая «целина» 0.35±0,05 121±14 0,32±0.02 428±78 0.30±0.03 685±100

«ЛМС» 0,14±0,02 64±7 0,14±0.02 242±21 0,14±0,02 378±50

Солонец «целина» 0,14±0,01 71±7 0,15±0,04 278±7 0.14±0,05 442±143

«ЛМС» 0.11±0.01 50±7 0,11 ±0,01 192±29 0.11±0.01 285±57

«кулиса» 0.12 57 0,12 178 0,12 357

* - таблица составлена с привлечением данных Базыкиной (1990)

Влияние массивных лесных насаждений на азотное состояние почв в больших падинах проявляется в заметном снижении (в 1,5-4 раза) содержания легконитрифицирующегося азота и значений нитрификационной способности почв под насаждением (гумусовые горизонты) относительно почвы степного участка (табл. 6). Это объясняется тем, что потребление азота в на-

саждениях выше, чем в степных сообществах, что, в первую очередь, сказывается на наиболее доступных для растений соединениях азота в слое 5-20 см, насыщенном сосущими корнями растений (Карандина, 1963).

Таблица 6. Содержание легконитрифицирующегося азота, мг N(N03') на 100 г абсолютно сухой почвы (в числителе) и запасы, кмоль К(Ж)з")/га (в знаменателе) -1 (п = 3) и нитрификационная способность почв, мг/100 г почвы - II в лугово-каштановых почвах падин (Кулакова, Соколова, Лаврова, 1994).

Участок

«степь» «дуб» «дуб Б» «пар»

Глубина, см I II дуб I II

I II I II

0-5 10.74±2,76 4,14 9,74 7.23±2,29 2,84 6,53 6.20±1.17 2,44 5,55 5.82±1.50 2,64 3,60

5-20 7.11±1Д0 6,23 4.46±1.20 4,08 3.5Ш.09 3,30 5.50±1.37 3,40

8,61 5,84 4,58 7,36

20-50 3.75±0,41 3,28 1.77±0.27 5,42 1,54 0.81±0,20 2,49 0,63 3.91 ±1.43 10,39 3,91

9,48

В лугово-каштановых почвах западин мероприятия по лесомелиорации не привели к существенным сдвигам в нитрификационной способности почв, содержании и запасах легконитрифицирующихся соединений азота, что в условиях отсутствия поступления свежих растительных остатков связано, очевидно, с мобилизацией микроорганизмами общего азота (табл. 7). В солонцах, находящихся в межкулисных пространствах лесомелиоративных систем, запасы легконитрифицирующегося азота в верхней части пахотных горизонтов снизились более чем в 2 раза относительно гумусовых горизонтов целинных почв, т.к. вследствие распашки прекращается поступление в них легкоминера-лизующихся соединений азота из разлагающихся наземных растительных остатков и из выделений сусликов.

Значения нитрификационной способности сильно варьируют в целинных солонцах и имеют тенденцию к снижению в солонцах ЛМС. Под кулисой вяза (участок «кулиса») происходит накопление легконитрифицирующихся соединений азота относительно других почв ЛМС, что связано с поступлением опада и отпада растений под кулису. По нитрификационной способности лугово-каштановые почвы и солонцы, под целинной растительностью и под

древесными насаждениями, относятся к хорошо обеспеченным азотом (Ан-спок и др.,1981).

Таблица 7. Содержание легконитрифицирующегося азота (мг N(N03") /100г абсолютно сухой почвы), запасы (кмоль/га, рассчитанные по максимумам в течение 2-месячного компостирования) и нитрификационная способность почв (мг/100 г) в почвах солонцового комплекса, данные по индивидуальным разрезам

Й 1 Участок Горизонт Глубина, см Легконитрифицирую- Запасы в слое 0-5 и 0- Нитрификационная способность

с щийся азот 30 см почв

А1 0-12 6,98 4,21

0-16 6,21 2,28

§ § 0-26 4,4 3,16

о 3 1 среднее 5,86 11 3,22

Я АВ 12-30 4,95 14,2 3,55

1 16-31 5,55 3,34

о 26-37 5,55 4,85

о среднее 5,35 3,91

г-, Ч Апах 0-24 4,40 11 3,0

«лмс» 1 0-28 5,89 13,0 3,68

среднее 5,15 3,34

А1 0-6 19,67 М 14,75

«целина» 0-9 7,84 м 2,29

0-9 11,06 18 4,85

я среднее 12,85 6,53 7,30

я Апах 0-31 4,95 3,19

ч о «ЛМС» 0-38 6,21 2Л 2,28

О 0,44 6,21 14,9 3,09

среднее 5,79 2,85

«кулиса» Апах 0-43 7,0 11 20,9 2,60

Содержание нитратного азота в почвах изменяется на участках незакономерно. Низкие значения этого показателя (0,07-0,10 мг N(N03")/100 г почвы) отмечаются в разные годы и сезоны и в лесных, и в нативных экосистемах, что свидетельствует о существующей иногда напряженности азотного баланса.

Впервые количественно оценены потоки зоогенного азота между степными и полупустынными биоценозами и лесными биотопами, постоянно используемыми массовыми видами врановых птиц для ночевок или гнездовых колоний. В последнем случае биотопы получают дополнительно количество

азота, превосходящее примерно в 2 раза количество азота, поступающего с опадом лесных культур: 6,9 г/м2 и 3 г/м2, соответственно, в год. Количество поступающего воднорастворимого азота составляет 0,67 г/м2. Тем не менее, этот дополнительный привнос азота слабо отражается на содержании общего и легкогидролизуемого азота в почве (табл. 8) из-за быстрой минерализации азота птичьего помёта, вызванной особенностями его состава, высокими температурами воздуха и экранирующей ролью лесных подстилок. Вместе с тем, было обнаружено достоверное увеличение содержания легкогидролизуемого азота в лесных подстилках таких насаждений (табл. 8).

Таблица 8. Содержание разных форм азота в почвах (п=4) и нитратного азота в лизиметрических (п=3) и грунтовых (п=4) водах

Участки Глубина, см Общий Легко-гидроли-зуемый азот MrN/100r почвы N(N03') мг/ЮОг почвы N в ли-зимет-рическ. водах, мг/л N в грунтовых водах, мг/л

осень 1989 весна 1990 осень 1990

«степь». Ад 0-5 0,69± 0,04 18,7±2.1 2,7 0,31 ±0,02 0,05 0,22± 0,07 0,15± 0,02 29,45± 10,13 0,35± 0,00

А1 5-20 0,2± 0,04 11,9±1,5 6,0 0,11±0,01 0,06 0,23± 0,03 0,12± 0,02

«дуб» | Ао 0-5 0,78± 0,05 40.Ш.0 5,1 0.30±0.01 0,04 0,18± 0,02 0,34± 0,03 107,98± 14,71 2,73± 0,51

А1 5-20 0,11± 0,03 11,0±5,0 9,2 0,14±0.03 0,12 0,10± 0,01 0,08± 0,01

«ночёвки |врановых» Ао 0-5 1,20± 0,38 66,7±2.6 5,6 39,03±3,11 3,25 9,08± 1,03 30,25± 10,95 1004,22± 176,25 0,47± 0,16

А1 5-20 0,18± 0,04 10,7±1,5 61 3,70±0,70 2,10 2,25± 0,41 3,81±0, 52

«гнездовая колония» Ао 0-20 0,93± 0,3 53,2±2.7 5,7 30,90±4,05 3,32 11,67 ±2,9 35,6±3, 11 Нет данных 2,32± 0,27

А1 20-40 0,14± 0,06 10.2±14 7,2 10,72±1,49 7,55 2,10± 1,20 8,3± 1,37

В знаменателе указан % от общего азота

Содержание минерального азота в подстилках увеличивается примерно на порядок, а в гумусовых горизонтах - в несколько раз относительно контрольных участков «дуб» и «степь» (табл. 8), что свидетельствует о хорошей обеспеченности лесных культур азотом. Рассмотрены потоки азота внутри лесных экосистем, заселённых лесной мышью (Арос1ети5 ига1ет1$). В период

весеннего затопления падин нитраты вымываются из подстилки и гумусовых горизонтов в более глубокие слои почвы. Поэтому в лизиметрических водах, собранных с глубины 30 см, содержание нитратов пропорционально их концентрации в гумусовом горизонте и подстилке или дернине (табл. 8). Вынос нитратов в грунтовые воды определяется развитием норной сети лесной мыши. В насаждениях с участием дуба, плоды которого служат зверькам кормом, число норных отверстий составляло 1,1 / м2, в то время как на степном участке и в насаждении груши (участок «ночёвки») они отсутствовали.

