Биокинетический цикл азота в системе почва - удобрение - растение в условиях Забайкалья (стр. 6 )

Таблица 14. Потенциал (N0) и константа (k) скорости минерализации

органического азота сезонномерзлотных и мерзлотной почв, см

Параметры оценки	Каштановая, n = 11	Чернозем южный, n = 7	Серая лесная, n = 8	Лугово-черно - земная, n = 8
Без удобрений
N0	мг / 100 г	2.98 ± 0.73	3.69 ± 0.82	3.69 ± 0.93	6.16 ± 1.28
% N общий	2.17	1.15	2.19	1.42
k, год -1	0.355	0.380	0.344	0.291
NPK
N0	мг / 100 г	1.14 ± 0.03	0.76 ± 0.08	0.54 ± 0.07	0.34 ± 0.10
% N общий	0.83	0.24	0.31	0.08
k, год -1	0.148	0.121	0.148	0.053

Отмеченное подтверждается также и периодом, в течение которого следует ожидать снижения интенсивности процесса наполовину (полураспад). Рассчитано, что время этого ожидания (Т0.5), независимо от вариантов и азотного фон-

да, в сезонномерзлотных (6 лет) и мерзлотной (15 лет) почвах наступает значительно позднее, чем в почвах европейской части. В результате незначительная величина N0, продолжительный период полураспада и низкая кинетика минерализации отражают слабую оборачиваемость органического азота в цикле внутрипочвенных превращений.

Современные подходы к диагностике азотминерализующего потенциала почв (N0) базируются на оценках активности почвенной микрофлоры и участия гидротермических факторов (Кутузова и др.,1998;Звягинцев и др.,2005;Кузнецова и др.,2006;Семенов и др., 2006,2007;Mitchell et al., 2000;Delin, Linden,2002;Yang,

Shen,2002;Akasaka et al.,2003). В этом представлении как правило прибегают к построению различных моделей с вычленением постоянной величины типа Q10 (Stanford, 1976;Башкин,1987) или констант (k) скорости и участия абиотических признаков по видоизмененному уравнению Аррениуса (Kowalenko, Cameron,

1976;Stenger et al.,1995) и констант Михаэлиса-Ментен (Vmax), характеризующие активность минерализации (Семенов и др.,2007;Вранова и др.,2009).

Активность почвенной микрофлоры. Среди изученных почв наименьшей активностью в минерализации органических соединений азота отличалась микрофлора каштановых почв, константа (k) участия которой возрастала, но обеспечивала не более 73% N0 в отсутствии различий между микроорганизмами на варианте без удобрений (табл.15). При внесении удобрений наибольшую активность проявляли актиномицеты, тогда как активность грибов и бактерий на МПА была слабой.

Таблица 15. Константа (k) участия почвенных микроорганизмов

в азотминерализующем потенциале почв (N0), % от фактического

Микро- флора почв	Вариант	Каштановая, n = 11	Серая лесная, n = 8	Лугово-черно- земная, n = 8
k, год	%	k, год -1	%	k, год -1	%
Грибы	контроль	0.006	67.9	0.104*	22.3	0.004	123.9
NРК	0.031	38.8	0.046*	55.0	0.001	112.0
Бактерии на МПА	контроль	0.035	72.6	0.080	90.2	0.063	131.4
NРК	0.062	14.4	0.104*	128.8	0.045	137.0
Актино- мицеты	контроль	0.112	60.6	1.286	174.2	0.073	164.8
NРК	0.081	72.2	0.592	512.8	0.026	126.4

Примечание: * константа (k) участия возрастала (в год)

В серых лесных почвах характер и величина участия почвенной микрофлоры складывалась иначе. На варианте без удобрений формирование величины N0 полностью обеспечивалось активностью актиномицетов, бактериями на МПА - не более 90%, а по грибам - слабо, хотя константа их участия возрастала. Внесение удобрений сопровождалось ростом активности микроорганизмов, обеспечивая полное их участие и усилении более чем вдвое активности грибов при изменении характера участия бактерий на МПА в направлении возрастания. Отсюда, при сопоставимой численности основных групп почвенных микроорганизмов каштановых и серых лесных почв их участие в минерализации органического азота серой лесной почвы выше вследствие менее жестких гидротермических режимов. Их жизнедеятельность способствует большему накоплению доступного азота при высоком участии актиномицетов, меньшем - бактерий на МПА и слабом грибов. Именно эта последовательность в минерализации органических соединений почв является общепризнанной (Мишустин,1972;

Бабьева, Зенова,1989;Звягинцев и др.,2005).

Наибольшей активностью отличалась микрофлора лугово-черноземных почв: каждая группа самостоятельно обеспечивала процесс азотминерализации при общем характер снижения их участия. Следовательно, высокие параметры азотного фонда этих почв обусловливают повышенный потенциал минерализации. Вклад каждой из групп почвенных микроорганизмов в результативный признак (N0) был неодинаковым: превалировала активность актиномицетов.

Кинетическое участие абиотических и биотических факторов. Несмотря на разное участие биотических факторов в минерализацию органического азота почв (N0) удалось найти принципиально общий знаменатель в виде констант участия (k), которые могут выступать в качестве критериев диагностики N0 даже более, чем некоторые постоянные величины (Stanford, Smith,1972;Stanford et al.,1974;Башкин,1987).

Рассчитанные константы (k) позволили вычленить участие биотических и абиотических факторов, как отдельно, так и в их совокупности (табл.16). В этой оценке не по всем признакам константа (k) их участия превышала константу (k) скорости процесса и при меньших ее величинах кинетически не обеспечивала величину N0.

Таблица 16. Кинетическое участие (k) микрофлоры почв и гидротермических

показателей в кинетику (k) минерализации органического азота почв (N0)

Показатели	Каштановая, n = 11	Серая лесная, n = 8	Лугово-черно- земная, n = 8
контроль	NРК	контроль	NРК	контроль	NРК
Константа (k) скорости минерализации органического азота
k, год -1	0.355	0.148	0.344	0.148	0.291	0.053
Константа (k) участия гидротермических показателей
Осадки, мм	0.001 год	0.001 год	0.003 год	0.002 год	0.011 год	0.002 год
t почвы, °C	0.065 год-1	0.072 год -1	0.163 год -1	0.151 год -1	0.025год -1	0.010 год -1
Константа (k) участия почвенных микроорганизмов
Грибы	0.006 год	0.031 год	0.104 год	0.046 год	0.004 год -1	0.001 год -1
Бактерии на МПА	0.035 год	0.062 год	0.080 год -1	0.104 год	0.063 год -1	0.045 год -1
Актино- мицеты	0.112 год	0.081 год	1.286 год -1	0.592 год -1	0.073 год -1	0.026 год -1

Анализ выведенных констант (k) участия позволил выявить, что на каштановых почвах ни один из признаков кинетически не мог полностью обеспечивать течение этого процесса. Наибольшая константа (k) участия принадлежала актиномицетам, доля которых достигала на варианте без удобрений 30%, а при внесении удобрений - 50% от кинетики процесса. Причем в последнем, совместная константа (k) их участия с бактериями МПА или с температурами почвы обеспечивали этот процесс, так как совместная константа (k) их участия превышала константу (k) скорости азотминерализующего потенциала. Схожая ситуация выявлена по грибам и бактериям МПА с участием температур почвы.