ЗАВИСИМОСТЬ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ ЧЕРНОЗЕМОВ РОСТОВСКОЙ ОБЛА СТИ ОТ КЛИМА ТА

ъ Ю. С.}}

Главная особенность климата в числе других факторов почвообразования заключается в том, что климат определяет такие существенные условия жизни растений, как тепло и влага. Значение климата в почвообразовательных процессах исключительно велико. Ни с одним из других почвообразующих факторов не связаны столь глубокие различия в почвообразовании, как те, которые сопряжены с влиянием гидротермических показателей климата на биологические процессы в почвах (Волобуев, 1946, 1956; Вальков и др., 2008). Воздействие климата косвенно осуществляется через весь объем живого вещества, продукты его метаболизма и отмирания. От влажности почвы и ее температуры зависят особенности жизнедеятельности всех организмов. Непосредственное влияние климатических факторов на почву оказывается преломленным через биологическую среду, преобразованным в разной степени живыми организмами. Климатические условия являются наиболее важными из факторов, регулирующих почвенные процессы (Галстян, 1974; Казеев и др., 2004). Биологические показатели хорошо диагностируют негативные последствия антропогенного воздействия на почвы и почвенный покров (Казеев и др., 1996, 2003; Даденко и др., 20132; Колесников и др., 2013). Гидротермический режим определяет активность биохимических процессов почвы. С увеличением влажности почвы и понижением температуры, наблюдается сопряженное возрастание активности гидролитических ферментов. Высокая влажность и низкие температуры способствуют накоплению гумуса (Казеев и др., 2004, 2015). Для территории Северного Кавказа была выявлена обусловленность разных показателей биологического состояния почв гидротермическими условиями (Казеев и др., 2006, 2015).

Для территории Ростовской области характерен умеренноконтинентальный климат (Комплексная оценка..., 2012). В восточных районах зима холоднее, а лето жарче, чем в западных. Температура воздуха имеет ярко выраженный годовой ход. Самый холодный месяц - январь,

среднемесячная температура воздуха которого -5°С...-9°С. Наиболее теплый - июль, среднемесячная температура воздуха составляет плюс +22°С...+24°С. Годовое количество осадков составляет 530-550 мм на юго-западе области, 320-360 мм - на юго-востоке. Наибольшее количество осадков за месяц выпадает в июне - июле (50-70мм).

Для детального изучения взаимосвязи климата и почвенных параметров исследовали несколько участков, расположенных в разных климатических условиях по направлению север-юг (табл. 2).

Таблица 2

Климатические параметры исследуемых участков

Участок

Координаты

Осадки, в среднем за год., мм

Температура среднегодовая, °C

Амплитуда среднегодовая, °C

ст. Вешенская, залежь

  • 49°36'335"с.ш.
  • 41°51'904 "в.д.

444

6,9

31,4

пос. Октябрьский, пастбище

  • 49°35'678"с.ш.
  • 41°41'671" в.д.

438

7,0

31,0

пос. Кружилинский, пастбище

  • 49°25'126"с.ш.
  • 41°40'497" в.д.

442

7,2

30,4

Кашары. залежь

  • 49°01'535"с.ш.
  • 40°49'225" в.д.

461

7,4

30,1

Каменск-Шахтинский, пастбище

48°16'184"с.ш. 40° 17'567 "в.д.

414

8,2

29,6

Ростов-на-Дону,

Ботанический сад, залежь

47° 14'077 "с.ш. 39°39'237" в.д.

495

8,6

28,6

Самый северный исследуемый участок расположен близ станицы Вешенской, самый южный в г. Ростове-на-Дону. Между этими пунктами изучены промежуточные участки: пос. Октябрьский, пос. Кружилинский, г. Кашары и г. Каменск-Шахтинский. Как показали исследования (Казеев, Кузнецова, 2012) для выявления взаимосвязи с биологической активностью из климатических показателей лучше всего подходят годовое количество осадков, среднегодовая температура и среднегодовая амплитуда температур. Поэтому в данном исследовании использовали те же климатические показатели. Анализ климатических данных (Справочник по климату СССР, 1966) показал увеличение к югу среднегодовой температуры и количества осадков (табл. 2). Среднегодовая амплитуда температур, наоборот, снижалась при передвижении с севера на юг.

