ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2021, № 1, С. 93–106


ХИМИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ В ЛЕСАХ ВОЛОГОДСКОЙ И КОСТРОМСКОЙ ОБЛАСТЕЙ
И. Ю. Кудреватых1, Н. Д. Ананьева1, С. В. Сушко1, Е. А. Иванищева2
1Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения Российской академии наук,
142290, Россия, Московская обл., Пущино, ул. Институтская, 2
2Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодский государственный университет»,
160035, Россия, Вологда, ул. С. Орлова, 6
E-mail: averkieva.irina@yandex.ru


Поступила в редакцию 15.03.2019 г.
Исследование направлено на пространственную оценку химических и микробиологических свойств дерново-подзолистой почвы (Albic Retisols) хвойных и смешанных вторичных лесов (50-80 лет) Вологодской и Костромской областей. Образцы почвы (0-20 см) отбирали в августе 2015 г. в пространственно-удаленных точках (всего 38) двух ареалов, расположенных вблизи (0.8-29 км) и вдали (300-330 км) от соответствующего областного центра. В образцах определяли значение рН, содержание физической глины (ФГ), общего углерода (С), общего азота (N), макроэлементов (Al, Р, K, Ca, Na, Mg, S), микроэлементов (Fe, Mn, Pb, Cd, Zn, Cu, Ni, Cs, V, Со, As, Sr, Ce), углерода микробной биомассы (Смик) и скорость базального дыхания. Коэффициент пространственной вариации для ФГ, химических и микробиологических показателей почвы обоих регионов составил 29, 8-91 и 36-51% соответственно. Для ареалов разной удаленности Вологодской области показаны значимые различия содержания в почве Cr, Sr, Ce, Mn, Na, S, Костромской – ФГ, P, K, S, однако их микробиологические показатели не различались. Выявлена дифференциация лесных почв двух изученных областей, обусловленная в основном содержанием Cd, V, Fe, Zn, Cu, Ca и С мик.
Ключевые слова: дерново-подзолистая почва, леса, макро- и микроэлементы, углерод микробной биомассы, базальное дыхание
DOI: 10.31857/S002411482101006X


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



  • Аверкиева И.Ю., Припутина И.В. Оценка влияния техногенной эмиссии NOX на питательный режим лесных биогеоценозов Подмосковья // Вестник Костромского государственного университета им. Н.А. Некрасова. 2011. Т. 17. № 3. С. 51–57.

  • Богатырев Л.Г., Ладонин Д.В., Семенюк О.В. Микроэлементный состав некоторых почв и почвообразующих пород южной тайги Русской равнины // Почвоведение. 2003. № 5. С. 568–576.

  • Богородская А.В., Кукавская Е.А. Состояние микробных сообществ в почвах лиственных и светлохвойных лесов Средней Сибири после рубок и пожаров // Лесоведение. 2016. № 5. С. 383–396.

  • Болысов С.И., Фузеина Ю.Н. Физико-географические условия Костромского Заволжья: Геолого-геоморфологическое устройство // Костромское Заволжье. Природа и человек. Эколого-социальный очерк, М.: Из-во «ИПЭЭ РАН», 2001. С. 36–60.

  • Вершинин А.А., Петров А.М., Акайкин Д.В., Игнатьев Ю.А. Оценка биологической активности дерново-подзолистых почв разного гранулометрического состава в условиях нефтяного загрязнения // Почвоведение. 2014. № 2. С. 250–256.

  • Водяницкий Ю.Н., Васильев А.А., Кожева А.В., Сатаев Э.Ф. Особенности поведения железа в дерново-подзолистых и аллювиальных оглеенных почвах Среднего Предуралья // Там же. 2006. № 4. С. 396–409.

  • Воробейчик Е.Л., Кайгородова С.Ю. Многолетняя динамика содержания тяжёлых металлов в верхних горизонтах почв в районе воздействия медеплавильного завода в период сокращения объемов его выбросов // Там же. 2017. № 8. С. 1009–1024.

  • Гавриленко Е.Г., Сусьян Е.А., Ананьева Н.Д., Макаров О.А. Пространственное варьирование содержания углерода микробной биомассы и микробного дыхания почв южного Подмосковья // Там же. 2011. № 10. С. 1231–1245.

  • Гей В.П., Плешивцева Э.С., Ауслендер В.Г. Новые данные о ранневалдайских отложениях бассейна рек Шексны и Вологды, их стратиграфическое и палеогеографическое значение / Геология и минеральные ресурсы Вологодской области. Вологда: Русь, 2000. С. 42–47.

  • Дворникова Л.Л. Почвенный покров западной части Вологодской области: Автореф. дис… канд. географ. наук. 25.00.09. Ленинград, 1961. 18 с.