Норные ходы выходят в пустоты сгнивших корней, что приводит к «провальной» фильтрации (4,5 мм/мин.) талых вод, стекающих в падину, и выносу вместе с ними в грунтовые воды нитратного азота. Грунтовые воды, обогащенные нитратами (табл. 8), служат дополнительным источником питания азотом для древесных культур.

На поверхность солонцов благодаря деятельности сусликов дополнительно поступает количество азота, в 2,7 раза превышающее его содержание в опаде и отпаде пустынных растительных ассоциаций микроповышений (15 и 5,6 несоответственно). Распределение зоогенного азота по поверхности солонцов крайне неравномерно, места скоплений экскрементов занимают не более 2-5% площади солонцов. В сухой период года присутствие экскрементов не влияет на содержание минерального азота в почве, но приводит к более высоким значениям нитрификационной способности в целинных солонцах, по сравнению с лугово-каштановыми почвами (табл. 7).

Глава 5. Изменение калийного состояния почв в лесных экосистемах

Лугово-каштановые почвы отличаются высоким содержанием необменного калия в верхних горизонтах (рис. 1 А и Б), что связано как с поступлением в них калия с растительными остатками, так и с затоплением понижений талыми водами, обогащенными калием (Корнблюм. 1976). В почвах падин мощность слоя аккумуляции больше, чем в почвах западин, что объясняется большей площадью водосбора и, возможно, большим возрастом почв мезопо-нижений.

А

Б

1

10 20 30 ,40 ммоль/кг

н

10 20 30 40 ммоль/кг

50 -

100 ■

150 ■ г

£ О

10 20 30 40

ммоль/кг

60 -

100 -

150 • Г

2

и

Рис.1. Необменный калий в лугово-каштановых почвах падин (А), в почвах солонцового комплекса: в лугово-каштановых почвах западин (Б) и в солонцах (В), 1 - целина, 2 - межкулисные пространства ЛМС, 3 - кулиса ЛМС. Данные по индивидуальным разрезам

В целинных солонцах содержание необменного калия сильно варьирует в пространстве и по профилю (рис. 1, В), что связано с перемешиванием материала горизонтов сусликами. Были выявлены факторы, влияющие на содержание и запасы необменного калия в почвах падин: 1) микрорельеф дна падины - отмечено (рис.1, А, табл. 9) достоверное увеличение содержания и запа-

сов необменного калия в почве самого глубокого участка падины «пар», что объясняется наибольшим объёмом поступающих талых вод, обогащенных калием. 2) интенсивное использование в земледелии почвы в прошлом - наблюдается уменьшение содержания и запасов необменного калия на участке «степь А» по сравнению с участком «степь» (рис. 1, табл. 9).

Таблица 9. Запасы необменного К в лугово-каштановых почвах падин, кмоль К/га (п=4, Р=0,95)

Глубина, см Участок

«степь» «дуб» «вяз» «пар» «степь А» «дуб А»

0-3 8,2 ± 0,6 7,6 ±0,6 8,2 ± 0,6 12,6 ±0,6 7,2 9,3

3-20 61,4 ± 2,0 51,4 ±5,2 65,8 ±2,2 70,6 ± 3,6 42,4 53,1

20-40 63,8 ± 2,4 71,0 ±3,8 71,0 ±3,8 77,8 ± 2,2 66,7 66,3

0-40 133,4 130,0 145,0 161,0 119,5 128,7

Лесомелиоративное воздействие на почвы межкулисных пространств солонцового комплекса (участки «ЛМС») не сказывается на содержании и запасах необменных форм калия (рис. 1, Б (1, 2) и В (1, 2), табл. 10). Однако непосредственно под кулисой (рис. 1, В (3)) отмечается накопление необменных форм калия, которое объясняется большой площадью питания растений в кулисе и накоплением опада и отпада растений под ней.

Таблица 10. Запасы необменного калия в лугово-каштановых почвах западин и солонцах, кмоль К/га (до глубины 40 см средние по 3 повторностям)

Почва Участок Глубина, см

0-3 3-20 20-40 0-40 40-70 0-70

Лугово-каштановая «целина» 11,2 64,4 71,0 146,6 70,6 205,2

«ЛМС» 10,5 59,5 77,3 147,1 65,6 214,9

Солонец «целина» 10,1 57,3 60,5 127,9 75,8 150,6

«ЛМС» 9,9 56,3 63,4 129,6 117,1 243,8

«кулиса» 14,6 82,9 97,5 195 80,7 275,7

Все исследованные целинные почвы, согласно существующим градациям, относятся к хорошо обеспеченным обменным калием, характеризуются аккумулятивным распределением его в профиле (рис. 2), тесной линейной зависимостью содержания обменного калия от количества органического веще-

ства. Коэффициент корреляции Спирмена между этими показателями для почв западин и для солонцов равен 0,90 при а = 0,0001, а для почв падин - 0,86 при а = 0,05. А

13 ,18 ммоль/кг

50

100 -

150 £

■II

гГг

13 18 ммоль/кг

8 13 .18 ммоль/кг

50 -

100 -

150 -

50

100 -

150 £

8 13 18 ,ммольАу

-кулиса

Рис.2. Обменный калий: в лугово-каштановых почвах падин (А), в почвах солонцового комплекса: в лугово-каштановых почвах западин (Б) и в солонцах (В): 1 - целина, 2 - межкулисные пространства ЛМС, 3 - кулиса ЛМС. Данные по индивидуальным разрезам

Изменения в содержании и запасах обменных форм калия в почвах падин были сходными с изменениями в содержании и запасах необменных форм (табл. 11, рис. 2), а именно: использование почв в земледелии (участок «степь А») приводило к уменьшению содержания и запасов обменных форм К, а положение в пониженной части днища падины (участок «пар») влекло за собой увеличение запасов и содержания К0бм-

В почвах западин запасы обменного калия в пахотном горизонте уменьшились в 1,6 раза относительно такого же по мощности слоя в целинных горизонтах (табл. 12). Таким образом, гумусовые горизонты почв лесных экосистем падин переходят в разряд низко - средне обеспеченных по калию.

Таблица 11. Запасы обменного калия в лугово-каштановых почвах падин, кмоль К/га (при п = 4 показаны доверительные интервалы)

Глубина, см Участок

«степь» «дуб» «вяз» «пар» «степьА» «дуб А»

0-3 3,2 ±0,0 3,4 ±0,0 3,2 ± 0,2 3,8 ± 0,0 1,7 1,7

3-20 15,6 ±1,0 12,0± 1,2 11,4 ±0,6 20,8 ±1,2 10,0 10,5

20-40 12,8 ±1,2 16,6 ±1,6 13,6 ±1,0 23,8 ± 0,6 12,3 12,8

0-40 31,6 31,8 28,2 48,4 24,0 25,0

Лугово-каштановые почвы ЛМС остаются в разряде хорошо обеспеченных по калию из-за более высокого начального содержания обменного калия в гумусовых горизонтах (рис. 2).

Таблица 12. Запасы обменного калия в лугово-каштановых почвах западин и в солонцах, кмоль К/га (до глубины 40 см п = 3)

Почва Участок Глубина, см

0-3 3-20 20-40 0-40 40-70 0-70

«целина» 5 26,5 25,4 56,9 30 86,7

«ЛМС» 2,8 15,9 17,2 35,9 19,6 55,2

«целина» 4,2 16,8 14,9 35,9 16 53,9

Солонец «ЛМС» 2,4 13,5 14,9 30,7 16,1 47,3

«кулиса» 3,8 21,5 25,3 50,6 18,6 69,2

В солонцах, находящихся в межкулисном пространстве, содержание и запасы обменного калия в пахотных горизонтах остались примерно на том же уровне, что и в целинных почвах, что объясняется несущественными измене-

ниями их гумусиого состояния и невысоким содержанием калия в солонцовом и подсолонцовом горизонтах целинных почв (рис. 2, табл. 12). В линейных культурах на солонцах непосредственно под кулисой имеет место увеличение содержания и запасов обменного калия (рис. 2, В, табл. 12).

В почвах падин под массивной культурой дуба содержание и запасы легкообменного калия практически не изменились. Его запасы в почве под насаждением и под степной растительностью (слой 0-40 см) составили соответственно 24,0 и 22,5 кмоль К/га. В лугово-каштановых почвах западин запасы уменьшились с 11,9 кмоль К/га («целина») до 3,2 кмоль К/га («ЛМС»), что вызвано сокращением поступления органического материала с растительными остатками.

В солонцах межкулисного пространства запасы легкообменного калия, как и запасы гумуса, не изменились, а под кулисой увеличились с 2,0-2,6 кмоль К/га («целина») до 6,7 кмоль К/га («кулиса»).

Отмечается, что тип растительности наиболее сильное влияние оказал на содержание воднорастворимого калия. Его содержание в почвах лесных экосистем падин (гумусовый горизонт) увеличилось, по крайней мере, в два раза и составило 0,19 ± 0,02, 0,58 ± 0,05 и 0,45 ± 0,02 ммоль-экв К/кг (слой 0-5 см) и 0,14 ± 0,00,0,25 ± 0,04 и 0,24 ± 0,02 (слой 5-20 см) под степной растительностью, в дубовом и вязовом насаждениях, соответственно.

При определении термодинамических характеристик калийного состояния почв было установлено, что изотермы буферности для всех исследованных почв или имеют прямолинейную форму, или состоят из двух отрезков, пересекающихся под небольшим углом.

На основании значений АИо (а^Ы (яса2++аМЕ2+) были рассчитаны значения калийных потенциалов (КП = -к[ А11о)- Значения КП варьировали в гумусовых горизонтах почв падин от 1,37 до 1,87, что свидетельствовало об оптимальном уровне питания растений на всех исследуемых участках (Медведева 1975,1987). Значения ДКь изменялись по профилю и на разных участках с той же закономерностью, что и значения содержания обменных форм калия. Значения линейной и тангенциальной буферности оказались весьма стабильными и мало зависели от типа растительности в падинах.

В лугово-каштановых почвах западин в межкулисных пространствах значения ДК0 и ДКь (пахотный горизонт) были в 2-3 раза меньше, чем в целинных почвах в связи с уменьшением содержания гумуса. Значения АНо в пахотных горизонтах также снижаются в несколько раз по сравнению с гумусовыми горизонтами из-за снижения активности ионов К+, при незначительном изменении активностей щелочноземельных элементов (Колесников, 2004). Величины КП, рассчитанные по значениям АЯо, свидетельствуют об оптимальном уровне калийного питания в целинных почвах (КП = 1,97-2,28 в гумусовых горизонтах), а в почвах ЛМС - о недостаточном уровне калийного питания растений (КП = 2,93 - 3,01 в пахотных горизонтах). В пахотных горизонтах увеличились значения буферности, что способствовало поддержанию условий недостаточной обеспеченности растений калием. Сходные изменения происходили в солонцах: значения калийных потенциалов увеличились от 2,37-2,68 в гумусовых горизонтах целинных почв до 3,02- 3,57 в пахотных горизонтах. Значения буферности при этом возросли.

Глава 6. Изменение состояния фосфора в почвах лесных экосистем

Все исследованные почвы, занимающие разное положение в рельефе, находящиеся под нативными растительными ассоциациями и в лесных искусственных экосистемах, характеризуются аккумулятивным распределением в профиле валовых и подвижных форм фосфора. Запасы валового фосфора мало зависели от типа растительности и типовой принадлежности почв и составляли (слой 0-40 см): 100-133 кмоль Р/га в почвах падин, 107-113 кмоль Р/га в почвах западин; 100-128 кмоль Р/га в солонцах, изменяясь от 220 до 290 кмоль/га в метровом слое рассматриваемых почв.

Содержание подвижных форм фосфора на разных участках также не зависело от типа экосистемы. Для исследуемого ряда почв обнаружена тесная положительная корреляция между содержанием валового и подвижного фосфора (коэффициент Спирмена = 0,76, 0,59 и 0,91 в почвах падин, западин и солонцах, значим при а < 0,009; п= 32,16 и 15 соответственно).

По принятым градациям изученные почвы можно отнести к высокообеспеченным по фосфору.

Фракционный состав фосфатов почв падин характеризуется преобладанием многоосновных и разноосновных фосфатов кальция, что свойственно чернозёмным и каштановым почвам. Наиболее заметны различия во фракционном составе фосфатов почв разных участков между горизонтами дернины и лесных подстилок (табл. 13).

Таблица 13. Фракционный состав фосфатов (ммоль Р/кг почвы), данные по индивидуальным разрезам

Участок, Глуби- Фракции

почва на, см 1 2 3 4 5 сумма

? а 0-3 1,40 0,78 3,24 1,90 5,14 12,46

а 3-15 1,48 0,78 1,40 1,90 5,00 10,56

I * В •—' 15-21 0,96 0,92 1,40 1,76 5,14 10,18

"-1 21-38 1,06 0,78 1,70 1,76 5,14 10,44

М § л а 2 (дуб) 0-2 3,02 0,92 1,98 2,18 3,38 11,48

а 2-39 2,26 0,84 1,40 2,26 4,36 11,12

ь. ^ Ч 3 (вяз) 0-3 2,66 2,46 2,98 2,18 3,66 13,94

3-17 1,48 1,40 2,12 2,12 4,52 11,64

0-6 1,27 1,20 0,42 0,85 3,53 7,27

а 6-28 1,27 1,48 0,56 0,85 2,75 6,91

К В 28-68 0,71 3,10 1,06 0,47 2,47 7,81

& ¡=г К 68-140 0,42 2,65 0,56 0,32 3,03 6,98

0-9 1,41 4,30 0,63 0,68 3,88 10,90

« о 9-33 0,56 3,20 0,56 0,56 4,58 9,46

О 0-9 1,77 1,95 0,56 0,82 3,95 9,05

9-28 1,41 3,31 0,35 0,56 3,53 9,16

0-31 1,52 4,48 0,71 0,71 7,33 14,75

31-40 0,24 3,99 0,56 0,63 3,10 8,52

У 40-80 0,47 4,16 0,92 0,47 3,38 9,40

ЕС 80-134 0,47 3,78 0,71 0,28 3,67 8,91

и о 0-38 0,92 2,89 1,06 0,61 L 4,3 9,78

§ О 38-65 0,78 2,75 0,99 0,68 3,81 9,01

0-44 1,06 3,36 0,92 0,68 5,64 11,66

44-71 0,78 3,00 0,56 0,21 3,38 7,93

Лесные подстилки беднее многоосновными фосфатами кальция (фракция V) по сравнению с дерниной, но богаче фосфатами щелочных металлов (фракция I) и разноосновными фосфатами кальция (фракция II). Под вязовым насаждением увеличивалось содержание фосфатов AI, Fe (фракция III) и раз-

ноосновных фосфатов кальция, что связано с более интенсивным круговоротом А1 и Са в этой культуре. Сумма наиболее доступных для растений фракций фосфатов и степень подвижности фосфатов в гумусовых горизонтах исследованных почв падин возрастала в ряду: участок со степной растительностью, участок под насаждением дуба черешчатого, участок под насаждением вяза приземистого, что свидетельствует об улучшении условий фосфатного питания растений под насаждениями.

Установлено, что фракционный состав фосфатов мелиорированных солонцов по сравнению с солонцами под целиной изменяется очень незначительно - имеется тенденция к увеличению содержания разноосновных и многоосновных фосфатов кальция в пахотных горизонтах, что связано с вовлечением гипса в пахотный горизонт. Показатель подвижности фосфатов в солонцах межкулисного пространства уменьшался, но содержание легкодоступных фосфатов первой и второй фракций заметно не изменилось, условия снабжения растений фосфором, • ухудшились.

Выводы

1. Установлено, что лугово-каштановые почвы, являющиеся на территории глинистой полупустыни Северного Прикаспия компонентом распространенных экосистем степного типа (около 30 % общей площади), приуроченных к мезо- и микропонижениям рельефа, по существующим градациям характеризуются средним содержанием гумуса, высоким содержанием азота, всех подвижных форм К и Р и высокой нитрификационной способностью. По этим показателям они аналогичны черноземам текстурно-карбонатными и глинисто-иллювиальным.

2. Показано, что создание массивных лесных насаждений в мезопониже-ниях рельефа приводит к снижению содержания и запасов общего и легко-нитрифицирующегося азота и обменного калия, к уменьшению нитрификационной способности почв и к возрастанию подвижности фосфатов в лугово-каштановых почвах. При формировании агролесомелиоративных систем на солонцовом комплексе в лугово-каштановых почвах межкулисных про-

странств наблюдается снижение содержания общего азота, обменного калия, повышение значений калийного потенциала и увеличение буферной способности по отношению к калию. Выявленные изменения объясняются более интенсивным потреблением азота и калия древесной растительностью по сравнению со степными ассоциациями, а также связаны с интенсификацией процессов минерализации органического вещества, вызванных распашкой почв, проводимой в процессе выращивания лесных культур.

3. Выявлено, что целинные солончаковые солонцы, являющиеся на территории Северного Прикаспия компонентом широко распространенных экосистем пустынного типа (около 50% площади межпадинной равнины), имеют по сравнению с лугово-каштановыми почвами более низкое содержание гумуса, общего азота и подвижного калия, но при этом соответствуют градации почв, хорошо обеспеченных всеми макроэлементами питания.

4. Показано, что при создании агролесомелиоративных систем солонцы межкулисных пространств по сравнению с целинными солонцами характеризуются повышенными значениями калийного потенциала и снижением подвижности фосфатов, что свидетельствует о некотором ухудшении условий калийного и фосфатного питания растений.

В солонцах непосредственно под кулисами из вяза приземистого наблюдается биологическая аккумуляция всех подвижных соединений калия.

5. Установлено, что при создании древесных насаждений и в лугово-каштановых почвах, и в солонцах наблюдается изменение органопрофиля почв, которое заключается прежде всего в формировании лесной подстилки на поверхности почвы в массивных насаждениях и под кулисами в линейных насаждениях. В межкулисных пространствах наблюдается сокращение содержания и запасов гумуса, т.е. развитие процессов дегумификации под влиянием распашки и длительного сохранения междурядий в состоянии пара в соответствии с применяемой на Джаныбекском стационаре агротехникой выращивания древесных культур.

6. Выявлено существенное влияние зоогенного фактора на перераспределение азота в почвах и ландшафтах, как в нативных условиях, так и в искусственно созданных экосистемах с участием древесных насаждений. Количество азота, поступающее и в лугово-каштановые почвы, и в солонцы за счет жизнедеятельности массовых видов животных в местах их скоплений, соизмеримо с количеством, поступающим в эти почвы с растительными остатками.

Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю, доктору биологических наук Т.А.Соколовой, а также сотрудникам стационара Г.В.Линдеману, М.К.Сапанову, М.Л.Сиземской, А.В.Быкову и A.B.Колесникову за постоянную помощь, поддержку и консультации.

Публикации по теме диссертации

1. Ржезникова (Кулакова) Н.Ю., Линдеман Г.В., Быков A.B. Зоогенный перенос азота в искусственные лесные насаждения и его перераспределение по почвенному профилю // Почвоведение. 1992. № 9. С. 79-86.

2. Талызина И.В., Соколова Т.А., Кулакова Н.Ю., Сапанов М.К. Химико-минералогическая характеристика и некоторые показатели калийного состояния черноземовидной почвы и лиманной солоди // Почвоведение. 1994. №9. С. 61-67.

3. Кулакова Н.Ю., Соколова Т.А., Лаврова В.А. Влияние лесных культур на доступность азота в чернозёмовидных почвах Северного Прикаспия // Лесоведение. 1996. № 2. С.42-51.

4. Кулакова Н.Ю., Соколова Т.А. Влияние лесных культур на состояние калия и фосфора в черноземовидных почвах больших падин полупустынной зоны Северного Прикаспия // Вестник МГУ. Серия 17, почвоведение. 2003. № 3. С. 14-22.

5. Верба М.П., Кулакова Н.Ю., Ямнова И.А. Диагностика почвообразовательных процессов залежных темноцветных чернозёмовидных почв Северного Прикаспия // Почвоведение. 2006. № 9. С. 1098 - 1110.

6. Кулакова Н.Ю. Гумусообразование в почвах больших падин Северного Прикаепия II Биоресурсы и биоразнообразие экосистем Поволжья. Материалы междунар. совещ. Саратов, 2005. С. 27-29.

7. Кулакова Н.Ю. Влияние агролесомелиоративных мероприятий на состояние азота в солонцах Северного Прикаепия // Теория и практика агролесомелиорации. Материалы международной конф. Саратов. Волгоград: ВНИАЛ-МИ, 2005. С. 82-85.

8. Кулакова Н.Ю. Особенности состояния питательных элементов в почвах искусственных лесных экосистем Северного Прикаепия II Биоразнообразие и биоресурсы Урала. Материалы междунар. конф. Оренбург, 2006. С. 76-78.

9. Кулакова Н.Ю. Изменение калийного и азотного плодородия почв под кулисой вяза приземистого // Экология биосистем. Материалы конф. Астрахань, 2007. Ч. 1.С. 203-205.

10. Кулакова Н.Ю. Роль зоогенного фактора в формировании потоков азота в ландшафтах Северного Прикаепия (на примере Джаныбекского стационара) // Проблемы изучения краевых структур биоценозов. Материалы междунар. конф. Саратов, 2008. С. 184-188.

11. Kulakova N. Effect of silviculture amelioration on nutrient regime of meadow-chestnut soils in the Northern Caspian semiarid region // Soil in Sustainable environment. Abstracts of the international conference. Kaunas. 2008. C. 24.

Напечатано о готового оригинал-макета

Издательство ООО "МАКС Пресс" Лицензия ИД N 00510 от 01.12.99 г. Подписано к печати 17.10.2008 г. Формат 60x90 1/16. Усл.печл. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ 584. Тел. 939-3890. Тел./факс 939-3891. 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2-й учебный корпус, 627 к.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Кулакова, Нина Юлиановна

Введение.

Глава 1. Природные условия района исследований и состояние элементов питания в почвах Джаныбекского стационара (литературный обзор).

1.1. Физико-географическая характеристика района исследований.

1.1.1. Природные условия и почвы Джаныбекского стационара.

1.1.2. Изменение солевого состояния и водного режима почв под влиянием лесных экосистем и общего подъёма уровня грунтовых вод.

1.1.3. Изменение лесорастительных условий под влиянием новых компонентов искусственных лесных экосистем.

1.2. Проблема обеспеченности древесных растений питательными веществами в глинистой полупустыни.

1.2.1. Взаимосвязь обеспеченности питательными веществами лесных культур и их выживания в экстремальных условиях полупустыни

1.2.2. Состояние изученности плодородия почв Джаныбекского стационара.

1.2.3. Влияние лесных насаждений на плодородие почв в степной и полупустынной зонах.

Глава 2. Объекты и методы исследования.

2.1. Объекты исследования.

2.2. Методы исследования.

Глава 3. Изменение гумусного состояния почв в искусственных лесных экосистемах.

3.1. Особенности биологического круговорота в нативных и лесных биоценозах Джаныбекского стационара (по литературным данным).

3.2. Содержание и запасы органического вещества в исследованных почвах.

3.3. Групповой и фракционный состав гумуса целинных почв.

Выводы к главе 3.

Глава 4. Изменение азотного состояния почв в искусственных лесных экосистемах.

4.1. Поступление атмосферного азота.

4.2. Аккумуляция азота в растительности.(по литературным данным).

4.3. Формы азота в исследованных почвах.

4.3.1.Общий азот.

4.3.2.Нитрификационная способность почв.

4.3.3. Легкогидролизуемый азот.

4.3.4. Минеральный азот.

4.4. Потоки азота между естественными, естественными и искусственными лесными экосистемами и внутри последних.Ю

Выводы к главе 4.

Глава 5. Изменение калийного состояния почв в искусственных лесных экосистемах.

5.1. Поведение калия в почвах и экосистемах Джаныбекского стационара по литературным данным).

5.2. Формы калия в исследованных почвах.

5.2.1 Необменный калий.

5.2.2. Обменный калий.

5.2.3. Легкообменный калий.

5.2.4. Воднорастворимый калий.

5. 3. Термодинамические показатели калийного состояния почв.

Выводы к главе 5.

Глава 6. Изменение состояния фосфора в почвах искусственных лесных экосистем.

6.1. Поведение фосфора в почвах и экосистемах Джаныбекского стационара (по литературным данным).

6.2. Формы фосфора в исследованных почвах.

6.2.1 .Валовое содержание фосфора.

6.2.2. Фосфор по Мачигину.

6.2.3. Фракционный состав фосфатов.

Выводы к главе 6.

Выводы к работе.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Влияние искусственных лесных экосистем на состояние основных элементов питания в почвах глинистой полупустыни Северного Прикаспия"

Актуальность темы. На Джаныбекском стационаре Института лесоведения РАН в течение многих лет разрабатывались рациональные способы повышения продуктивности сельскохозяйственных земель и формирования искусственных лесных экосистем, улучшающих комфортность и уровень жизни населения. С этой целью были созданы массивные лесные насаждения в падинах и лесомелиоративные системы (ЛМС) в межиадинном пространстве на почвах солонцового комплекса. Актуальность работы связана с недостаточной изученностью влияния искусственных лесных насаждений на состояние азота, фосфора и калия в почвах полупустынных ландшафтов. На Джаныбекском стационаре подробно было изучено состояние элементов питания в нативных почвах (Федоровский, 1979). Отдельные исследования затрагивали проблему изменения содержания подвижных форм калия и фосфора и содержания общего азота (Базыкина, 1990), а также валового содержания этих элементов (Кретинин, 1996) в почвах агролесомелиоративных систем. Специально изучалось влияние азота на продолжительность жизни, восстановление крон и выживаемость в экстремальных условиях вяза приземистого (Душков 1981, 1983, 1994; Линдеман, 2000). В настоящее время отсутствует комплексная характеристика состояния элементов питания в почвах агролесомелиоративных систем. Вместе с тем известно, что оптимальная обеспеченность элементами питания как древесных растении, гак и сельскохозяйственных культур, выращиваемых в ЛМС, позволяет им выживать в условиях полупустыни при высокой засушливости климата.