Большая часть Ростовской области расположена в степной зоне обыкновенных и южных черноземов, которые являются объектами данного исследования. В окрестностях ст. Вешенской исследованы серопески. Это оригинальные почвы, отличающиеся легким гранулометрическим составом и, в тоже время, высоким содержанием гумуса. В некоторых источниках эти почвы выделены как черноземы песчаные. На участках, расположенных севернее Каменск-Шахтинского изучали черноземы южные средне- и тяжелосуглинистые. В окрестностях Ростова-на-Дону - чернозем обыкновенный карбонатный тяжелосуглинистый.

Поскольку биологические свойства почв отличаются значительным природным варьированием, все образцы были отобраны в течение одного дня в сходных погодных условиях.

Почвы Ростовской области имеют различную биологическую активность, которая сильно зависит от климатических условий территории. Наименьшей биологической активностью обладают серопески, расположенные на севере области. При движении на юг в почвах увеличиваются значения биологических показателей (табл.З).

Таблица 3

Биологическая активность исследуемых почв

Участок

Почва

Гумус, %

Каталаза, мл Ог/г/мин

Дегидрогеназа, мг ТФФ/Г/24ч

ст. Вешенская, залежь

Серопески

1,42

2,1

3,7

пос. Октябрьский, пастбище

Чернозем южный слабосуглинистый

1,9

2,4

4,0

пос. Кружилинский, пастбище

Чернозем южный среднесуглинистый

3,0

4,1

8,5

Кашары, залежь

Чернозем южный тяжелосуглинистый

4,5

7,3

12,4

Каменск-Шахтинский, пастбище

Чернозем южный тяжелосуглинистый

2,7

7,3

11,9

Ростов-на-Дону, Ботанический сад, залежь

Чернозем обыкновенный

6,0

11,7

38,1

Например, содержание гумуса в серопесках составило всего 1,42 %. В то время как в черноземе обыкновенном 6,0%. То же самое касается и ферментативной активности. Повышение температуры и влажности почвы способствовало увеличению ферментативной активности. Каталазная активность чернозема обыкновенного превышает аналогичную в серопесках более чем в 5 раз (2,1 против 11,7 мл Ог/г/мин), а дегидрогеназная более чем в 10 раз (3,7 против 38,1 мг ТФФ/г/24 ч). Ферментативная активность в очередной раз проявила себя как высокочувствительный индикатор условий среды. Анализ полученных результатов свидетельствует о зональном характере распределения биологической активности в почвах Ростовской области. Что касается зависимости биологической активности от климата, то все исследуемые показатели коррелируют с климатом. С годовым количеством осадков содержание гумуса, активность каталазы и дегидрогеназы имеют коэффициент корреляции 0,80; 0,61; и 0,78 соответственно (табл. 4).

Таблица 4

Корреляционная матрица связи климатических и биологических показателей

Показатели

Осадки

t° ср. год.

Амплитуда

Гумус

Каталаза

Дегидрогеназа

Осадки

t° ср. год.

(U8

Амплитуда

-0,51

Гумус

0,80

0,74

Каталаза

0,61

0.93

-0,97

~1П)3

Дегидрогеназа

0,78

0,87

-0,91

0,91

_О93_^^

Со среднегодовой температурой коэффициент корреляции так же положителен и довольно высок (0,74; 0,93; 0,87 соответственно). Наибольшие значения корреляции биологические показатели имеют со среднегодовой амплитудой температур. г=-0,97 для каталазы, г=-0,91 для дегидрогеназы и г= -0,88 для содержания гумуса. Почвенные и климатические характеристики находятся в тесной корреляционной связи.

Из приведенных выше данных можно сделать вывод, что биологическая активность почв Ростовской области во многом определяется климатическими параметрами в частности количеством осадков и годовым изменением температуры. Как показали недавние исследования (Мясникова, 2015) температура почв в черноземах Ростовской области разного землепользования опускается ниже нуля на очень непродолжительное время. В связи с этим биологические процессы хотя и замедляются в холодный период, ио ие останавливаются практически круглый год. Изменения интенсивности биологической активности в черноземах Ростовской области происходят в направлении с севера на юг, т.е. отмечено увеличение активности при передвижении в более влажные и теплые климатические условия.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >