Перенос и аккумуляция биофильных элементов в пастбищных экосистемах Северного Прикаспия

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Оценены масштаб и последствия переноса биофильных элементов из пастбищных экосистем на овцеводческие фермы в глинистой полупустыне Северного Прикаспия при принятом в регионе способе пастбищного животноводства на примере Степновского поселения Палласовского района Волгоградской области. Для расчетов использованы данные по химическому составу растений доминантов и фекалий овец, средние многолетние значения продуктивности фитоценозов, сведения о норме потребления подножного корма животными и т.д. Исследованы почвы пастбищ и заповедного участка, а также почвы на овцеводческой ферме. С 1 га пастбищ (15% территории) за 6 мес. пастбищного сезона переносится на фермы (0.1% территории) не менее 17 т С, 600 кг Са, 260 кг N, 100 кг Mg, 50 кг K, 40 кг P и 1 кг S. Многолетние запасы помета на фермах, более 1 тыс. т в рассматриваемом примере, практически исключаются из круговорота в ландшафте. Занимающие незначительные площади почвы ферм обогащаются С, N, Р и К. Относительно почв заповедного участка запасы водорастворимого К увеличиваются в слое 0–30 см на 2 порядка, обменного К – до 12–16 раз, С – до 8 раз, N – до 3 раз, подвижного Р – до 2 раз. В пастбищных лугово-каштановых почвах обнаружено уменьшение содержания С в 1.3 раза, обменных форм К в 1.6 раза относительно почв заповедного участка, в солонцах на пастбищах уменьшения концентрации элементов не отмечено. Отсутствие статистически значимых различий в запасах биофильных элементов между пастбищными почвами и почвами заповедного участка частично объясняется увеличением плотности почвы на 0.08 г/см3 в слое 0–50 см пастбищных почв. При существующем методе ведения хозяйства необходим контроль за балансом биофильных элементов в пастбищных почвах.

Об авторах

Н. Ю. Кулакова

Институт лесоведения РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: nkulakova@mail.ru
Россия, 143030, Московская область, с. Успенское, ул. Советская, 21