По Федеральной программе агролесомелиорации, принятой на срок до 2015 года, целесообразным считается довести площадь только линейных лесных насаждений до 1.5-3 % площади пашни и 5 % площади пастбищ в аридных регионах. В связи с этим исследование влияния искусственных лесных экосистем на состояние основных элементов питания в почве полупустынной зоны имеет важное лесо - и почвоохранное значение.

Цель работы заключалась в оценке изменений в состоянии основных элементов питания почв под влиянием искусственных лесных экосистем — массивных древесных насаждений в падинах и линейных однорядных кулис на почвах солонцового комплекса.

В задачи работы входило:

1. Охарактеризовать состояние 14, Р, К и гумуса в целинных почвах солонцового комплекса и в почвах понижений мезорельефа.

2. Оценить изменения в состоянии этих элементов питания и гумуса в почвах под влиянием лесных насаждений.

3. Оценить влияние массовых видов птиц и млекопитающих на потоки азота в ландшафтах Северного Прикаспия и на состояние азота в почвах исследуемых экосистем.

Научная новизна. Впервые на массовом материале комплексом методов изучены изменения в составе соединений азота, фосфора и калия в почвах глинистой полупустыни Северного Прикаспия под влиянием искусственных лесных экосистем, созданных на Джаныбекском стационаре и пригодных к широкому применению. Показано, что под влиянием массивных лесных насаждений в понижениях мезорельефа и лесомелиоративных систем (ЛМС) линейного типа на солонцовом комплексе изменяются показатели обеспеченности растений основными элементами питания. Впервые показан исключительно высокий вклад зоогенного фактора в перераспределение азота между естественными природными экосистемами, а также между естественными и искусственными лесными экосистемами и внутри последних.

Практическая значимость. Оценена степень обеспеченности лесных культур основными элементами питания, показано влияние лесных культур и приёмов их выращивания на состояние элементов питания в почвах региона, что позволяет оптимизировать лесовыращивание в аридных условиях.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Кулакова, Нина Юлиановна

234 Выводы

1. Установлено, что лугово-каштановые почвы, являющиеся на территории глинистой полупустыни Северного Прикаспия компонентом распространенных экосистем степного типа (около 30 % общей площади), приуроченных к мезо- и микропонижениям рельефа, по существующим градациям характеризуются средним содержанием гумуса, высоким содержанием азота, всех подвижных форм К и Р и высокой нитрификационной способностью. По этим показателям они аналогичны черноземам текстурно-карбонатными и глинисто-иллювиальным.

2. Показано, что создание массивных лесных насаждений в мезопонижениях рельефа приводит к снижению содержания и запасов общего и легконитрифицирующегося азота и обменного калия, к уменьшению нитрификационной способности почв и к возрастанию подвижности фосфатов в лугово-каштановых почвах. При формировании агролесомелиоративных систем на солонцовом комплексе в лугово-каштановых почвах межкулисных пространств наблюдается снижение содержания общего азота, обменного калия, повышение значений калийного потенциала и увеличение буферной способности по отношению к калию. Выявленные изменения объясняются более интенсивным потреблением азота и калия древесной растительностью по сравнению со степными ассоциациями, а также связаны с интенсификацией процессов минерализации органического вещества, вызванных распашкой почв, проводимой в процессе выращивания лесных культур.

3. Выявлено, что целинные солончаковые солонцы, являющиеся на территории Северного Прикаспия компонентом широко распространенных экосистем пустынного типа (около 50 % площади межпадинной равнины), имеют по сравнению с лугово-каштановыми почвами более низкое содержание гумуса, общего азота и подвижного калия, но при этом соответствуют градации почв, хорошо обеспеченных всеми макроэлементами питания.

4. Показано, что при создании агролесомелиоративных систем солонцы межкулисных пространств по сравнению с целинными солонцами характеризуются повышенными значениями калийного потенциала и снижением подвижности фосфатов, что свидетельствует о некотором ухудшении условий калийного и фосфатного питания растений.

В солонцах непосредственно под кулисами из вяза приземистого наблюдается биологическая аккумуляция всех подвижных соединений калия.

5. Установлено, что при создании древесных насаждений и в лугово-каштановых почвах, и в солонцах наблюдается изменение органопрофиля почв, которое заключается прежде всего в формировании лесной подстилки на поверхности почвы в массивных насаждениях и под кулисами в линейных насаждениях. В межкулисных пространствах наблюдается сокращение содержания и запасов гумуса, т.е. развитие процессов дегумификации под влиянием распашки и длительного сохранения междурядий в состоянии пара в соответствии с применяемой на Джаныбекском стационаре агротехникой выращивания древесных культур.

6. Выявлено существенное влияние зоогенного фактора на перераспределение азота в почвах и ландшафтах, как в нативных условиях, так и в искусственно созданных экосистемах с участием древесных насаждений. Количество азота, поступающее и в лугово-каштановые почвы, и в солонцы за счет жизнедеятельности массовых видов животных в местах их скоплений, соизмеримо с количеством, поступающим в эти почвы с растительными остатками.

236

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Кулакова, Нина Юлиановна, Москва

1. Абатуров Б.Д. Деятельность малых сусликов в полупустыне Северного Прикаспия. Тезисы докладов всесоюзного совещания «Научные основы защитного лесоразведения в сухой степи и в полупустыне Сев. Прикаспия и её земледельческого освоения». М. 1975. С. 9 — 11.

2. Абатуров Б.Д. Роль млекопитающих в минерализации растительной органики. II съезд всесоюзного-криологического общества. Пленарные доклады. АНСССР. М. 1978. С. 3 12.

3. Абидусва Т.И., Соколова Т.А. Глинистые минералы и калийное состояние степных почв Западного Забайкалья. Новосибирск. СО РАН. 99 с.

4. Абрамова М.М., Душков В.Ю. Влияние удобрений и полива на влагопот-ребление, состояние и продуктивность вязовых насаждений в полупустыни // Почвоведение. 1981. №12. С. 106-117.

5. Агрохимические методы исследования почв. М. Наука. 1981. 198 с.

6. Агрохимические свойства почв и эффективность удобрений. СО АНСССР. Новосибирск. Наука. 1989. 229 с.

7. Алексеев A.M., Гусев H.A. Влияние минерального питания на водный режим растений. Москва. АНСССР. 1957. 163 с.

8. Андрацкая Е.П. Сравнительная характеристика гумуса типичных черноземов и оподзоленных почв западин // Доклады ТСХА. 1966. Вып. 119. С. 61 -62.

9. Анспок П.И., Штиканс Ю.А., Визла Р.Р.Справочник агрохимика. Ленинград, Колос, 1981, 328 с.

10. Антонова О.И. Особенности фосфорного питания растений на почвах Алтайского края // Факторы плодородия почв и их регулирование. Новосибирск. 1985. С. 57-63.

11. Арнольди К.В., Перель Т.С., Шарова И.Х. Влияние искусственных лесных насаждений на почвенных беспозвоночных глинистой полупустыни. Животные искусственных лесных насаждений в глинистой полупустыне. М., 1981. 87 С.

12. Базыкина Г.С. Агрохимические свойства мелиорируемых почв солонцового комплекса полупустыни Северного Прикаспия // Плодородие почв при интенсивном земледелии. Научные тр. Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева. М. 1990. С. 27-36.

13. Базыкина Г.С. Эволюция почв солонцового комплекса Северного Прикаспия при агролесомелиорации в богарных условиях // Почвоведение. 2005. №5. С. 285-296.

14. Базыкина Г.С., Титова H.A. Изменение органического вещества почв солонцового комплекса Северного Прикаспия под влиянием лесомелиорации. // Почвоведение. 1993. №3. С. 19-26.

15. Безуглова О.С. Состав гумуса чернозема и каштановой почвы Ростовской области // Почвоведение. 1978. № 12. С. 70-74.

16. Бирюкова О.Н., Орлов Д.С. Содержание и состав гумуса в основных типах почв России. // Почвоведение. 2004. № 2. С. 171-185.

17. Бобрицкая М.А. Поступление азота в почву с атмосферными осадками в различных зонах Европейской части СССР // Почвоведение. 1962. №12. С.53-61.

18. Болотина Н.И. О фракции легкогидролизуемого азота в мощном чернозёме, её составе и агрохимическом значении // Почвоведение. 1961. №9. С. 79-82.