  • Доклад о состоянии и охране окружающей среды Вологодской области в 2017 г. Вологда // Сайт Департамента природных ресурсов и охраны окружающей среды Вологодской области. http://dpr.gov35.ru/dokumenty/detail.php?ELEMENT_ID=116692. Дата обращения: 12.07.2018.

  • Доклад об экологической ситуации в Костромской области в 2016 г. Кострома // Сайт Департамента природных ресурсов и охраны окружающей среды Костромской области. (http://docplayer.ru/69421557-Ob-ekologicheskoy-situacii-v-kostromskoy-oblasti-v-2016-godu-vvedenie. html). Дата обращения: 12.07.2018.

  • Дубиковский Г.П. Содержание и распределение микроэлементов в дерново-подзолистых почвах. Автореф. дис… д-ра с.-х. наук. 03.02.13. Минск, 1965. 17 с.

  • Единый государственный реестр почвенных ресурсов России / Отв. ред. А.Л. Иванов, А.С. Шоба, В.С. Столбовой и др. М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева, 2014. 768 с.

  • Жарикова Е.А. Геохимическая характеристика почв восточного побережья Северо-Сахалинской низменности // Почвоведение. 2017. № 1. С. 40–47.

  • Жукова А.Д., Хомяков Д.М. Показатели микробного дыхания в почвенном покрове импактной зоны предприятий по производству минеральных удобрений // Там же. 2015. № 8. С. 984–992.

  • Золотарева Б.И. Тяжелые металлы в почвах Верхнеокского бассейна // Там же. 2003. № 2. С. 173–182.

  • Ильин В.Б. Биогенная и техногенная аккумуляция химических элементов в почве // Там же. 1988. № 7.С. 124-132.

  • Каменщикова В.И. Экологическое состояние и устойчивость почв таежно-лесной зоны к антропогенным воздействиям // Вестник Пермского университета. 2011. № 1. С. 64–67.

  • Карпачевский Л.О. Динамика свойств почвы. М.: ГЕОС, 1997. 170 с.

  • Кауричев И.С., Орлов Д.С. Окислительно-восстановительные процессы и их роль в генезисе и плодородии почв. М.: Колос, 1982. 248 с.

  • Комиссаров В.В. Агрохимические особенности пахотных почв центральной части Вологодской области (в связи со свойствами материнских пород, рельефом, почвенно-грунтовыми водами и окультуренностью). Автореф. дис. кан. с-х. наук. 03.02.13. Москва, 1972. 27 с.

  • Копничева Г.М., Чернышов В.И., Артякова В.П. Состояние и перспективы развития минерально-сырьевой базы Вологодской области // Геология и минеральные ресурсы Вологодской области: Сб. научных трудов. Вологда: Русь, 2000. С. 4–15.

  • Краснокутская О.Н., Кузьмич М.А., Выродова Л.П. Хром в объектах окружающей среды // Агрохимия. 1990. № 2. С. 128–140.

  • Кудреватых И.Ю., Иващенко К.В., Ананьева Н.Д., Иванищева Е.А. Атмосферные выпадения соединений азота и свойства лесных почв Вологодской области // Почвоведение. 2018. № 2. С. 155–164.

  • Ладонин Д.В., Пляскина О.В. Фракционный состав соединений меди, цинка, кадмия и свинца в некоторых типах почв при полиэлементном загрязнении // Вестник Московского университета. Серия 17: Почвоведение. 2003. № 1. С. 8–16.

  • Лапа В.В., Михайловская Н.А. Ферментативная активность дерново-подзолистых почв при разных уровнях применения удобрений // Доклады Национальной академии наук Белоруссии. 2015. Т. 59. № 5. С. 122–128.

  • Ларионова А.А., Квиткина А.К., Быховец С.С., Лопес-де-Гереню В.О., Колягин Ю.Г., Каганов В.В. Влияние азота на минерализацию и гумификацию лесных опадов в модельном эксперименте // Лесоведение. 2017. № 2. С. 128–139.

  • Лебедева О.Ю., Фрумин Г.Т. Содержание валовых форм тяжелых металлов в почвах Костромской области // Вестник СПбГУ. Науки о Земле. 2011. № 1. С. 239–242.

  • Писаренко А.И. Лесное хозяйство России. М.: Юриспруденция, 2004. 546 с.

  • Плавинский В.А. Почвы Вологодской области, их классификация и свойства. Вологда: ВоГТУ, 2007. 92 с.

  • Пляскина О.В., Ладонин Д.В. Соединения тяжелых металлов в гранулометрических фракциях некоторых типов почв // Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение. 2005. № 4. С. 36–43.

  • Позняк С.С. Содержание тяжелых металлов Pb, Ni, Zn, Cu, Mn, Zr, Cr, Co и Sn в почвах Центральной зоны Республики Беларусь // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент». 2011. № 1. С. 250–261

  • Протасова Н.А., Беляев А.Б. Макро- и микроэлементы в почвах Центрально-черноземной зоны и почвеннно-геохимическое районирование ее территории // Почвоведение. 2000. № 2. С. 201–211.

