Целлюлозолитическая и протеолитическая активность осушаемых торфяных почв на фоне разных способов пескования

Исследования, выполненные на территории польдера «Макеевский мыс» в Рязанской Мещере, показали, что наиболее интенсивно биологическая активность проявляется в верхней части профиля осушенных торфяных почв до глубины 40—50 см [Зайдельман, Кожевин, Шваров, Павлова, Горленко, 2001].

На рис. 9.13 показано влияние смешанного и покровного пескования на целлюлозолитическую активность почвы в среднем за 4 года исследований. Внесение песка в торфяные почвы достоверно повысило их целлюлозолити­ческую активность до глубины 90 см практически во все сроки определений. В среднем по отношению к контролю (черной культуре) при доверительной вероятности 0,9 она составила на смешанном песковании 150, на покров­ном — 200% и более.

Процесс разложения целлюлозы в исследованных почвах вызывают как бактериальные, так и грибные организмы. Отличительной особенностью вариантов с внесением песка являлось интенсивное окрашивание экспони­рованной ткани продуктами микробного метаболизма.

В пахотных слоях установлена корреляция между целлюлозолитической активностью и накоплением свободных аминокислот на ткани. Коэффици­ент корреляции — 0,7—0,8.

Максимальная напряженность биологических процессов приурочена к концу мая — июню и к концу июля — началу августа. Последнее связано с высокими значениями температуры и влажности почвы в эти периоды.

Рис. 9.13. Среднедекадное разложение льняной ткани в слое 0-40 см в торфяной почве в условиях разных культур земледелия.

Благоприятные гидротермические условия оказали заметное влияние на био­логические процессы в почвах с внесенным песком. В конце мая — июне за 20 дней экспозиции разложение льняного полотна в слое 0—10 см на конт­роле не превышало 15%, на смешанном песковании оно достигло 30%, на покровном — 51%. Накопление свободных аминокислот составило соответ­ственно 76, 116, 262 мкг лейцина/г ткани. Протеолитическая активность, определенная по степени разложения желатины за 10 дней, составила соот­ветственно 41, 72, 96%. Интенсивная засуха в июле и уменьшение прогрева в августе способствовали подавлению биологических процессов во всех по­чвах. При этом исследованные показатели в верхних горизонтах почв с вне­сением песка опускались до контрольных величин (или ниже). Однако в нижних частях профиля различия с контролем, как правило, сохранялись. На покровном песковании это наблюдалось по всем показателям, на сме­шанном песковании — по протеолитической активности и накоплению сво­бодных аминокислот.

В целом полученные данные показали, что применение пескования в те­чение большей части вегетационного периода усиливало накопление амино­кислот и процессы разложения целлюлозы. При благоприятном сочетании высоких температур и достаточном увлажнении (конец мая — июнь) различия в целлюлозолитической активности могут увеличиться. Одновременно по срав­нению с контролем наблюдаются значительное повышение протеолитической активности и интенсивное накопление аминокислот до глубины 80 см.

Интенсивная целлюлозолитическая активность была обнаружена не толь­ко в поверхностных (0—30 см), но и в глубоких (30-50, 50—70, 70—90 см) слоях профиля. Как правило, это отчетливо можно наблюдать в условиях покровного пескования. Однако и на фоне смешанного пескования по срав­нению с контролем почти по всем срокам определений имели место длитель­ные периоды повышенной в 1,5—3,5 и более раз целлюлозолитической ак­тивности торфяных почв в зоне капиллярной каймы на глубинах 70—90 см.

При этом наблюдается высокая интенсивность разложения белка. Здесь на протяжении практически всего периода исследований протеолитическая активность с глубины 50 см, а суммарное накопление аминокислот — с глу­бины 70 см в несколько раз превышали контроль.

При создании на поверхности торфяной почвы слоя песка мощностью 14-16 см (покровное пескование) в течение большей части исследованного периода наблюдаются значительное (в 2—4 раза) увеличение целлюлозолити­ческой активности и накопление свободных аминокислот во всем профиле (до глубины 90 см). В отдельные периоды различия с контролем увеличива­лись до 500%.

Протеолитическая активность пахотного слоя в целом близка (а в от­дельные периоды меньше) контроля. По-видимому, это связано с очень низ­ким содержанием органического вещества в данном слое, где зольность до­стигает 90—96%. Однако, как и при смешанном песковании, в нижних горизонтах усиление протеолиза достоверно фиксируется в течение всего исследованного периода.

Таким образом, смешанное и покровное пескование оказывают боль­шое влияние на биохимические процессы в торфяных почвах, в частности на их целлюлозолитическую и протеолитическую активности.

9.2.4.2.