Изменение элементного состава и содержания низкомолекулярных органических соединений в ходе экспериментальной деструкции торфа в южно-таёжных болотах Западной Сибири

Аннотация

Цель исследования. Выявление особенностей динамики элементного состава и низкомолекулярных органических соединений при экспериментальной деструкции разных видов торфа на примере трёх сообществ Бакчарского болота (Западная Сибирь).

Место и время проведения. Полевой эксперимент проведён в трёх сообществах Бакчарского болота (56°51” с.ш., 82°50” в.д.): сосново-кустарничково-сфагновом ряме, кустарничково-пушицево-сфагновой окрайке топи и осоково-сфагновом сообществе в её центре. После подготовки образцы торфа были заложены на глубину 5–10 и 25–30 см, а через 4 и 16 месяцев отобраны для дальнейшего исследования.

Методы. Содержание углерода, водорода и азота определили на CNHS/О-анализаторе Perkin Elmer 2400 Series II (США); фосфора – колориметрически; обменных калия, натрия, кальция, магния и железа – методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Анализ экстрактивных низкомолекулярных органических соединений провели методом газовой хромато-масс-спектрометрии на газовом хроматографе Clarus 500 MS фирмы Perkin Elmer (США) с квадрупольным детектором.

Основные результаты. В ходе экспериментальной деструкции в полевых условиях во всех образцах снизилось содержание углерода, а изменения содержания азота и отношения Н/С и С/N были разнонаправлены по сообществам и глубине инкубации. Отношение C/N не оказалось определяющим для интенсивности разложения торфа в болоте. Содержание фосфора, калия и натрия снижалось в большинстве случаев. Содержание магния и железа при разложении торфа выросло в топяных сообществах, а кальция – при разложении в краевой части топи. Аэробный слой ряма отличался от остальных локаций тем, что здесь за время инкубации в образцах увеличилось содержание всех элементов. Содержание низкомолекулярных органических соединений после разложения возросло в аэробной зоне ряма и снизилось в топи. Содержание отдельных групп органических соединений менялось при этом по-разному – от небольшого изменения до четырёхкратного.

Заключение. Для каждого сообщества Бакчарского болота на основе динамики элементного состава и содержания низкомолекулярных органических соединений установлен специфический ход разложения торфа. В аэробной зоне ряма разложение торфа привело к увеличению содержания всех элементов и органических соединений на фоне наибольшей потери массы. В кустарничково-пушицево-сфагновой окрайке топи в ходе разложения торфа содержание элементов как снижалось, так и росло, а органических соединений – уменьшилось. В осоково-сфагновом центре топи из образца торфа произошло выщелачивание элементов. Наиболее вероятно такая динамика связана с развитием разных сообществ агентов разложения органического вещества: микромицетов в аэробной зоне торфяных почв ряма и бактерий в почве краевой части топи. В нижележащем слое почв ряма и обводнённой топи разложение замедлено в связи с анаэробными условиями.