  • Рассеянные элементы в бореальных лесах / Отв. ред. А.С. Исаев. М.: Наука, 2004. 616 с.

  • Самонова О.А., Касимов Н.С., Асеева Е.Н. Металлы в гранулометрических фракциях почв овражной системы (юго-восточная часть Смоленско-Московской возвышенности) // Вестник Московского университета. Серия 5: География. 2016. № 3. С. 18–28.

  • Самонова О.А., Геннадиев А.Н., Кошовский Т.С., Жидкин А.П. Металлы в почвах малого водосбора лесостепной зоны (Среднерусская возвышенность) // Почвоведение. 2015. № 6. С. 584–592.

  • Свистов П.Ф., Полищук А.И., Першина Н.А. Качественная оценка загрязнения окружающей среды (по данным о химическом составе атмосферных осадков). СПб.: Из-во ГГО им А.И. Воейкова, 2010. С. 4–17.

  • Сморкалов И.А., Воробейчик Е.Л. Почвенное дыхание лесных экосистем в градиентах загрязнения среды выбросами медеплавильных заводов // Экология. 2011. № 6. С. 425–435.

  • Сорокин Н.Д., Афанасова Е.Н. Микробиологическая диагностика состояния почв и филлосферы лесных экосистем Сибири // Известия РАН. Сер. Биол. 2012. № 1. С. 100–108.

  • Федорец Н.Г., Бахмет О.Н. Экологические особенности трансформации соединений углерода и азота в лесных почвах. Петрозаводск: Из-во Карельского НЦ РАН, 2003. 240 с.

  • Холодов В.Н. Геохимия осадочного процесса // Труды геологического института РАН. М.: ГЕОС, 2006. 608 с.

  • Чернова О.В., Бекецкая О.В. Допустимые и фоновые концентрации загрязняющих веществ в экологическом нормировании (тяжелые металлы и другие химические элементы) // Почвоведение. 2011. № 9. С. 1102–1113.

  • Ananyeva N.D., Susyan E.A., Chernova O.V., Wirth S. Microbial respiration activities of soils from different climatic regions of European Russia // European Jornal Soil Biology. 2008. V. 44. N. 2. P. 147–157.

  • Anderson J.P.E., Domsch K.H. A physiological method for the quantitative measurement of microbial biomass in soils // Soil Biology Biochemistry. 1978. V. 10. N. 3. P. 215–221.

  • Creamer R.E., Schulte R.P.O., Stone D., Gal A., Krogh P.H., Papa G.L., Marray P.J., Pepe G., Foerster D., Rutgers M., Sousa J.P., Winding A. Measuring basal soil respiration across Europe: Do incubation temperature and incubation period matter? // Ecological Indicators. 2014. V. 36. P. 409–418.

  • Kaiser E.A., Mueller T., Joergensen R.G., Insam H., Heinemeyer O. Evaluation of methods to estimate the soil microbial biomass and the relationship with soil texture and organic matter // Soil Biology Biochemistry. 1992. V. 24. Is. 7. P. 675–683.

  • Kassambara A. Practical guide to Principal Component Methods in R. (Multivariate Analysis). CreateSpace Independent Publishing Platform. 2017. 170 p.

  • Le S., Josse J., Husson F. FactoMineR: An R package for Multivariate Analysis // Journal of Statistical Software. 2008. V. 25. Is. 1. P. 1–18.

  • Morris S.J., Boerner R.E.J. Spatial distribution of fungal and bacterial biomass in southern Ohio hardwood forest soils: scale dependency and landscape patterns // Soil Biology Biochemistry. 1999. V. 31 N. 6. P. 887–902.

  • Oulehle F., Tahovská K., Chuman T., Evans C.D., Hruska J., Ruzek M., Barta J. Comparison of the impacts of acid and nitrogen additions on carbon fluxes in European conifer and broadleaf forests // Environmental Pollution. 2018. V. 238. P. 884–893.

  • Pečiulytė D., Dirginčiutė-Volodkienė V. Effect of long-term industrial pollution on microorganisms in soil of deciduous forests situated along a pollution gradient next to a fertilizer factory // Ekologiya. 2009. V. 55. N. 2. P. 133–141.

  • Saetre P. Spatial patterns of ground vegetation, soil microbial biomass and activity in a mixed sprucebirch stand // Ecography. 1999. V. 22. P. 183–192.

  • Shi L., Zhang H., Liu T., Mao P., Zhang W., Shao Y., Fu S. An increase in precipitation exacerbates negative effects of nitrogen deposition on soil cations and soil microbial communities in a temperate forest // Environmental Pollution. 2018. V. 235. P. 293–301.