Разложение фитомассы борщевика Сосновского

Введение

Гигантские борщевики приурочены к плодородным почвам, характеризуются значительным выносом элементов минерального питания. Растения могут формировать высокопродуктивные агрофитоценозы. Отмечено, что урожай зеленой массы борщевика Сосновского за два укоса был не ниже 1700 ц зелёной массы/га (Коюшев, Гавринцева, 1980).  В последние 20 лет, когда исчезла потребность отчуждать надземную часть растений для силосования, фитомасса гигантского борщевика подвергалась естественной деструкции, обеспечивая биогенными элементами заросли растений.

Разложение подстилки создает один из крупнейших потоков в глобальном наземном цикле углерода (Djukic, 2016 — в переводе Е.А. Давыдова). Процесс разложения органического вещества и его последующая минерализация тесно связаны с почвенной биотой, активность которой определяют погодные условия, соотношение основных биогенных элементов (С, N, P), физико-химические свойства почвы и ряд других параметров почвенной среды (Свирскене, 2003; Благодатская, Пампура, Богомолова, 2003; Минкина, 2005; Русанов, Анилова, 2009; Семенова, Ильбулова, Суюндуков, 2011 и др.; Гордеева, 2017).

Исследования биологических свойств почв под зарослями борщевика Сосновского указывают, на перестройку сообщества почвенных нематод (Матвеева и др., 2015), изменение таксономического состава и численность в почвах дрожжевых сообществ (Глушакова и др., 2015), актиномицетных комплексов (Товстик и др., 2018а), эколого-трофических групп микроорганизмов (Товстик и др., 2018б).

 

Цель работы — изучить фитомассу и темпы ее разложения в моновидовых зарослях борщевика Сосновского в условиях подзоны средней тайги Республики Коми.

Задачи:

1) Определить фитомассу моновидовых зарослей борщевика Сосновского в условиях инвазии

2) Оценить темпы разложения растительных остатков в зарослях борщевика Сосновского и выявить факторы, влияющие на данный показатель (определение потенциальной и актуальной скорости разложения остатков)

3) Изучить численность основных эколого-трофических и физиологических групп почвенных микроорганизмов и охарактеризовать функциональную структуру микробиоценозов в зарослях борщевика Сосновского

4) Оценить участие деструкционного микробиологического комплекса в разложении растительных остатков моновидовых зарослей борщевика Сосновского.

 

Локация:

Лабораторные опыты планируем проводить на кафедре биологии Института естественных наук Сыктывкарского государственного университета им. Питирима Сорокина. Полевые исследования — на экспериментальном участке Института биологии Коми НЦ УрО РАН.

 

Исполнители:

Смотрина Юлия Алексеевна (магистр 1 курса ИЕН СыктГУ).

Захожий И.Г., Далькэ И.В. (Институт биологии Коми НЦ УрО РАН)

 

Методика:

Для разработки  экспериментов и обора проб использовали публикации:

 

Материалы и оборудование:

  • Термостат электрический суховоздушный ТС-1/20 СПУ (Россия).
  • Сушильный  шкаф Binder (Германия).
  • Набор сит.
  • Ступка, пестик, мельница для измельчения проб.
  • Чашки Петри.
  • Почвенные и растительные образцы.

Ход работы:

  • 6, 12 и 18 ноября 2019 г. В окрестностях г. Сыктывкара были собраны образцы почв пахотного горизонта (0-20 см) с двух участков. На первом, заброшенном после сельскохозяйственного использования, участке были заросли борщевика Сосновского (опыт). Второй участок был свободен от зарослей борщевика, но был занят луговой растительностью (контроль). Также мы собрали растительный опад и подземную часть борщевика Сосновского. Сбор материала проводили параллельно с закладной термологгеров для проекта «Мороз 2020». Фото и подробное описание работы по ссылке.
  • 18 ноября 2019 г. Образцы почв и опада растений были перевезены на кафедру ботаники ИЕН (СыктГУ). Далее мы приступили к оценке того, как провести опыт. Прикинуть количество биологических
    повторностей, размеры мешочков, решить насколько следует измельчить растительный материал… Следует попробовать «зарядить» пару чашек Петри на 2-3 дня в термостат и
    посмотреть что получится.
  • 20 ноября 2019 г. Пробоподготовка растительного материала для формирования «капроновых пакетов» и оценки потенциальной скорости разложения органики.  Образцы подземной части растений (корни и стеблекорень борщевика Сосновского) высушили, измельчили и просеяли через два сита (2 мм и 0.25 мм) (Захожий И.Г.).

 

 

 

 

  • 25-26 ноября 2019 г.  Подготовка растительного материала. Измельчение листьев (вручную), стеблей растений (в мельнице) (ИЕН СыктГУ, Смотрина Ю.А.)
  • 26 ноября 2019 г. пробный запуск термостата ТС-1/20 СПУ (Россия) и сушильного шкафа Binder (Германия). Температура в термостате и в сушильном шкафу в течение дня варьировала от 28.0 до 28.1 градуса Цельсия (ИЕН СыктГУ, Смотрина Ю.А.).

 

 

  • 29 ноября 2019 г.  Пробная экспозиция проб в термостате. Тестирование образцов растительного материала (листья, побеги, корни) в чашках Петри в термостате при 28 градусов Цельсия. В каждую чашку Петри закладывали слоями = 25 г влажной почвы + 2 г сухого растительного материала+ 25 г почвы (Смотрина Ю.А.) .

 

 

Яндекс.Метрика