Роль копытных в почвообразовательных процессах степей юго-востока Украины

УДК 599.6/.73:591.52

А. В. Домнич
Запорожский национальный университет, Запорожье, Украина

A. V. Domnich
Zaporizhzhya State University, Zaporizhzhya, Ukraine

Цель работы – выяснение роли твердых экскрементов копытных (они же вторичные метаболиты) в почвообразовательном процессе за 2009–2011 гг. на территории Азово-Сивашского национального природного парка (АСНПП), расположенного на территории Федотовой косы. Материал косы составляет в основном кварцевый песок, местами в составе наносов имеется галька, а к оконечности становится все больше ракушки. На конце косы она преобладает над песком, а на западной стороне косы можно встретить большие полосы чистой ракушки, в которой преобладает кардиум (Зенкович, 1958). Одной из задач было выяснение, в каком количестве привносят копытные органогены в почву, что вероятно, позволяет фитоценозу быстро восстанавливаться при чрезвычайно высокой плотности копытных (Домнич, 2012). Изучалось влияние экскрементов двух основных по численности видов копытных: олень благородный (Cervus elaphus L., 1758) и лань европейская (C. dama L., 1758). Для этого, кучи экскретов каждого вида копытного выложили в степной и луговой парцеллах (по 90 штук в каждую). Пробы почв отбирали непосредственно под экскрециями каждые 6 месяцев. Отбор проводили послойно, начиная с подстилки и далее с шагом в 5 см, до глубины в 20 см. По аналогичной схеме проводили отбор контрольных проб почвы. Все заборы проб – в трехкратной повторности. Подготовку проб (n = 492), доведение до воздушно-сухого веса и измельчение осуществляли в лаборатории биоресурсов ЗНУ. Измельчение проводили путем просеивания сквозь сито с ячеей 0,5 мм. Химический анализ азота (Аринушкина, 1970), проводили в Днепропетровском национальном университете им. Олеся Гончара, в комплексной лаборатории химии почв и воды. Всего выполнено 492 анализа почв.

Численность оленя на период исследований колебалась в пределах 908–1320 ос., плотность 139,7–203,1 ос./1000 га, лани – 1800–2450 ос., плотность 276,9–376,9 ос./1000 га.

Спустя полгода после выкладывания экскрементов по парцеллам (весной 2009 г.) концентрация азота под экскрементами оленя в степи составила 6,22 ± 0,02 (6,09–6,34), на лугу – 5,55 ± 0,04 (5,37–5,78) мг-экв/100 г почвы, с разницей между парцеллами в 10,7 %. Под экскрементами лани в степи его количество составляло 6,22 ± 0,02 (6,60–6,81), а на лугу – 5,86 ± 0,05 (5,71–6,30) мг-экв/100 г почвы, разница между парцеллами составила 12,0 %. Контрольные пробы показали следующее содержание азота: степь – 1,44 ± 0,07 (1,20–2,50), луг – 1,48 ± 0,05 (1,24–1,85) мг-экв/100 г почвы. Концентрация азота под влиянием экскре­ментов оленя, сравненительно с контролем, возросла за 6 месяцев в степи на 76,8 %, на лугу – на 73,3 %. Под влиянием лани в степи рост составил 38,6 %, на лугу – 48,1 %.

Осенью 2009 г., спустя 12 месяцев, концентрация азота в почве под влиянием оленя в степи составила 8,62 ± 0,13 (9,89–7,80), на лугу – 8,68 ± 0,17 (9,98–7,15) мг-экв/100 г почвы. Под экскрементами лани в степи – 8,85 ± 0,09 (9,45–8,10), на лугу – 8,74 ± 0,10 (9,67–8,10) мг-экв/100 г почвы. Сравнительно с предыдущим сезоном, количество азота под влиянием экскреций оленя возросло на 27,8 % в степи и на 36,0 % – на лугу. Экскременты лани увеличили концентрацию азота на 29,7 % в степи и на 32,9 % на лугу. Контроль показал концентрацию азота в степи 4,06 (4,0–4,11) мг-экв/100 г, что на 64,5 % больше чем весной. На лугу эта цифра составила 3,64 (3,30–3,90) мг-экв/100 г, что на 59,3 % превосходит весну. Предпологаем, что в первый год экскременты копытных весьма позитивно влияют на почву, в часности повышают концентрацию азота, который является одним из факторов интенсификации роста травянистой растительности. При их отсутствии общий запас не так значителен для данного типа почв.

