Введение к работе
Актуальность темы. Несбалансированные агротехнические и эколого-биотехнологические приемы обработки почв лесопитомников приводят к разрушению гумуса, снижению трофиости и общего плодородия (Якименко, Грод-ницкая, 1996, Вишнякова, 1993, Вишнякова, Солдатов, 1997, Воробьева, 2000, Громовых и др, 2005) Вследствие этого применение интегральных подходов оценки экологического состояния и плодородия почв лесопитомников на данный момент является актуальной задачей
Комплексное изучение почв лесных питомников, как функциональной системы, зависящей от многих параметров с агрономических, микробиологических и биохимических позиций, позволяет оценить агроэкологическое состояние почвы в различных биоклиматических условиях, и определить перспективы ее улучшения В настоящее время при оценке состояния почв перспективной считается система микробиологического мониторинга, основанная на комплексе микробиологических исследований, которая дает возможность выявить определенные сдвиги и изменения еще на ранних стадиях нарушения экосистемы При этом необходимо учитывать огромную роль микроорганизмов, как самого большого по массе и энергии звена почвенной биоты, обладающих высокой чувствительностью к изменениям окружающей среды, а также адаптационной устойчивостью и полифункциональностыо (Никитина, 1991, Сорокин, 1993, Яковлев, 2000, Полонская, 2002) В связи с этим проблема эколого-микробиологического мониторинга агрогенно-преобразованных почв лесопитомников Средней Сибири тесно связана с ранней диагностикой состояния почвенных экосистем, оценкой их плодородия, лесорастительных свойств и проведения агроэкологичсских мероприятий по повышению продуктивности выращиваемых в них древесных культур
Цель работы - проведение комплексного эколого-микробиологического мониторинга агрогенно-преобразованных почв лесопитомников на основе изучения их агроэкологических, микробиологических и биохимических параметров в различных биоклиматических условиях Средней Сибири
Основные задачи:
провести сопряженный анализ основных агрохимических и экологических характеристик агрогенно-преобразованных почв лесопитомников,
изучить структурно-динамические особенности развития микробных комплексов почв лесопитомников, сформированных в различных биоклиматических и экологических условиях (Мининский, Ермаковский, Маганский),
исследовать динамику биохимических процессов в почвах лесопитомников, включая потенциальную ферментативную и актуальную целлюлозоли-тическую активность, аммонифицирующую и нитрифицирующую активность почв,
выявить количественные связи микробных комплексов с почвенно-экологическими факторами
Научная новизна. Впервые для лесопитомников Средней Сибири сформированных в различных биоклиматических и экологических условиях дана характеристика эколого-трофических групп микроорганизмов определяющих состояние агрогенно-преобразованных почв Изучена динамика структурного
состава и биохимической активности в почвах под различными видами хвойных Pinus sylvestris L , Picea obovata L , Pinus sibirica Du Tour Исследована пространственно-временная изменчивость микробоценозов и связи микробных комплексов с агроэкологическими факторами почв лесопитомников Выявлены адекватные показатели, по которым можно осуществлять эколого-микробиологический мониторинг агрогенно-преобразованных почв лесных питомников
Защищаемые положения.
-
Структурно-динамические и функциональные особенности микробных комплексов почв лесных питомников определяются исходным типом почвы, отражающим биоклиматические условия почвообразования
-
Биологическое состояние и лесорастительная способность агрогенно-преобразованных почв лесопитомников Средней Сибири существенно зависят от состава эколого-трофических групп микроорганизмов (ЭКТГМ) и их биохимической активности
-
Показатели эколого-микробиологического мониторинга такие как численность и биомасса микроорганизмов, соотношение их эколого-трофических групп, коэффициенты минерализации и трофности, и в первую очередь интенсивность базального дыхания, удельная дыхательная активность микроорганизмов, ферментативная активность - адекватно отражают состояние почв лесных питомников и поэтому могут использоваться в качестве основных показателей для проведения их эколого-микробиологического мониторинга в лесопитомниках Средней Сибири
Практическая значимость работы. Полученные результаты исследования структуры, динамики и функциональной активности микроорганизмов могут быть использованы в биодиагностике направленности почвообразовательных процессов и состояния почв в лесопитомниках Исследования участия микроорганизмов в «трансформации - деструкции» органического вещества почв искусственных фитоценозов (лесопитомники) существенно расширяют представление о роли микробиоты в трофических процессах и позволяют целенаправленно регулировать плодородие и лесорастительную способность агрогенно-преобразованных почв лесных питомников
Апробация работы. Материалы диссертационной работы были доложены на Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий» (Абакан, 2000, 2001, 2005, 2006), Всероссийской студенческой конференции «Экология и проблемы защиты окружающей среды» (Красноярск, 2001), Международной конференции «Проблемы лесоведения и лесоводства» (Гомель, 2005), Международной конференции «Алтай экология и природопользование» (Бийск, 2005), Всероссийской научной конференции молодых ученых «Современные тенденции развития АПК» (Красноярск, 2005), Межрегиональной научно-практической конференции «Объединение субъектов Российской Федерации и проблемы природопользования Приенисейской Сибири» (Красноярск, 2005), на V межвузовской научной конференции аспирантов «Актуальные проблемы современной науки и пути их решения» (Красноярск, 2005), Всероссийской научной конференции
студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и наука - третье тысячелетие» (Красноярск, 2005), Региональной научно-практической конференции «Аграрная наука на рубеже веков» (Красноярск, 2006), Международной научно-практической конференции «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (Барнаул, 2006), Международной конференции молодых ботаников (Санкт-Петербург, 2006), Международной конференции по проблемам агрокомплекса (Красноярск, 2006), на заседании кафедры агроэкологаи и природопользования Красноярского государственного аграрного университета (Красноярск, 2006)
Структура и объем работы Диссертация изложена на 174 страницах, состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и приложения Экспериментальные данные представлены в 13 таблицах и 36 рисунках Список использованной литературы включает 267 наименований, из которых 50 на иностранном языке Приложение состоит из 9 таблиц
