Почвовед РУДН узнал, как плантации хвойных деревьев cохраняют баланс азота в почве
Лесные плантации помогают смягчить последствия глобального потепления, поглощая углекислый газ. Однако леса в основном не удобряют, поэтому недостаток питательных веществ, в том числе азота, становится причиной низкой продуктивности лесных плантаций. Куннингамия Cunninghamia lanceolata — хвойное дерево семейства кипарисовых, растет в Китае, Вьетнаме и Лаосе и ценится за мягкую и долговечную древесину. Почвовед из РУДН изучил круговорот азота на плантациях куннингамий и выяснил, что эти экосистемы способны самостоятельно регулировать круговорот азота и создавать благоприятные условия для своего роста.
«Недостаток азота в почве часто ограничивает продуктивность лесов, особенно на плантациях. Чтобы исследовать динамику азота в почве и последствия его накопления или потерь в экосистеме, мы изучили почвы плантаций куннингамии разных возрастов», — доктор биологических наук Яков Кузяков, руководитель Центра математического моделирования и прогнозирования устойчивых экосистем Аграрно-технологического института РУДН.
Почвоведы взяли образцы почвы с плантаций провинции Хунань на юго-востоке Китая. Возраст плантаций — 3, 16, 25, 32 и более 80 лет, образцы взяли на глубине 0-5 см и 5-15 см. Исследователи измерили общее содержание азота в почве и по отдельности в подсистемах — в составе органики, в микробной биомассе, а также в составе нитратов и аммония. Почвоведы рассчитали, сколько азота деревья накапливают за год, сколько сбрасывают с листвой, а также сколько азота из опавших частей растений высвобождают микроорганизмы.
Самая большая разница в этих параметрах наблюдалась в верхнем слое почвы. Общее содержание элемента и его количество в растворенной органической форме возрастало от трехлетних к восьмидесятилетним образцам — от 3,5 до 6,5 г/кг. Содержание азота в микробной биомассе увеличилось с 206 мг/кг до 327 мг/кг в первые 25 лет, а затем уровень стабилизировался. Количество аммония резко возрастало с 3 по 16 год жизни плантаций c 10 до 30 мг на кг, а количество нитратов постепенно увеличивалось в течение всех 80 лет с 5 до 60 мг на кг.
Почвоведы выяснили, что дефицит азота или, наоборот, его активное возвращение в почву зависят от возраста плантаций. Молодые саженцы впитывают элемент, необходимый им для роста, тогда как от «взрослых» деревьев образуется больше опавших иголок и веток, которые «возвращают» азот. Взрослые деревья тянутся вверх уже не так быстро, потребляют азот медленнее, поэтому он накапливается в верхних слоях почвы. Это делает элемент доступным для микробного сообщества.
«С возрастом плантаций доступность азота в почве увеличивается, а круговорот азота в экосистеме ускоряется. Это означает, что в экосистеме есть механизм саморегуляции, благодаря которому куннингамии постепенно создают себе более комфортные условия для роста и развития», — доктор биологических наук Яков Кузяков, руководитель Центра математического моделирования и прогнозирования устойчивых экосистем Аграрно-технологического института РУДН.
Результаты опубликованы в журнале Forest Ecology and Management.
Исследование молодых ученых МИ РУДН — лучшее среди устных выступлений в секции «Молекулярная медицина» на XX Международной (XXIX Всероссийской) Пироговской научной медицинской конференции студентов и молодых ученых.
Научный коллектив РУДН выиграл грант на реализацию своего проекта. Финансирование стало возможно благодаря конкурсу на выполнение НИР/НИОКР научными коллективами под руководством молодых ученых.
РУДН провел конкурс на выполнение НИР/НИОКР научными коллективами под руководством молодых ученых. Гранты на реализацию получили три проекта.