19. Болотина Н.И. Роль нитрификации в плодородии мощных типичных чернозёмов // Агрохимия. 1968. №4. С. 16-26.

20. Большаков А.Ф., Боровский В.М. Почвы и микрорельеф Прикаспийской низменности. Материалы, изыскания, исследования и проектирования ирригации Заволжья. М-Л.: АН СССР. Вып. VII. 1937. С. 134-169.

21. Большаков А.Ф., Иванова E.H. Солонцы, их свойства и мелиорация. Агрохимическая характеристика основных типов почв СССР. М. Наука. 1974. С. 267-282.

22. Борзенко С.Г., Колесников A.B., Соколова Т.А.,Толпешта И.И., Сизем-ская M.JI. Химико-минералогическая характеристика солончакового солонца и лиманной солоди // Вестник МГУ. Сер. 17. 2003. № 3. С. 3 8.

23. Быков A.B. Популяции лесной мыши в полупустыни и их зависимость от характера растительности. Растительноядные животные в биогеоценозах суши. М. Наука. 1986. С. 124 127.

24. Быков A.B., Ржезникова Н.Ю. Воздействие лесных мышей на среду обитания в глинистой полупустыни Заволжья // Экология. 1987. № 4. С. 50-55.

25. Быков A.B., Сапанов М.К. Значения роющей деятельности мелких млекопитающих в процессах накопления воды в лесных насаждениях глинистой полупустыни // Экология. 1989. №1. С. 50 55.

26. Бычков H.H., Сиземская M.J1. Солевое состояние лугово-каштановых почв Северного Прикаспия в условиях подъема уровня грунтовых вод // Почвоведение. 2005. №5. С. 543 549.

27. Верба М.П., Кулакова Н.Ю., Ямнова И.А. Генезис и свойства залежных темноцветных чернозёмовидных почв падин Северного Прикаспия // Почвоведение. 2006. №9. С. 1098 1110.

28. Вишневская И. В. Лугово-каштановые почвы. Почвы комплексной равнины Северо-Западного Прикаспия и их мелиоративная характеристика. М.: Наука. 1964. С. 60 113.

29. Волков В.В., Быстрицкая Т.Л. Калий в степных биоценозах Приазовья. Исследование почв и почвенных режимов в степных биогеоценозах Приазовья. АН СССР. Пущино. 1977. С. 18-38.

30. Воробьева Л.А. Химический анализ почв. МГУ. 1988. 272 с.

31. Гамзиков Г.П. Почвенная диагностика питания растений и применения удобрений на чернозёмах. Особенности формирования и использования почв Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск. Наука. 1982. С. 191 204.

32. Гинзбург К.Е. Фосфор основных типов почв СССР. М. Наука. 1981. 244 с.

33. Горбачёва С.М. Формы калия в почвах Красноярской лесостепи. Авто-реф. на соискание учёной степени к.б.н. Новосибирск. 1977. 24 с.

34. Горбунов Н.И. Природа фиксации калия в необменной форме // Химизация социалистического земледелия. 1936. № 2/3. С. 37 42.

35. Гордеева Т.К., Ларин И.В. Естественная растительность полупустыни Прикаспия как кормовая база животноводства. М.Л. Наука. 1965. 160 с.

36. Горшкова Е.И. , Массуд А.Р. Потенциальная буферная способность по отношению к калию почв зонально-генетического ряда // Агрохимия. 1984. № 10. С. 86-93.

37. Горшкова Е.И. Изменение группового состава гумуса в почвах солонцового комплекса подзон каштановых почв и южных чернозёмов при затоплении // Агрохимия. 1971. № 7. С. 111-117

38. Горшкова М.А. Агрохимическая оценка почв по данным анализов почв и растений. Третий делегатский съезд почвоведов. М. Наука. 1968. С. 159 162.

39. Градусов Б.П., Ахмедов Г.Х., Яковлева O.A., Айдабелова Л.А. Резервы калия основных типов земледельчески значимых почв России в связи с минералогическим составом их ила и степенью выветрелости // Доклады РАСХН. 1996. № 6. С. 30-32.

40. Губарева Д.Н., Михновская А.Д., Александрова A.M., Сулейманова О.Т. Потенциалометрический метод определения нитрификационной способности почв // Агрохимия. 1986. №4. С. 23 28.

41. Дараган Ю.В., Барнаш З.С., Колесникова Л.П., Котвицкий Б.Б. К вопросу прогнозирования потребности К на основе КП и показателя активности ионов К в почве // Агрохимия. 1982. № 2. С. 16-21.

42. Девятых В.А. Генетические особенности почв солонцового комплекса Северо-Западного Прикаспия (на примере Джаныбекского стационара). Диссертация на соиск. уч. степени канд. с/х наук. Москва. 1970. 179 с.

43. Дурасов A.M., Марченко В.Ф. Групповой состав гумуса основных почв Казахстана//Почвоведение. 1967. № 9. С. 125-135.

44. Душков Ё.Ю. О связи усыхания вязовых насаждений с-азотным голоданием // Почвоведение. 1981. № 3. С. 74 82.

45. Душков В.Ю. Опыт восстановления усыхающих насаждений вяза мелколистного на темноцветных почвах падин // Лесоведение. 1981. № 6. С. 51-58.

46. Душков В.Ю. Повышение долговечности вяза приземистого на почвах полупустынного солонцового комплекса // Лесоведение. 1994. № 5. С. 58 -67.

47. Душков В.Ю. Улучшение состояние ослабленных насаждений вяза мелколистного на мелиорированном солонцовом комплексе // Лесное хозяйство. 1983. № 2. С. 24 25.

48. Жакоте А.Г., Дорохов Б.Л. Изменение поглощения лучистой энергии листьями азота при недостатке основных элементов минерального питания. Минеральное питание растений и фотосинтез. Иркутск. 1970. С. 107 — 114.

49. Жукова Л.М., Никитина Л.В. Калийный режим почв степной и пустынной зон // Агрохимия. 1986. № 12. С. 24 29.

50. Земледелие. Учебное пособие для студентов экономического факультета. Под редакцией Лушникова H.A., Павловой М.П. 1998. 273 с.

51. Золотарёв С.А., Самир Боктор. О формах и резервах калия в лугово-чернозёмных почвах, формирующихся на глинах // Почвоведение. 1972. №7. С. 67-71.

52. Иванова E.H. Участие Почвенного ин-та им. В. В. Докучаева в работах по борьбе с засухами и преобразованию природы лесостепных и степных районов Европейской части СССР // Почвоведение. 1949. № 12. С. 39 52.

53. Ильин Н.П. Роль фотохимических реакций в образовании почвенного гумуса. Автореферат дисерт. канд. б.н. 1975. МГУ. 23 с.

54. Казанцева И.А. Агрохимическая характеристика почв северных областей республики. Агрохимическая характеристика почв Казахстана. АН Казахстанской ССР. Алма-Ата. 1970. С. 3 24.

55. Каменецкая И.В. Естественная растительность Джаныбекского стационара. Труды комплексной научной экспедиции по вопросам полезащитного лесоразведения. Том II. Вып. 3. Москва. АНССР. 1952. С. 100-163.

56. Канунникова H.A. Термодинамические потенциалы и показатели буферных свойств почв. Москва. МГУ. 1989. 124 с.

57. Канунникова H.A., Ковриго В.П., Дзюин Г.П. Исследование ионообменного равновесия в дерново-подзолистых почвах Удмуртии // Почвоведение. 1980. №6. С. 104-107.

58. Карандина С.Н. Особенности роста дуба черешчатого в Прикаспийской низменности. М. АН СССР. 1963. 89 с.

59. Касицкий Ю.И. Общие вопросы установления оптимального содержания подвижного фосфора в почвах // Агрохимия. 1988. №10. С. 129 — 140.

60. Кирюшин В.И. Состав фосфатов и их подвижность в почвах чернозёмной зоны Казахстана в зависимости от окислительно-восстановительных условий, солонцеватости и засоления. Почвенные режимы и их агроэколо-гическая оценка. Москва. 2003. С. 116 — 139.

61. Киселёва Н.К. Почвообразование на сусликовинах. Тезисы докладов Всесоюзного совещания Научные основы защитного лесоразведения в сухой степи и полупустыне Сев. Прикаспия и её земледельческого освоения. 1975. С. 64-66.

62. Классификация и диагностика почв России./ Под редакц. академика РАН Г.В.Добровольского. Из-во Ойкумена. Смоленск. 2004. 342 с.

63. Классификация почв России./ Под редакц. Л.Л. Шилова, Г.В. Докучаева. М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева. 1997. С. 234.

64. Клёнов Б.М. Гумус почв Западной Сибири. М. Наука. 1981. 142 с.

