Географы изучили распределение калия и фосфора в почвах залежей

Фосфор и калий являются важнейшими элементами минерального питания растений. В Нечерноземье для того, чтобы получать высокие урожаи сельхозпродукции, необходимо постоянно вносить эти макроэлементы с удобрениями. Ученые географического факультета МГУ с коллегами из ЦЭПЛ РАН и Тяньцзиньского университета Китая изучили, как меняется содержание и вертикальное распределение доступных растениям форм фосфора и калия в почвах после выведения из сельскохозяйственного оборота. Результаты исследования, поддержанного Российским научным фондом (грант № 21-74-20171-П), опубликованы в журнале «Forests» (Q1). 

Почвы разных стадий восстановления сосняков и ельников в Смоленском Поозерье. Фото И.Н. Семенкова

Исследование проводилось в национальном парке «Смоленское Поозерье». Здесь, на северо-западе Смоленской области, на протяжении ХХ века постепенно сокращались площади распахиваемых земель. В результате естественных сукцессий на значительной части заброшенных сельскохозяйственных угодий наблюдается восстановление леса с преобладанием сосны и ели. При этом сосна заселяет участки с супесчаными, самыми сухими и обедненными элементами питания почвами. Ель появляется на более богатых и увлажненных супесчаных или легкосуглинистых почвах.

В пределах национального парка «Смоленское Поозерье» ученые выбрали 45 участков, характеризующих 7 стадий восстановления сосновых и еловых лесов (сосновая и еловая хроносерии). Пашни и молодые залежные луга рассматривались как начальные стадии: 0 и 1 соответственно, а старовозрастные участки леса, которые оставались нетронутыми в течение более 100 лет, были приняты за конечную, шестую стадию. На каждом участке было заложено по одному почвенному разрезу, из которых суммарно отобрано 366 почвенных проб. 

«Исследование показало, что в условиях Смоленского Поозерья с избыточным увлажнением и почвами легкого гранулометрического состава содержание фосфора и калия в гумусовом горизонте почв постепенно снижается от начальных стадий (агроценозов и залежных лугов) к заключительным (старовозрастные хвойные леса). Это происходит из-за прекращения внесения удобрений, изменения состава растительного опада и выноса элементов с осадками. Наиболее ярко это проявляется  в  верхнем слое почвы 0-5 см», — рассказал  магистрант географического факультета МГУ Павел Чеченков.

На распределение фосфора и калия в почвенном профиле существенное влияние оказывают тип леса, стадия сукцессии и особенности почвы. «Фосфор, входящий в состав почвенных анионов, выносится более интенсивно, чем образующий катионы калий. На начальных стадиях сукцессий фосфор показывает повышенное содержание в пахотном и старопахотном горизонтах относительно нижележащих слоев почвы. Через 10-30 лет после прекращения распашки это распределение сменяется равномерным вертикальным. В дальнейшем формируется регрессивная дифференциация, когда гумусовый горизонт обеднен фосфором относительно минеральных горизонтов, залегающих ниже», — поделилась  младший научный сотрудник географического факультета МГУ Полина Енчилик.

Распределение доступного калия более стабильно на разных стадиях сукцессии и больше зависит от типа леса и щелочно-кислотной реакции почвы. После прекращения распашки содержание подвижных форм калия постепенно снижается, сохраняя при этом поверхностно-аккумулятивный тип дифференциации.  

«В нашей работе дается оценка факторов, определяющих вынос калия и фосфора из почв, выведенных из сельхозоборота. Полученные результаты будут полезны при выборе дальнейшего пути использования постагрогенных территорий: целесообразнее возобновлять на них распашку или планировать лесовосстановительные работы. Кроме того, полученные данные могут быть использованы для  моделирования выноса биогенных элементов в поверхностные и грунтовые воды»,  — резюмировал руководитель проекта, старший научный сотрудник географического факультета МГУ Иван Семенков.

Информация и фото предоставлены пресс-службой МГУ