СОДЕРЖАНИЕ АЗОТА В ПОДСТИЛКЕ И СЛОЕ ПОЧВЫ 0-10 СМ ЧЕРЕЗ 30 ЛЕТ ПОСЛЕ КОМПЛЕКСНОГО УХОДА ЗА ЛЕСОМ

 

Люлькович И.Н. (ЛТА, г. Санкт-Петербург, РФ)

 

In this study total-N, nitrate-N, ammonium-N, C:N ratio 30 years after thinning and urea fertilization are evaluated. The ratio between C and N is somewhat lower in soil and litter of fertilized plots. The intensity of thinning has an influence on C:N ratio in soil. In thinned fir-greens and fir-greens where thinning and fertilization at the same time were realized the C:N ratio is lower than in control plots.

 

Азот в почве и нижних слоях подстилки представлен органической и неорганической формами. Органический азот – продукт разложения микроорганизмами растительных и животных остатков. Включает активную фазу, которая представлена микробной биомассой и пассивную фазу, не участвующую во внутрипочвенном азотном цикле. Это преимущественно органическое вещество, устойчивое к микробному разложению. Неорганический азот представлен в почве нитратной, нитритной и аммиачной формами, которые еще называют подвижными формами азота. Количество его составляет около 2% от всего азота почвы. Лесохозяйственные мероприятия, такие как рубки ухода и удобрения влияют на химический состав почвы и фито массы и в целом вносят изменения в биологический круговорот.

В работе рассмотрен эхо-эффект лесохозяйственных мероприятий проведенных тридцать лет назад, на концентрацию некоторых форм азота (общего, нитратного, аммиачного) и соотношение C:N. Опытные объекты - постоянные пробные площади Карташевского лесничества Сиверского лесхоза Ленинградской области (ельники и лиственно-еловые насаждения): контрольные варианты 1А, 11-1, 13-1, 16-1; удобренные варианты 1 А’, 13-2; разреженные варианты 11-2, 13-4, 16-2; варианты с комплексным уходом 11-3, 13-3, 16-3. В качестве удобрения использовалась мочевина в количестве 150 кг/га.

Большинство лесных почв бедны азотом, минеральные формы этого химического элемента чрезвычайно подвижны. Динамика азота в почве в течение вегетационного периода не повторяется из года в год и может быть самой разнообразной без каких либо закономерностей, преимущественно вследствие изменяющихся погодных условий. В целом, прослеживается общая тенденция снижения концентрации подвижных форм азота от весны к осени за счет активного потребления растениями (Таблицы 1, 2). При неблагоприятных погодных условиях (обильном увлажнении, недостатке влаги), количество увеличивается. Так в 2002 г. среднемесячная температура за вегетационный период – 14,6⁰С, сумма осадков за этот же период – 166,6 мм, а в 2003г соответственно 13,8⁰С и 371,8мм.

 

 

Таблица 1-Динамика содержания аммонийной формы подвижного азота в слое почвы 0-10 см на постоянных пробных площадях

№ пробной площади	Содержание аммонийного азота, мг/кг
	05.87	09.87	06.88	08.88	05.96	09.96	05.02	11.02	06.03	10.03
1A	8,7	7,8	13,1	5,2	14,8	21,2	35,0	30,0	54,0	38,0
1A'	11,7	10,2	18,7	5,9	6,2	5,0	35,0	36,0	45,0	33,0
11-1	22,8	22,8	27,2	11,3	11,0	менее 5	23,3	-	-	-
11-2	17,3	17,3	30,4	9,9	13,4	21,4	32,3	-	-	-
11-3	23,4	23,4	19,4	9,7	9,3	11,9	32,7	-	-	-

 

Таблица 2- Динамика содержания нитратной формы подвижного азота в слое почвы 0-10 см на постоянных пробных площадях

№ пробной площади	Содержание нитратного азота, мг/кг
	05.87	09.87	06.88	08.88	05.96	09.96	05.02	11.02	06.03	10.03
1A	4,1	4,0	8,1	5,9	4,1	5,5	1,9	2,2	4,0	4,0
1A'	6,2	8,1	13,2	8,8	6,8	4,2	2,5	3,6	4,0	1,0
11-1	14,6	9,9	28,2	12,9	10,0	5,4	3,7	-	-	-
11-2	10,3	7,3	15,0	9,8	4,7	6,2	3,2	-	-	-
11-3	17,7	8,9	22,8	13,7	7,1	7,8	2,4	-	-	-

 

Из-за большой подвижности аммонийной и нитратной форм азота об обеспеченности лесной почвы объективно можно судить не по абсолютному содержанию его форм, а по соотношению C:N в гумусо-аккумулятивном слое и подгоризонтах подстилки F и H (Табл. 3). Чем уже это соотношение, тем более активно протекают процессы деструкции и выше скорость биологического круговорота.

В целом в гумусо-аккумулятивном горизонте почвы концентрация общего азота в несколько раз ниже, чем в подстилке (Табл. 3). Через 30 лет после последнего ухода концентрация азота в почве на опытных объектах практически равна значениям на контроле. В насаждении 13-4 с двойной рубкой содержание почвенного азота больше чем на контроле на 38%. Видимо, удаление части древостоя уменьшает количество поглощаемого деревьями азота. Часть этих ресурсов перехватывается травянистой растительностью и вовлекается в малый биологический круговорот, но быстро возвращается в почву. По результатам анализов 2004 года в подстилке концентрация азота на опытных объектах выше, чем на контроле, за исключением варианта с комплексным уходом (16-3). Видимо, часть дополнительного азота накапливается в фитомассе.

Соотношение C:N меньше на удобренных вариантах пробных площадей серий 1 и 13, как в почве, так и в подстилке: в почве на 8 и 22% соответственно для пп 1А’ и пп 13-2, в подстилке обоих вариантов на 15%.

В подстилке разреженных лиственно-еловых насаждений (пп 13-4 и пп 16-2) в настоящее время не наблюдается различий в соотношении C:N. В почве пп 16-2 с одноприемным удалением лиственных соотношение C:N больше чем на контроле на 21%. Улучшение светового и гидротермического режимов под пологом способствует вовлечению части почвенного азота в биологический круговорот. В разреженном ельнике часть почвенного азота видимо переходит в растительную массу, пополняющую запасы подстилки: в почве значение C:N больше чем на контроле на 16%, а в подстилке меньше на 14%. В лиственно-еловом насаждении с двойной рубкой (13-4) соотношение С:N в почве на 9% меньше, чем на контроле.

 

Таблица 3 - Содержание общего азота и углерода в подстилке и слое почвы 0-10 см

Номер пробной площади	Вариант опыта	Собщ, % а.с.в.		Nобщ, % а.с.в.		C:N
		почва	слой подстилки F+H	почва	слой подстилки F+H	почва	слой подстилки F+H
1A	Контроль	3,01	19,74	0,19	0,84	15,8	23,5
1A’	Двукратное удобрение (1977, 1982 гг)	2,75	40,46	0,19	2,04	14,5	19,8
11-1	контроль	2,92	35,97	0,23	1,66	12,7	21,7
11-2	трехкратная рубка	3,17	40,53	0,21	2,18	15,1	18,6
11-3	Двукратная рубка + двукратное удобрение (1973, 1983 гг.)	2,96	37,76	0,22	1,84	13,5	20,5
13-1	Контроль	1,80	34,02	0,13	1,58	13,8	21,5
13-2	Двукратное удобрение (1977, 1982 гг)	2,40	34,00	0,23	1,87	10,8	18,2
13-3	Двухприемное удаление лиственных + двукратное удобрение (1977, 1982 гг)	1,76	37,37	0,14	1,87	12,6	20,0
13-4	Двухприемное удаление лиственных	2,02	41,21	0,18	1,89	12,6	21,8
16-1	Контроль	1,95	38,38	0,16	1,80	12,2	21,3
16-2	Одноприемное удаление лиственных	2,00	42,07	0,13	2,00	15,4	21,0
16-3	Одноприемное удаление лиственных + удобрение (1986 г)	2,12	34,76	0,14	1,60	15,1	21,7

 

Соотношение C:N в подстилке насаждений, где проводился комплексный уход мало отличается от контроля, в основном в сторону уменьшения. В почве пп 16-3 соотношение C:N больше, чем на контроле на 19%. В почве пп 13-3, где и удобрение и рубка были двукратные - меньше на 9%. В почве ельников где проводили комплексный уход соотношение C:N на 0.8 больше контрольного значения.

Можно заключить, что при анализе последействия лесохозяйственных мероприятий на содержание азота в подстилке и верхних слоях почвы наиболее информативным показателем является соотношение C:N.

Почти через тридцать лет после внесения удобрений сохраняется повышенная активность обменных процессов в системе почва-растение.

В разреженных лиственно-еловых насаждениях и на пробных площадях с комплексным уходом существенных различий в соотношении C:N в нижних слоях подстилки по сравнению с контролем не наблюдается.

Интенсивность рубки влияет на концентрацию общих форм углерода и азота в слое почвы 0-10 см. Поглощаемый деревьями азот надолго фиксируется в надземной фитомассе. После удаления части древостоя невостребованные ресурсы азота накапливаются в почве.

В ельниках рубки ухода и комплексный уход улучшают микроклиматические условия. Разрастающаяся кроновая фитомасса разреженных насаждений вовлекает в биологический круговорот почвенный азот, повышая тем самым соотношение C:N. На пробных площадях с комплексным уходом помимо почвенного азота растения используют азот удобрений, соотношение C:N в почве меньше чем в разреженном ельнике.