Г. Г. Суворов

Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН

Email: nkulakova@mail.ru
Россия, 119071, Москва, Ленинский пр-т, 33

Список литературы

  1. Абатуров Б.Д. Пастбищный тип функционирования степных и пустынных экосистем // Успехи современной биологии. 2006. Т. 126. № 5. С. 435–448.
  2. Абатуров Б.Д. Плотность почвы как фактор формирования микрорельефа в полупустыне Cеверного Прикаспия // Почвоведение. 2007. № 7. С. 831–837.
  3. Абатуров Б.Д. Роль млекопитающих в минерализации растительной органики // 2-й съезд Всесоюзного Териологического общества. Пленарные доклады. М., 1979. С. 3–13.
  4. Абатуров Б.Д. Экологические последствия пастьбы копытных млекопитающих для экосистем полупустыни // Экологические процессы в аридных экосистемах. XIX чтения памяти академика В.Н. Сукачева. М.: РАСХН, 2001. С. 57–83.
  5. Абатуров Б.Д., Дмитриев И.А., Жаргалсайхан Л., Омаров К.З. Утилизация фитомассы и отложение экскрементов копытными млекопитающими на степных пастбищах Восточной Монголии // Известия Российской академии наук. Сер. биол. 2008. № 3. С. 350–359.
  6. Абатуров Б.Д., Нухимовская Ю.Д. Опыт количественной оценки продукции надземной фитомассы и ее составляющих на степном пастбище // Аридные экосистемы. 2013. Т. 19. № 4(57). С. 14–22.
  7. Абатуров Б.Д., Нухимовская Ю.Д. Природная зональность продуктивности комплексной растительности на постхвалынской равнине Северного Прикаспия // Успехи современной биологии. 2018. Т. 138. № 2. С. 208–217. https://doi.org/10.7868/S0042132418020096
  8. Абатуров Б.Д., Нухимовская Ю.Д., Кулакова Н.Ю. Первичная продуктивность степных растительных сообществ в комплексной полупустыне Северного Прикаспия // Успехи современной биологии. 2016. Т. 136. № 5. С. 438–448.
  9. Багринцева В.Н. Питание зерновых колосовых культур на каштановых почвах Ставрополья. М.: Международный институт питания растений, 2015. 111 с.
  10. Воробьева Л.А. Химический анализ почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1998. 272 с.
  11. Габченко М.В. Дистанционный мониторинг землепользования природоохранных объектов (на примере Джаныбекского стационара) // Аридные экосистемы. 2004. Т. 10. № 21. С. 57–61.
  12. Кулакова Н.Ю. Особенности круговорота биофильных элементов в подстилках экосистем полупустыни Северного Прикаспия // Почвоведение. 2020. № 11. С. 1341–1352. https://doi.org/10.31857/S0032180X20110076
  13. Кулакова Н.Ю., Абатуров Б.Д., Нухимовская Ю.Д. Элементы круговорота С и N в природных и антропогенных экосистемах полупустыни Северного Прикаспия // Аридные экосистемы. 2017. Т. 23. № 1(70). С. 439–448.
  14. Кулик К.Н., Петров В.И., Юферев В.Г., Ткаченко Н.А., Шинкаренко С.С. Геоинформационный анализ опустынивания Северо-западного Прикаспия // Аридные экосистемы. 2020. № 2(83).https://doi.org/10.24411/1993-3916-2020-10091
  15. Оловянникова И.Н., Сиземская М.Л., Сапанов М.К., Максимюк Г.П., Соколова Т.А., Базыкина Г.С. Повышение продуктивности полупустынных земель Северного Прикаспия. М.: МАИК “Наука/Интерпериодика”, 1989. 198 с.
  16. Роде А.А., Польский М.Н. Почвы Джаныбекского стационара, их морфологическое строение, механический и химический состав и физические свойства // Тр. Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева. М.: АН СССР, 1961. Т. 56. С. 3–214.
  17. Родин Л.Е., Базилевич Н.И. Динамика органического вещества и биологический круговорот зольных элементов и азота в основных типах растительности земного шара. М.–Л.: Наука, 1965. 253 с.
  18. Сапанов М.К. Особенности и экологические последствия потепления климата в полупустыне Северного Прикаспия // Поволжский экологический журнал. 2021. № 1. С. 64–78. https://doi.org/10.35885/1684-7318-2021-1-64-78
  19. Сапанов М.К. Экологические последствия потепления климата в Северном Прикаспии // Аридные экосистемы. 2018. Т. 24. № 1(74). С 20–31. https://doi.org/10.24411/1993-3916-2018-00003
  20. Сапанов М.К., Сиземская М.Л. Изменение климата и динамика целинной растительности в Северном Прикаспии // Поволжский экологический журн. 2015. № 3. С. 307–320.
  21. Сапанов М.К., Сиземская М.Л., Ахмеденов К.М. Этапы освоения и современное использование засушливых земель Северного Прикаспия // Аридные экосистемы. 2015. Т. 21. № 3(64). С. 84–91.
  22. Сапаров А.С., Сулейменов Б.У. Состояние и перспективы исследований в длительных опытах с удобрениями в Казахстане // Плодородие. 2014. № 5(80). С. 9–11.
  23. Сиземская М.Л. Современная природно-антропогенная трансформация почв полупустыни Северного Прикаспия. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2013. 276 с.
