Пространственная динамика мезофауны почв в Красноярской лесостепи на примере учебного хозяйства "Миндерлинское"

Исследования проводились в землепользовании учхоза "Миндерлинское", расположенном в зоне Красноярской лесостепи в период 2014-2016 гг. Объектами исследования являются мезофауна и почвы катены протяженностью 940 метров, заложенной на юго-западном склоне крутизной 3-7 о. На протяжении данной катены были выделены 4 пробные площади: элювиальная (1 п.п.) занята черноземом обыкновенным среднемощным тяжелосуглинистым; трансэлювиальная (2 п.п.) представлена черноземом обыкновенным среднемощным эродированным тяжелосуглинистым; трансэлювиальноаккумулятивная (3 п.п.) - лугово-черноземной мощной тяжелосуглинистой; трансаккумулятивная (4 п.п.) - черноземно-луговой оподзоленной среднемощной тяжелосуглинистой [6].

Учет почвенных животных проводился методом почвенных раскопок [7]. На каждом из вариантов опыта было заложено по 3 пробных точки отбора. Пробы отбирались послойно: 0-10 см, 10-20 см и 20-30 см ежегодно трижды за сезон с конца мая по начало сентября.

Собранные животные фиксировались в смеси спирта и формалина с последующим камеральным определением биометрических параметров.

Плотность почвы определяли буровым методом по Качинскому, ее полевую влажность - весовым методом [8].

Результаты и обсуждение

Учхоз "Миндерлинское" расположен в лесостепной зоне. Территория хозяйства находится в условиях умеренного агроклиматического пояса и холодно-умеренного подпояса, с резкими суточными и годовыми перепадами температуры. Особенности геоморфологического строения и характера эрозионного расчленения объекта исследования соответствуют условиям Приенисейской холмисто-увалистой среднерасчлененной денудационной равнины [9].

По данным [10], в структуре почвенного покрова земель учхоза "Мендерлинское" важнейшими являются комплексы мощных темно-серых оподзоленных почв с луговочерноземными оподзоленными (до 21% площади). До 23% территории занято черноземами выщелоченными среднегумусными мало- и среднемощными и тучными среднемощными на южных и западных склонах холмов и увалов. Их склоновое расположение определяет подверженность этих почв дефляции.

По гранулометрическому составу почвы тяжелосуглинистые, что обусловлено их развитием на лессовидных суглинках и глинах. На крутых склонах южной экспозиции наблюдаются легкосуглинистые слабоэродированные почвы. Обыкновенные черноземы среднегумусные и средне- и маломощные составляют около 11% территории, локализуясь на повышенных участках равнинных водоразделов с выраженным микрорельефом. Днище логов и западин и территории надпойменных террас занимают лугово-черноземные почвы: обычные, карбонатные, оподзоленные (до 18% от общей площади). В целом, почвенный покров хозяйства довольно неоднородный и комплексный, что обусловлено выраженностью микро- и мезорельефа [6].

Для оценки качества почвы как среды обитания беспозвоночных были проведены анализы плотности сложения и влажности почв.

Из графика видно (рис. 1), что наиболее увлажнены луговочерноземные и черноземнолуговые почвы катены, что сопряжено с дополнительным боковым стоком вод и аккумулятивным расположением данных почв на территории катены.

Рис. 1 Средняя сезонная динамика влажности почв катены, %

На выпуклых элементах рельефа в условиях элювиальной и трансэлювиальной позиции в катене происходит рассеивание почвенных вод, что приводит к относительному иссушению почв. В целом, оптимальной считается влажность почв в диапазоне от 40-45 до 70-75 % полной влагоемкости [8]. Влажность почв катены по этому показателю можно охарактеризовать как удовлетворительную только для почв аккумулятивнной позиции. Для почв верхней части катены - как неудовлетворительную. Это приводит к снижению продуктивности растений и потере урожая. На почвах верхней части катены желательно дополнительное увлажнение.

Плотность почв составила от 0,82 до 1,42 г/см 3, что можно охарактеризовать как нормальную и слабоуплотненную. В течение полевого сезона происходит изменение плотности, что отчасти связано с деятельностью корневых систем растений [11].

В почвах верхней части склона отмечается повышенная плотность почвы по абсолютным показателям во время всего периода наблюдений. Это можно объяснить, в том числе, низким содержанием влаги в почвах.

Плотность и влажность почв являются значимыми факторами обилия и распределения мезобиоты в профиле.

Были исследованы показатели численности и группового состава почвенной мезобиоты (рис. 2). Рассмотренные почвы характеризуются низкими показателями заселенности мезофауной. Плотность педобионтов не превышает 250 экз./м 2, тогда как, по наблюдениям [12], в черноземе выщелоченном этого же хозяйства на равнинном участке при внесении органических удобрений численность мезобионтов может превышать 1500 экз./м 2.

В почвах элювиальной части катены количество почвенных обитателей снижается до 70-80 экз./м 2. Это свидетельствует о неудовлетворительном биологическом состоянии обсуждаемых почв и необходимости проведения мелиоративных мероприятий для сохранения и повышения их плодородия (глубокое рыхление, внесение органических удобрений, дополнительное увлажнение).

В разные годы изменения численности достигают 33-168 % от среднего значения. При этом наибольшей стабильностью отличаются почвы нижней, трансаллювиальной позиции (см. табл. 1), что подтверждается наименьшими значениями вариабельности данного показателя.

По глубине биота распределена неравномерно (рис. 3). На всех участках катены максимальной плотностью почвенного населения характеризуется верхний слой 0-10 см, что соответствует типичному распределению педобионтов в почвах [13, 14]. Этот слой наименее уплотнен и максимально насыщен корнями и их остатками, что позволяет мезобионтам более активно осваивать почвенную среду [15].

Таблица 1. Вариация численности мезобионтов в пределах катены

В июле отмечается снижение числа обитателей почв в верхнем 10-сантиметровом слое на всех рассмотренных участках катены. Это может быть связано с сезонной динамикой показателей температуры и влажности, а также с особенностями биологических ритмов самих педобионтов [16]. В конце августа обилие почвенных животных вновь возрастает, обычно не превышая показателей начала лета.

Рис.3. Динамика распределения мезобионтов по глубине, экз./м 2

Результаты исследований показали, что таксономический состав мезобиоты почв на всех участках отбора крайне обеднен и представлен всего несколькими группами почвенной фауны, преимущественно, энхитреидами, жужелицами, пауками, щелкунами (имаго и личинками).

В почвах разного ланшафтного положения отмечено изменение состава мезофауны и ее разнообразия. Так, в обыкновенном черноземе на элювиальной позиции были найдены следующие группы педобионтов: энхитреиды (сем. Епеку^аеШае), личинки щелкунов (сем. ЕШепёае) и имаго жужелиц (сем. СагаЬМае), муравьи (сем. Еогт 1еМае). Единично в разные годы и сезоны наблюдения здесь встречались имаго щелкунов и пауки (сем. Lycosidae). Их доля в структуре фауны рассмотренных почв на превышала 0,5-1 %. Основу педокомплексов составляют энхитреиды: от 46 до 95 % обилия представлено в разных почвах этой группой животных, что может служить показателем высокого содержания подвижного органического вещества в почве [17].

Дождевые черви в пределах катены были отмечены только для четвертой пробной площади, расположенной в трансаллювиальной позиции на черноземно-луговой оподзоленной среднемощной тяжелосуглинистой почве. Мы связываем это с наилучшим среди рассмотренных почв сочетанием плотности сложения и влажности, хотя этот вопрос требует дополнительных исследований.

Выводы