УДК 631.465
Микробиота и биогенность почв сосновых лесов Беловежской пущи
Ефремов А.Л., Ловчий Н.Ф.
Институт экспериментальной ботаники им. В.Ф. Купревича НАН Беларуси, г. Минск, Беларусь
Центральная подзона грабово-дубово-тёмнохвойных лесов в пределах Беларуси занимает территорию между северной границей граба и южной границей сплошного распространения ели, где важное место занимает Беловежская пуща с преобладанием сосновых лесов (60%) произрастающих на авто- и полугидроморфных многочленных супесчано-суглинистых дерново-псевдоподзолистых почвах.
Проведённые исследования показали, что сравнительно высокой ферментативной активностью обладают почвы елово-сосновых лесов, в экологическом разнообразии которых она закономерно снижается от влажных к сухим биотопам. Содержание свободных аминокислот в подстилках беловежских сосняков составляет 71-145 мг/кг подстилочного материала, по качественному составу основная доля приходится на моноамино- (25-39%), моноаминодикарбоновые (16-29%) и ароматические (17-26%) аминокислоты.
Выявлены корреляционные связи между количеством аминокислот и активностью ферментов азотного обмена (r=0,86-0,93) и азотной фракцией почв (r=0,80-0,90). Содержание ДНК в подстилках равно 68-111, а РНК – 57-92 мкМосн./100 г, больше их обнаруживается в кисличных и черничных сосняках. Нуклеотидный состав ДНК в оторфованных подстилках - АТ-типа (42-49 мол.% ГЦ), а в почвенных горизонтах – ДНК ГЦ-типа (52-65%). Величина отношения РНК/ДНК от 1 до 0,5 и снижается от подстилок к иллювиальным горизонтам. Обнаружена корреляция между количеством нуклеиновых кислот и содержанием C, N, P (r=0,75-0,88). Численность бактерий колеблется в подстилках от 3 до 5 млрд. кл./г, а длина грибных фрагментов – 600-900 м/г, богаче микроорганизмами почвы кисличников и черничников. Микробная биомасса в этих почвах коррелирует с содержанием биогенных элементов (r=0,60-0,85) и микробных метаболитов (r=0,76-0,90).
Биогенность почв беловежских сосняков определяется запасами органической массы от 8 до 14 кг/м2, в составе которой азота - 420-685, фосфора 165-210 г/м2, подвижные формы последних - 2-4% и 22-28% от валовых. Аминокислоты составляют 0,02-0,04% от органического вещества, 18-20% от легкогидролизуемого и 0,4-0,9% от общего азота.
Пул нуклеиновых кислот составляют ДНК 42-60 и РНК 26-47 г/м2 или 0,2-0,4% от органического вещества и 4-8% от общего азота. Микробный фонд по бактериальной биомассе равен 18-25, а по грибной -–175-265 г/м2. Суммарная биомасса микроорганизмов составляет до 2% от органической массы почв сосновых биогеоценозов.
Таким образом в центральной подзоне грабово-дубово-темнохвойных лесов (на примере Беловежской пущи) выявлена значительная обогащенность биомассой микроорганизмов и микробными метаболитами дерново-псевдоподзолистых почв высокопродуктивных старовозрастных сложных елово-, грабово-кисличных и черничных сосняков. Аналогичные результаты имели место в почвах и подстилках некоторых типов мшистых сосняков в польской части Беловежской пущи.
При изучении микробиологических процессов в почвах лиственных лесов Беловежской пущи установлено, что процессы минерализации органогенного субстрата подстилок лиственных фитоценозов идут более энергично, чем в сосновых. Трансформация азот- и фосфорсодержащих соединений выше в органогенных структурах кисличных и черничных типов и в торфянистой массе. Аналогичны процессы инверсии сахаров и крахмалоподобных полимеров. Обнаружена высокая обогащённость подстилок дубрав и торфянистой массы черноольшаников микроорганизмами и микробными метаболитами.
В подстилках лиственных лесов на долю ДНК приходится от 70 до 150, а РНК – от 56 до 115 мкМосн./100 г подстилки. Высокое содержание нуклеиновых кислот характерно в подстилках черноольшаников, далее идут подстилки дубрав. В гумусовых горизонтах ДНК составляет 49-77 и РНК - 30-50 мкМосн./100 г почвы, в торфянистых – эти величины выше. В подстилках дубрав обнаружена численность бактерий от 5 до 7 млрд., длина мицелия грибов - от 400 до 800 м/г подстилочного субстрата, в торфянистых горизонтах численность бактерий - 1-2 млрд., а длина грибных гиф - 60-100 м/г, в гумусовых горизонтах почв численность бактерий составляет 2.5-4.5 млрд., а длина грибных гиф – 250-400 м/г. Высокая обогащённость грибной биомассой характерна для почв дубрав грабово-черничных и грабово-кисличных, далее идёт почва черноольшаника болотно-осокового. По бактериальной биомассе более предпочтительны почвы дубравы грабово-снытевой, березняка вейниково-черничного и черноольшаника болотно-осокового. В метаболитном составе микробиоты содержание нуклеиновых кислот достигает 0,3-0,5% от почвенной органической массы и 3-7% от пула азотистых соединений. Биомасса микроорганизмов составляет 0,8-3,7% от органического вещества почв лиственных насаждений.
Опубликовано на стр. 163-165.