65. Козлова О.Н. Изменение калийного состояния чернозёмов и подзолистых почв разного гранулометрического и минералогического состава при внесении калийных удобрений. Автореф. дис. кандидата биол. Наук. Москва. МГУ. 2003. 24 с.

66. Колесников A.B. Автореф. дис. кандидата биол. Наук. Москва. МГУ. 2004. 24 с.

67. Корнблюм Э.А. Гидрохимические условия образования почв солонцовых комплексов и солодей // Почвоведение. 1981. № 6. С. 5 — 15.

68. Корнблюм Э.А. Двоичные логарифмические шкалы для полевого описания размеров и обилия морфологических элементов почв // Почвоведение. 1974. №7. С. 113- 123.

69. Корнблюм Э.А., Дементьева Т.Г., Зырин Н.Г., Бирина А.Г. Некоторые особенности процессов передвижения и преобразования глинистых минералов при образовании южного и слитого черноземов, лиманной солоди и солонца // Почвоведение. 1972. №5. С. 107 114.

70. Корнблюм Э.А., Дементьева Т.Г. Химико-минералогические особенности лиманных солодей пустынно-степного Заволжья // Почвоведение. 1976. №8. С. 107-121.

71. Королёва В.И. Запасы азота и форм азотных соединений в целинных и пахотных чернозёмах Европейской части СССР. Автореф. дис. канд. с./х. наук. М. 1972. 24 с.

72. Корсунова Т.М. Элементный состав гумусовых кислот осолоделых и оподзоленных почв юга Западной Сибири // Известия СО АН СССР. Сер. биол.н. Вып. I. 1974. №5. С. 33 37.

73. Кретинин М.В. Мониторинг плодородия лесомелиорированных почв Джаныбекского стационара//Почвоведение. 1996. № 12. С. 1502- 1507.

74. Кретинин М.В., Ильясов Ю.И., Иванков Е.Т. Перераспределение и аккумуляция органического вещества и биогенных элементов в каштановой почве лесоаграрного ландшафта // Сибирский Вестник сельскохозяйственной науки. 1988. № 4. С. 8 13.

75. Кретинин М.В., Кондратов Б.В.,. Верченов A.B. Мелиоративное влияние лесонасаждений на почвы гидрографической сети в Окско-Донской провинции. Агролесоландшафты: проблемы, свойства, управление и оценка. Волгоград. ВНИАЛМИ. 1995. С. 126 133.

76. Кудеяров В.Н. Цикл азота в почве и эффективность удобрений. М. Наука. 1989. 186 с.

77. Кудеярова А.Ю. Фосфатная трансформация почв. М. Наука. 1995. 287 с.

78. Кузнецова Г.В. Роль малого суслика в переносе энергии в полупустыне. Тезисы докладов Всесоюзного совещания «Научные основы защитного лесоразведения в сухой степи и полупустыне Сев. Прикаспия и её земледельческого освоения». 1975. С. 63 — 64.

79. Кулакова Н.Ю., Соколова Т.А. Влияние лесных культур на состояние калия и фосфора в черноземовидных почвах больших падин полупустынной зоны Северного Прикаспия // Вестник МГУ. 2003. Серия 17, почвоведение. № 3. С. 14-22.

80. Кулакова Н.Ю., Соколова Т.А., Лаврова В.А. Влияние лесных культур на доступность азота в черноземовидных почвах Северного Прикаспия // Лесоведение. 1996. №2. С. 42 52.

81. Куперман И.А. К выяснению факторов, обуславливающих изменение транспирации и транспирационного коэффициента при варьировании азотным питанием. Физиологические механизмы адаптации и устойчивости у растений. М. Наука. 1972. С. 35 — 44.

82. Ларешин В.Г., Зугулу A.M. Изменение фракционного состава фосфатов в каштановых почвах под культурой дуба // Аграрный сектор и его современное состояние. Изд. Рос. Ун-та Дружбы народов. 2002. С. 19-21.

83. Линдеман Г.В., Оловянникова И.Н., Сапанов М.К. Экологическая оценка лесоразведения в пустыне // Чтения памяти В.Н. Сукачева. Т. XIX. М., 2001. С. 84-112.

84. Линдеман Г.В., Абатуров Б.Д., Быков A.B., Лопушков В.А. Динамика населения позвоночных животных заволжской полупустыни. М. Наука. 2005. 251 с.

85. Макарав М.И., Малышева Т.И. Соединения фосфора в гумусовых кислотах почвы // Почвоведение. 2006. № 10. С. 1342 1351.

86. Максимович Г.А. Геохимия суши. М. Наука, 1983. 127 с.

87. Максимюк Г.П. Солевой режим и солевой баланс мелиорированных солончаковых солонцов в культурных биогеоценозах // Биогеоценотиче-ские основы освоения полупустыни Северного Прикаспия. М. Наука. 1974. С. 147-207.

88. Медведева О.П. Методы определения калия в почве // Агрохимические методы исследования почв. Москва. Наука. 1975. С. 219 227.

89. Методические указания по определению нитрификационной способности почв. М. ЦИАНО. 1984. 23 с.

90. Минеев В.Г. Агрохимия и экологические функции калия. 1999. МГУ. jjz с.

91. Муха Т.П. Влияние лесных полос на снижение запылённости атмосферного воздуха. Полезащитное лесоразведение и его эффективность. Вып. 2(100). Волгоград. 1990. С. 104- 108.

92. Новосад. Эволюция чернозёмов под лесными биоценозами // Почвоведение. 2001. № 1 2. С. 42 - 50.

93. Оловянникова И.Н. Динамика продуктивности растительного покрова в Заволжской глинистой полупустыне // Ботанический журнал. Том 89. №7. С. 1122-1137.

94. Оловянникова И.Н. Баланс влаги в чернозёмовидноё почве под насаждениями вяза мелколистного // Почвоведение. 1977. № 12. С. 77 88.

95. Оловянникова И.Н. Влияние лесных колков на солончаковые солонцы. М. Наука. 1976. 125 с.

96. Оловянникова И.Н. Водный режим растительности солонцового комплекса Прикаспия и условия лесоразведения. Искусственные насаждения и их водный режим в зоне каштановых почв. М. Наука. 1966. С 186 — 312.

97. Оловянникова И.Н., Линдеман Г.В. О причинах недолговечности вяза приземистого в лучших лесорастительных условиях полупустыни Прикаспия // Лесоведение. 2000. № 6. С. 17 25.

98. Орлов Д. С. Барановская В.А.,Околелова А. А. Органическое вещество степных почв Поволжья и процессы его трансформации при орошении // Почвоведение. 1987. № 10. С. 65 79.

99. Орлов Д. С., Бирюкова О.Н., Садовникова Л. К., Фридланд Е.В. Использование группового состава гумуса и некоторых биохимических показателей для диагностики почв // Почвоведение. 1984. № 4. С. 13 — 20.

100. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н. Гумусное состояние почв как функция их биологической активности // Почвоведение. 1984. №8. С. 39 48.

101. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н. Запасы углерода органических соединений в почвах Российской федерации // Почвоведение. 1995. №1. С. 21 —32.

102. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество почв Российской Федерации. Москва. Наука. 1996. 254 с.

103. Орлов Д.С., Гришина JI.A. Практикум по химии гумуса. МГУ. 1981. 270 с.

104. Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Суханова Н.И. Химия почв. М. Высшая школа. 2005. 558 с.

105. Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. Центр «Интеграция». 1999.768 с.

106. Пивоварова Е.Г. Формы калия в почвах умеренно-засушливой и колоч-ной степи Алтайского края. Автореферат на соискание учёной степени к.б.н. Новосибирск. 1990. 18 с.

107. Погорелов Ю.Г. Содержание калия в выщелоченном чернозёме Кубани и индексы обеспеченности им почвы. Агрохимическая характеристика почв и применение удобрений. Краснодар. 1973. С. 163 167.

108. Покаржевский Л.Д. Геохимическая экология почвенных животных // Почвенная фауна и почвенное плодородие: труды 9 междунар. коллоквиума по почвенной зоологии. М. 1985. С. 23 29.

109. Пономарёва А.Т. Фосфатный режим почв орошаемой зоны юга Казахстана и пути эффективного использования фосфорных удобрений. Автореферат на соиск. степ. докт. с/х наук. Ташкент. 1971. 24 с.

110. Пономарёва В. В., Плотникова Т.А. Гумус и почвообразование. JL: Наука. 1980.224 с.

111. Пономарёва В. В., Плотникова Т.А. Сравнительное сопоставление гумусовых профилей типичного чернозёма, серой лесной и темно- каштановой почв // Почвоведение. 1975. № 7. С. 54 — 64.

112. Почвозащитная система земледелия. Справочник. Алма-Ата, Кайнар. 1985. 199 с.

113. Практикум по агрохимии. М., 1989. 154 с.

114. Прокошев В.В., Дерюгин И.П. Калий и калийные удобрения М. Ледум. 2000. 184 с.

115. Прянишников Д.Н. Избранные сочинения. М. АН СССР. 1976.591 с.

116. Пунде H.A. Использование птичьего помёта в лесостепной зоне // Применение удобрений в Омской области. Сборник научных трудов СО ВАСХНИЛ. 1985. С. 55 62.

117. Ремезов Н.П. и др. Потребление и круговорот азота и зольных элементов в лесах Европейской части СССР. М. МГУ. 1959. 283 с.

118. Ржезникова Н.Ю., Быков A.B., Линдеман Г.В. Зоогенный перенос азота в искусственные лесные насаждения и его перераспределение по почвенному профилю // Почвоведение. 1992. № 9. С. 79 81

119. Рискиева Х.Т. Азот в почвах зоны хлопкосеяния Узбекистана. Ташкент: Фан. 1983.43 с.

120. Роде А. А., Польский М.Н. Почвы полупустыни Северо-Западного Прикаспия и их мелиорация. Тр. Почвенного ин-та. им. В.В. Докучаева. М.: АН СССР. Том 56. 1960. С. 3-214.

121. Роде A.A., Ярилова Е.А., Рашевская И.М. О некоторых генетических особенностях темноцветных чернозёмовидных почв больших падин. // Почвоведение. 1960. № 8. С. 1 13.

122. Родин Л.Е., Базилевич Н.И. Динамика органического вещества и биологический круговорот в основных типах растительности. М. Л. Наука. 1965. 253 с.

123. Романенков В.А. Изменение почвенного поглощающего комплекса солончаковых солонцов Северного Прикаспия под влиянием мелиорации. На примере почв Джаныбекского стационара. Диссертация канд. биол. наук. МГУ. М. 1991. 174 с.

124. Руденская К.В. К характеристике органического вещества почв Ростовской области // Почвоведение. 1959. № 2. С. 92 95.

125. Руководство по химическому анализу вод суши. М. Гидрометеоиздат. 1973.269 с.

126. Сабинин Д.А. Избранные труды по минеральному питанию растений. Москва. Наука. 1971. 512 с.

127. Садовников И.Ф. Почвы южного Заволжья как объекты орошения. АН СССР. 1952. 492 с.

128. Садовникова Л.К., Орлов Д.С. Групповой состав гумуса почв зонального ряда и роль углеводов в формировании различных фракций // Вестник МГУ. 1976. №5. С. 113- 120.

129. Сапанов М.К. Экология лесных насаждений в аридных регионах. Ин-т лесоведения РАН. Тула. 2003. 247 с.

130. Семендяева Н.В., Галиева Л.П., Аверкина С.С. Фосфорный режим солонцов Барабы при гипсовании и внесении минеральных удобрений. Агрохимия. 1992. № 8. С. 34-43.

131. Сенкевич Н.Г. Сезонная динамика формирования древесины вяза мелколистного разного происхождения //Лесоведение. 1982. № 5. С. 50 56.

132. Середина В.П. Подвижные формы калия в почвах Томской области // Вопросы биологии. Томский университет. 1978. С. 53 — 68.

133. Сиземская М.Л. Почвы солонцового комплекса при длительной мелиорации // Повышение продуктивности полупустынных земель Северного Прикаспия. М. Наука. 1989. С. 6 14.

134. Сиземская М.Л., Т.А. Соколова, Топунова И.В., Толпешта И.И. Динамика солевого состояния солончаковых солонцов глинистой полупустыни Северного Прикаспия в условиях агролесомелиорации. М. 2004. С. 301 — 323.

135. Соколова Т.А, глинистые минералы в почвах гумидных областей СССР. Наука. 1985.229 с.

136. Соколова Т.А. Калийное состояние почв. М. 1987. 48 с.

137. Соколова Т.А., Куйбышева И.П. Калийный потенциал и потенциальная способность почв по отношению к калию // Почвоведение. 1988. №3. С. 40 -42.

138. Соколова Т.А., Сиземская M.JL, Сапанов М.К., Талпешта И.И. Изменение содержания и состава солей в почвах солонцового комплекса Джаны-бекского стационара за последние 40-50 лет // Почвоведение. 2000. №11. С. 1328- 1339.

139. Сукачёв В.Н. , Дылис Н.В. Основы лесной биогеоценологии. М. Наука, 1964. 574 с.

140. Талызина И.В., Соколова Т.А., Кулакова Н.Ю., Сапанов М.К. Химико-минералогоческая характеристика и некоторые показатели калийного состояния черноземовидной почвы и лиманной солоди // Почвоведение. 1994. №9. С. 61-67.

141. Травлеев А.П. Ведущие аспекты взаимодействия лесной растительности с почвами в условиях степи. Вопросы степного лесоразведения и охраны природы. Днепропетровск. 1977. С. 40 — 45.

142. Травникова JI.C., Калинина JI.H., Петрова JI.B. Изменение термодинамических параметров фосфорного состояния черноземов в условиях почвозащитной обработки // Химическая термодинамика почв и их плодородие. М. 1991.218 с.

143. Умаров М.М., Кураков A.B., Степанов A.JI. Микробиологическая трансформация азота в почве. М. ГЕОС. 2007. 137 с.

144. Федоровский Д.В. Микрораспределение питательных веществ в почвах. Москва. Наука. 1979. 190 с.

145. Цельникер Ю.Л. О засухоустойчивости лесных насаждений в условиях степи // Тр. института леса АН СССР. 1956. Т.ЗО. С. 70 97.

146. Цуркан М.А., Серженту Е.П., Ципко А.А., Матрин А.Г., Бесподстилочный помёт в качестве удобрений // Химизация сельского хозяйства. 1988. № 1.С. 52-54.

147. Чернавская Н.М., Ничипорович А.А. О гармоническом сочетании условий освещенности и азотного питания. Фотосинтезирующие системы высокой продуктивности. М. Наука. 1966. С. 109- 178.

148. Шконде Э.И., Болотина Н.И., Королёва В.И. Валовые запасы и формы азота в почвах СССР // Д.Н.Прянишников и вопросы химизации земледелия. М. Колос. 1967. С 195 203.

149. Шконде Э.И., Королёва В.И. О методах определения потребности почв в азотных удобрениях. Третий делегатский съезд почвоведов. М. Наука. 1968. С. 143- 147.

150. Эрперт С.Д. Корневые системы некоторых древесных растений в условиях больших падин северо-западной части Прикаспийской низменности // Тр. института леса. АН СССР. 1955. Т 25. С. 136 174.

151. Basker A., Macgregor A.N., Rirkman J.H. Influence of soil ingestion by earthworms on the availability of potassium in soils: An incubation experiment // Biology and Fertility of Soils. 1992. V 14. N4. P.77 82.

152. Beckett P.H.T., Nafady M. H. M. Potassium calcium exchange equilibria in soils: the location on non-specific (Gapon) and specific exchange sites // J. Soil. Sci. 1967. V. 18. N.2. P. 59 - 67.

153. Deist A, Factors affecting the availabiliti of potassium in soils. Potassium Res. Rev. and Trends. 1977. P. 75-97.

154. Focht D.D. The effect of temperature, pH and aeration on production of nitrous exide and gaseus nitrogen — a zero order kinetic model // Soil Sci. 1974. V. 118. P. 173-179.

155. Hillel D. Fundamentals of Soil Physics. N.Y. Academic Press. 1980. 110 p.

156. Hirsch R.E., Lewis B.D., Spalding E.P., Succman M.R. A role of the AKTI potassium channel in plant nutrition // Science. 1998. V. 280 p. 918 921.

157. Outlaw W.H., Current Concepts on the role of potassion in stomatol movements // Physiol planta. 1983. V.59. N 2. P. 302 311.

158. Poonia S.R., Niederbudde E. A. Exchange equilibria of potassium in soils. V. Effect of natural organic matter on K-Ca exchange // Geoderma. 1990. V. 47. P. 233 242.

159. Ross G.J., Rich C.I. Effect of particle thickness on potassium exchang from phlogopite // Clay and Clay Minerals. 1973. V. 21. №1. P. 77 81.

160. Schouwenburg J.Ch. Van, Schuffelen. Pottassium-exchang behaviour of an illit. Neth.J. Agric. Sci.Vol. 11. 1963. № 1. P. 57 65.

161. Sposito G. The Chemistry of Soils. New York. Oxford. Oxford University Press. 1989. 227 p.

162. Yamamoto T., Naken K., Takahashi F. An experimental analysis of the effects of soil macrofauna on the phosphorus cycling in a Japanes red pin forest // Japan J.Ecol. 1992. V. 42. № 1. P. 31 43.