В целом за 2009 г. общий запас азота увеличился к осени почти в два раза. Количество азота в почве под влиянием экскрементов увеличилось на 27,8–36,0 % под влиянием оленя и лани. Контрольные пробы почв также увеличили содержание азота по сравнению с весной на 59,3–64,5 %. Относительно весны, концентрация азота осенью выросла под экскрементами оленя в степи на 27,8 %, на лугу – на 36,0 %. Под влиянием эксрементов лани в степи количество азота возросло на 29,7 %, на лугу – на 32,9 % по сравнению с весной.

Весной 2010 г., под влиянием экскреций оленя в степи количество азота составляло 14,94 ± 0,05 (14,50–14,90), а на лугу – 14,11 ± 0,23 (12,89–14,11) мг-экв/100 г. Под экскре­ментами лани количество почвенного азота в степи равнялось 14,6 ± 0,13 (13,50–14,59), а на лугу – 15,71 ± 0,24 (13,70–15,71) мг-экв/100 г почвы. В степи запас азота в контроле составил 6,71 ± 0,02 (6,61–6,71), а на лугу – 5,72 ± 0,04 (5,46–5,72) мг-экв/100 г почвы, с разницей между парцеллами 14,7 %. Сравнивая контроль с экспериментальными площадками, видим что содержание азота под экскрециами оленя увеличилось на 55,0 % в степи и на 59,4 % на лугу, тогда как под влиянием лани – на 54,0 и 63,6 %, соответственно.

Спустя два года от начала эксперимента (осенью 2010 г.) количество азота в почве продолжало изменяться. Под влиянием экскрементов оленя в степи его количество равнялось 25,21 ± 0,29 (23,65–27,11), и уступало лугу на 25,0 %, где его концентрация составила 33,73 ± 0,54 (28,55–36,11) мг-экв/100 г почвы. Экскременты лани в степи изменили содержание азота в почве до 18,19 (16,41–19,91), что на 30,0 % уступало луговой парцелле, где концентрация равнялась 25,83 ± 1,05 (19,31–31,40) мг-экв/100 г почвы. Контрольные пробы в степи показали содержание азота 8,60 ± 0,04 (8,46–8,92), на лугу – 7,41 ± 0,08 (7,10–7,87) мг-экв/100 г почвы, разница контрольных парцелл оставила 13,8 %.

Обобщая изменения концентрации почвенного азота в весенне-осенний период 2010 г. отмечаем, что его запас на экспериментальных площадках увеличился в пределах 52,7–71,3 % сравнительно контролем. Контрольные показатели осенью также увеличились на 21,9 % в степи и 22,8 % на лугу. Осенью проявились четкие различия концентрации азота между парцеллами и видами экскрементов. Общая картина показывает явное и значительное увеличение запасов азота в почве к осени более чем в два раза по сравнению с весной, что связано, по нашему мнению, с отмиранием большого количества фитомассы и началом влажного сезона. Это приводит к интенсивному вымыванию азота из опавших растений и экскрементов в почву.

Весна 2011 г. показала следующие изменения количество азота в почве. Влияние экскрементов оленя в степи изменило его содержание до 12,57 ± 0,36 (11,80–15,31), на лугу – 12,40 ± 0,38 (11,58–15,28) мг-экв/100 г почвы. Луг уступает степи всего на 0,17 мг-экв/100 г. Под влиянием экскрементов лани в степи количество азота составило 12,47 ± 0,38 (14,86–11,74), а на лугу – 12,22 ± 1,34 (11,36–14,81) мг-экв/100 г почвы. Разница между парцеллами составила всего 2,0 %. Спустя 2,5 года после начала эксперимента разница по содержанию азота под экскрементами различных копытных практически не заметна. Контрольные пробы содержали 5,97 ± 0,06 (5,71–6,31) азота в степи при и 5,66 ± 0,03 (5,50–5,86) мг-экв/100 г почвы на лугу. Разница контролей луговой и степной парцелл составила 5,2 % или 0,31 мг. Контрольные пробы показывают, что под влиянием экскрементов оленя запас азота увеличился на 54,9 % в степи и на 54,3 % на лугу. Под влиянием лани эти показатели составили 51,8 и 53,7 %, соответственно. Различие по количеству привнесенного азота экскрементами оленя и лани, по нашему мнению, не существенны. Весной 2011 г., спустя 2,5 года после начала эксперимента, впервые зафиксировано понижение концентрации азота под экскрементами сравнительно с предыдущим сезонном. В степи под влиянием экскретов оленя снижение количества азота составило 50,1, на лугу – 63,2 %. Под влиянием экскрементов лани в степи спад концентрации азота относительно предыдущего сезона составил 31,8, на лугу – 52,7 %. Эти показатели весьма значительны и свидетельствуют, по нашему мнению, о частичном прекращении влияния твердых экскрементов на почву, в связи с полной или частичной их деструкцией.

Осенью 2011 г. концентрация азота под влиянием экскреций оленя в степи составила 8,87 ± 0,01 (8,76–8,97), а на лугу – 7,25 ± 0,04 (7,00–7,48) мг-экв/100 г почвы, с разницей 1,2 % между парцеллами. Под экскрементами лани, количество почвенного азота в степи составило 9,27 ± 0,01 (9,21–9,38), тогда как на лугу достигло 7,05 ± 0,01 (7,02–7,10) мг-экв/100 г почвы, разница между парцеллами составила 24,0 %. Контрольные пробы почвы имели следующие показатели: степь – 8,15 ± 0,03 (8,10–8,19), луг – 5,04 ± 0,03 (5,00–5,08) мг-экв/100 г почвы. Разница парцелл контрольных площадок составила 38,1 %. В этом сезоне различие между контролем и экспериментом не значительно. В степи концентрация азота превышает контрольные показатели всего на 8,1 % под экскрементами оленя и на 12,0 % под экскрементами лани. На лугу это различие составило 30,4 % под оленем и 28,5 % под ланью.

В 2011 году отмечаем, что весной на экспериментальных площадках зафиксирован запас азота, превосходящий осенний. Весенний период, по нашему мнению, превосходит осенний по следующим причинам: отсутствие чрезвычайно высокой солнечной активности и высоких температур воздуха, а впоследствии и почв, нормальные уровень увлажнения и количество осадков, влажность воздуха. Осенний период 2011 г. отличается уменьшением запаса азота по отношению к весне на экспериментальных площадках. Контрольные пробы показали возрастание запасов азота в почве осенью. Четко выраженное увеличение его произошло в степи, на лугу это не столь заметно.

Анализируя динамику азота в почве АСНПП за трехлетний период (2009–2011 гг.) отметим, что на экспериментальных площадках запас почвенного азота имел параболическую динамику. Парабола (концентрация азота) брала свое начало весной 2009 г. и нарастала до осени 2010 г., после чего шла на понижение до осени 2011 г. Общая динамика изменения запасов почвенного азота, показала постепенное его увеличение под экскрементами копытных в течении первых двух лет после выкладывания экскрементов. По прошествии двух лет и более, его запас начал резко уменьшаться (более чем на 50 % от максимально зафиксированного в первые два года) и к концу эксперимента практически (хотя и не везде) сравнялся с контрольными данными. Контрольные пробы почвы, также имели некие подвижки в концентрации в сторону возрастания, хотя эти изменения не идут в сравнение с экспериментальными площадками.

Непараметрический статистический анализ по формуле Колмогорова-Смирнова показал нормальность распределения выборки посезонно (весна – осень), z = –2,36 при p = 0,018 и по парцеллам (степь – луг), z = 2,4, при p = 0,001. Достоверность не была обнаружена при анализе данных, группируя их по видам (олень – лань), z = 1 при р = 0,25.


Zoocenosis — 2013
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІІ Міжнародної наукової конфе ренції. – Дніпропетровськ: Адверта, 2013. – С. 210-213.

Розповісти колегам:

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники