Ученые выяснили, что водная эрозия – разрушение почвы под действием обильных осадков и из-за избыточного орошения – до 14% органических веществ, обеспечивающих плодородие почвы и помогают ей сохранять свою структуру, в частности рыхлость и размер частиц при увлажнении. Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Agronomy.
Ученые из института имени В.В. Докучаева (Москва) и МГУ имени М.В. Ломоносова (Москва) оценили влияние водной эрозии на химический состав и структурные характеристики почвы. Для этого авторы нашли на территории Курской области неразрушенные (неэродированные) участки почв, а также территории, в разной степени подвергнутые разрушению – слабо- и среднеэродированные черноземы.
- Неразрушенные почвы располагались на водоразделе (в самой верхней точке склона), где даже при обильных осадках вода медленно стекала вниз и практически не повреждала почву.
- Слабоэродированные черноземы находились ниже – в верхней части склона, где сток был интенсивнее и сильнее воздействовал на почву.
- Среднеэродированные черноземы располагались в средней части склона.
Исследователи взяли образцы почв каждого типа и проанализировали их структуру (размер почвенных агрегатов) и состав органического вещества.
Анализ показал, что черноземы преимущественно состоят из небольших почвенных частиц (агрегатов) величиной 1–2 мм, однако в среднеэродированных почвах оказывается в два раза больше крупных (превышающих 1 см в диаметре) комков. Кроме того, по мере разрушения почвы в ней уменьшается количество сгустков гумуса (перегноя) – основного органического вещества почвы и важнейшей составляющей ее плодородия.
Так, в среднеэродированном черноземе органического вещества оказалось на 14% меньше, чем в неразрушенном.
Затем авторы сравнили химический состав органических веществ в исследуемых черноземах методом пиролиза, при котором почву сжигают и по полученным в результате остаткам – пиролизатам – оценивают, какие исходные соединения были в образце. Таким способом исследователям удалось обнаружить липиды (жиры), лигнины (компоненты древесины), аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты, аминосахара и другие азотсодержащие соединения, поступающие в почву с отмершими растениями и останками животных.
Испытания также показали, что в процессе эрозии углеводы легко вымываются и переносятся в низины, тогда как азотсодержащие соединения и липиды остаются выше на склонах.
«Органическое вещество важно не только для плодородия, но и для водоустойчивости почв – их способности сохранять структуру под действием влаги. Поэтому его потеря в результате эрозии способствует ускоренной деградации. В дальнейшем мы планируем подробнее изучить, как разные компоненты органического вещества эродированных почв влияют на ее водоустойчивость».
Оксана Плотникова - кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории минералогии и микроморфологии почв Почвенного института имени В.В. Докучаева.