  24. Сиземская М.Л., Елекешева М.М., Сапанов М.К. Формирование лесных биогеоценозов на нарушенных землях Северного Прикаспия // Поволжский экологический журн. 2020. № 1. С. 86–98. https://doi.org/10.35885/1684-7318-2020-1-86-98
  25. Соколова Т.А. Калийное состояние почв, методы его оценки и пути оптимизации. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1987. 48 с.
  26. Хитров Н.Б. Связь почв солонцового комплекса Северного Прикаспия с микрорельефом // Почвоведение. 2005. № 3. С. 271–284.
  27. Bakker E.S. et al. Impact of herbivores on nitrogen cycling: contrasting effects of small and large species // Oecologia. 2004. V. 138. № 1. P. 91–101. https://doi.org/10.1007/s00442-003-1402-5
  28. Berg B., McClaugherty C. Decomposition, humus formation, carbon sequestration. Plant litter. Springer: Berlin Heidelberg, 2008. 264 p.
  29. Betteridge K., Costall D., Balladur S., Upsdell M., Umemura K. Urine distribution and grazing behaviour of female sheep and cattle grazing a steep New Zealand hill pasture // Animal Production Science. 2010. V. 50(6). P. 624–629. https://doi.org/10.1071/AN09201
  30. Brandt L.A., Bohnet C., King J.Y. Photochemically induced carbon dioxide production as a mechanism for carbon loss from plant litter in arid ecosystems // J. Geophys. Res.: Biogeosci. 2009. V. 114. № G2. P. 1–13. https://doi.org/10.1029/2008JG000772
  31. Greenwood K.L., McKenzie B.M. Grazing effects on soil physical properties and the consequences for pastures: a review // Australian J. Experimental Agriculture. 2001. V. 41. № 8. Р. 1231–1250. https://doi.org/10.1071/EA00102
  32. Khomutova T.E. et al. Influence of grazing on the structure and biological activity of dry steppe soils of the southern Russian Plain // Land Degradation & Development. 2021. V. 32. № 17. Р. 4832–4844. https://doi.org/10.1002/ldr.4032
  33. McSherry M.E., Ritchie M.E. Effects of grazing on grassland soil carbon: a global review // Global change biology. 2013. V. 19. № 5. Р. 1347–1357. https://doi.org/10.1111/gcb.12144
  34. Morton J., Baird B. Spatial distribution of dung patches under sheep grazing // New Zealand J. Agricultural Research. 1990. V. 33. P. 285–294. https://doi.org/10.1080/00288233.1990.10428421
  35. Pulido M.V., Schnabel S., Contador J.F.L., Lozano-Parra J. The impact of heavy grazing on soil quality and pasture production in rangelands of SW Spain // Land Degradation & Development. 2018. V. 29(2). P. 219–230. https://doi.org/10.1002/ldr.2501
  36. Raiesi F., Asadi E. Soil microbial activity and litter turnover in native grazed and ungrazed rangelands in a semiarid ecosystem // Biology and Fertility of Soils. 2006. V. 43. № 1. P. 76–82. https://doi.org/10.1007/s00374-005-0066-1
  37. Sanjari G. et al. Comparing the effects of continuous and time-controlled grazing systems on soil characteristics in Southeast Queensland // Soil Research. 2008. V. 46(4). P. 348–358. https://doi.org/10.1071/SR07220
  38. Steffens M., Koelbl A., Totsche K.U., Kögel-Knabner I. Grazing effects on soil chemical and physical properties in a semiarid steppe of Inner Mongolia (PR China) // Geoderma. 2008. V. 143. № 1–2. P. 63–72. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2007.09.004
  39. Sun Yu., Schleus P.-M., Pausch J., Xu X., Kuzyakov Ya. Nitrogen pools and cycles in Tibetan Kobresia pastures depending on grazing // Biology and Fertility of Soils. 2018. V. 54. P. 569–581. https://doi.org/10.1007/s00374-018-1280-y
  40. Wienhold B.J., Hendrickson J.R., Karn J.F. Pasture Management Influences on Soil Properties // J. Soil and Water Conservation. 2001. V. 56. № 1. P. 27–31.
  41. Xun W., Yan R., Ren Y., Jin D., Xiong W., Zhang G., Cui Z., Xin X. Grazing-induced microbiome alterations drive soil organic carbon turnover and productivity in meadow steppe // Microbiome. 2018. V. 6. № 1. P. 1–13. https://doi.org/10.1186/s40168-018-0544-y
  42. Yan H., Cao M., Liu J., Tao B. Potential and sustainability for carbon sequestration with improved soil management in agricultural soils of China // Agriculture, ecosystems & environment. 2007. V. 121. № 4. P. 325–335. https://doi.org/10.1016/j.agee.2006.11.008
  43. Zhang M., Li X., Wang H., Huang Q. Comprehensive analysis of grazing intensity impacts soil organic carbon: a case study in typical steppe of Inner Mongolia, China // Applied Soil Ecology. 2018. V. 129. P. 1–12. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2018.03.008

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (2MB)
Метаданные
3.

Скачать (166KB)
Метаданные
4.

Скачать (114KB)
Метаданные

© Н.Ю. Кулакова, Г.Г. Суворов, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах