Изменение химического состава растительного опада в процессе разложения в условиях олиготрофного болота

Аннотация

Цель исследования. Оценка влияния типа растительного опада на скорость трансформации органического вещества и высвобождения макро- и микроэлементов.

Место и время проведения. Исследования проводились в период с 2008 по 2012 гг. на территории олиготрофного болота «Бакчарское» (Бакчарский р-н Томской области) в сосново-кустарничково-сфагновом фитоценозе (Низкий рям) (56°58'34,10" с.ш., 82°36'27,48" в.д.).

Методы. Определение скорости разложения растительных остатков выполнили методом закладки растительности в торф. В исходных образцах и после эксперимента определили зольность, содержание углерода и азота. Элементный состав золы растительных остатков изучили с использованием электронного микроскопа HITACHI-S-3400N с рентгеноспектральным анализатором.

Основные результаты. Оценка изменения массы исследуемых растительных образцов показала, что наиболее интенсивно процессы разложения шли на начальном этапе (в течение первых 12 месяцев), затем скорость значительно снизилась. В процессе разложения растительных остатков в течение первого года, как правило, шла иммобилизация азота во всех исследуемых образцах растений. Однако к концу эксперимента фиксировали потери азота во всех образцах, за исключением Sphagnum fuscum, для которого установлено увеличение содержания азота на 5%. В результате минерализации органического вещества растительного опада снизилась зольность, также за исключением Sph. fuscum, для которого отмечено незначительное увеличение зольности (в 1,1 раза). В состав золы исследуемых растений входит ряд элементов – K, Ca, P, Mg, Al, Si, S, Fe и др., при этом наибольшую роль играют K и Ca. В процессе разложения произошло резкое снижение содержания калия (в 1,6–7,9 раз) и кальция (в 2,2–7,1 раз) во всех образцах, за исключением Sph. fuscum. Также для всех образцов характерно накопление железа, алюминия и кремния; содержание фосфора увеличивается во всех образцах, за исключением Sph. fuscum.

Заключение. В процессе разложения произошла потеря углерода во всех растительных остатках, при этом динамика потерь строго соответствовала снижению массы органического вещества; во всех образцах (за исключением Sph. fuscum) наблюдается вынос азота. Выявлено, что зольность растительных остатках снизилась в 1,2–1,9 раза, за исключением Sph. fuscum, для которого отмечено небольшое увеличение зольности, что может быть связано с накоплением зольных элементов в растительных остатках Sph. fuscum в сочетании с низкой скоростью потери массы органического вещества. В процессе разложения растительных остатков установлено выщелачивание калия, кальция и накопление Fe, Al, Si, P во всех исследуемых образцах. Таким образом, выявленные особенности динамики элементного состава растительных остатков позволили установить специфический ход разложения для каждого из основных видов растений торфообразователей сосново-кустарниково-сфагнового биогеоценоза Бакчарского болота.