Тазабекова Е.Т¹., Сейтменбетова А.Т.²

Казахский национальный педагогический университет имени Абая¹

Казахский научно – исследовательский институт почвоведения и агрохимии имени У.У.Успанова²

Мезофауна постмелиорированного лёсса Заилийского Алатау

Аннотация

В статье рассматривается мезофауна постмелиорированного лёсса предгорий Заилийского Алатау. Были установлены видовой состав, мезофаунистический потенциал и общая численность мезофауны антропогенно – нарушенного лёсса. Выявлено положительное влияние биологической мелиорации почвопороды на развитие почвенной фауны.

Предгорные районы юга – востока Казахстана находятся в благоприятных климатических условиях, располагают плодородными почвами и являются одними из перспективных районов для развития орошаемого земледелия. При освоении новых земель под орошение, в результате планировочных работ, значительные площади пашни предгорий потеряли верхний гумусовый слой и на дневную поверхность обнажилась материнская почвообразующая порода – лёсс и лёссовидные суглинки. Восстановление плодородия антропогенно - нарушенных орошаемых земель имеет не только народнохозяйственное, но и большое экологическое значение.

Ускоренные темпы развития горно – добывающей отрасли республики, повлекшие за собой увеличение нарушенных площадей (горные и строительные разработки, карьеры, терриконы), также требуют восстановления почвенного покрова и воспроизводства плодородия, в связи с чем, актуальность наших исследований удваивается.

Группой ученых Казахского национального аграрного университета под руководством профессора Т. Тазабекова [1, 2] разработан экологически безопасный метод восстановления плодородия обнаженного почвогрунта (лёсса) путем биологической мелиорации: минеральные, органические, биоорганические удобрения, посев и сидерация многолетних трав. Данная работа является логическим продолжением выше отмеченных научных изысканий.

Целью наших исследований является выявление экологических закономерностей восстановления биогеоценоза (сингенез) антропогенно – нарушенных почв в условиях первичного почвообразовательного процесса на постмелиорированном лёссе, оставленном в стадии зарастания.

Для реализации данной цели нами рассмотрен один из компонентов биоценоза – зооценоз постмелиорированного лёсса.

Объектом наших исследований является материнская почвообразующая порода предгорных тёмно - каштановых почв Заилийского Алатау – лёсс.

Полевые исследования проводились в Талгарском отделение учебно – опытной станции «Агроуниверситет» Казахского национального аграрного университета в условиях мелкоделяночного полевого опыта, заложенном по методике С. А. Захарова [3]. Исследование зооценоза проводилось на следующих вариантах опыта: контроль (ячмень), фитоконтроль (люцерна), солома (19,8 т/га), солома (59,4 т/га), биогумус (9 т/га), биогумус (27 т/га), навоз (19,7 т/га), А (с 1971 г.) естественный горизонт тёмно - каштановой почвы (К₃) и лёсс (с 1971 г.).

Вместе с растительным и животным миром почва образует устойчивые саморегулирующиеся экологические системы – биогеоценозы. Биогеоценоз - (от греч. bios, ge – Земля и koinos – общий), состоит из биотической (биоценоз) и абиотической (биотоп) частей, связанных между собой непрерывным обменом веществом, и представляет собой энергетически и вещественно открытую систему [4].

В данной статье представлены результаты по изучению почвенной фауны. Из всего многообразия обитающих в почве организмов (простейшие, позвоночные ночные, беспозвоночные) нами была рассмотрена мезофауна постмелиорированного лёсса. Известно, что эта группа животных играет исключительно важную роль в процессах превращения растительных остатков, перемещению веществ по почвенному профилю, тщательному перемешиванию органической и минеральной частей. Используя органические вещества в качестве пищи животные обогащает почву экскрементами, способствуя тем самым образованию почвенной микро – и макроструктуры, улучшению физических, водно – физических свойств почвы [5].

Методика определения мезофауны общепринятая [6]. Согласно многочисленным работам исследователей [7, 8], представители мезофауны сосредоточены в верхнем слое почвы, поэтому максимальная глубина отбора почвенных образцов составила 0 - 30 см (таблица 1).

Таблица 1 - Видовой состав мезофауны постмелиорированного лёсса (0 - 30 см, в среднем за 2002 – 2004 г.г.).

Варианты опыта	Тип	Класс	Отряд	Семейство
Контроль (ячмень)	Черви кольчатые (Annelidae)	Кольчецы малощетинко- вые (Oligocheta)	Черви дождевые (Lumbricidae)	Черви дождевые (Lumbricidae)
Фитоконтроль (люцерна)	Черви кольчатые (Annelidae)	Кольчецы малощетинко- вые (Oligocheta)	Черви дождевые (Lumbricidae)	Черви дождевые (Lumbricidae)
Солома 19,8 т/га	Черви кольчатые (Annelidae)	Кольчецы малощетинко- вые (Oligocheta)	Черви дождевые (Lumbricidae)	Черви дождевые (Lumbricidae)
	Членистоногие (Arthropoda)	Насекомые (Insecta)	Жуки (Coleoptera)	Пластинчатоусые (Scarabaeidae)
Солома 59,4 т/га	Черви кольчатые (Annelidae)	Кольчецы малощетинко- вые (Oligocheta)	Черви дождевые (Lumbricidae)	Черви дождевые (Lumbricidae)
	Членистоногие (Arthropoda)	Насекомые (Insecta)	Жуки (Coleoptera)	Пластинчатоусые (Scarabaeidae)
Биогумус 9 т/га	Черви кольчатые (Annelidae)	Кольчецы малощетинко- вые (Oligocheta)	Черви дождевые (Lumbricidae)	Черви дождевые (Lumbricidae)
	Членистоногие (Arthropoda)	Насекомые (Insecta)	Жуки (Coleoptera)	Жужелицы (Carabidae)
Биогумус 27 т/га	Черви кольчатые (Annelidae)	Кольчецы малощетинко- вые (Oligocheta)	Черви дождевые (Lumbricidae)	Черви дождевые (Lumbricidae)
	Членистоногие (Arthropoda)	Насекомые (Insecta)	Жуки (Coleoptera)	Жужелицы (Carabidae)
А (с 1971 г.) естественный горизонт тёмно – каштановой почвы (К3)	Черви кольчатые (Annelidae)	Кольчецы малощетинко- вые (Oligocheta)	Черви дождевые (Lumbricidae)	Черви дождевые (Lumbricidae)
	Членистоногие (Arthropoda)	Насекомые (Insecta)	Жуки (Coleoptera)	Жужелицы (Carabidae) Чернотелки (Tenebrionidae) Пластинчатоусые (Scarabaeidae)
Навоз 19,7 т/га	Черви кольчатые (Annelidae)	Кольчецы малощетинко- вые (Oligocheta)	Черви дождевые (Lumbricidae)	Черви дождевые (Lumbricidae)
	Членистоногие (Arthropoda)	Насекомые (Insecta)	Жуки (Coleoptera)	Жужелицы (Carabidae)
С (с 1971 г.)	Черви кольчатые (Annelidae)	Кольчецы малощетинко- вые (Oligocheta)	Черви дождевые (Lumbricidae)	Черви дождевые (Lumbricidae)

По результатам наших исследований было установлено, что видовой состав мезофауны постмелиорированного лёсса не отличается большим разнообразием. Так, нами были обнаружены следующие группы почвенных животных: черви дождевые (Lumbricidae) семейства черви дождевые (Lumbricidae), жуки (Coleoptera) семейств пластинчатоусые (Scarabaeidae), жужелицы (Carabidae) и чернотелки (Tenebrionidae). Среди них наиболее представлены животные семейства Lumbricidae. В условиях нашего опыта дождевые черви были обнаружены на вариантах опыта: контроль (ячмень), фитоконтроль (люцерна), солома 19,8 т/га, солома 59,4 т/га, биогумус 9 т/га, биогумус 27 т/га, А (с 1971 г.) естественный горизонт тёмно – каштановой почвы (К₃), навоз 19,7 т/га, С (с 1971 г.) (таблица 1).

По результатам изучения видового состава постмелиорированного лёсса Заилийского Алатау нами был разработан мезофаунистический потенциал. При его разработке мы использовали 3 – х бальную систему, основанную на частоте встречаемости почвенных беспозвоночных: (+ + +) доминанты, (+ +) субдоминанты, (+) редко встречающиеся виды (таблица 2).

Таблица 2 - Мезофаунистический потенциал постмелиорированного лёсса Заилийского Алатау (2002 – 2004 г.г.)

Варианты опыта	Вид мезофауны
	Черви дождевые (Lumbricidae)	Жужелицы (Carabidae)	Пластинчатоусые (Scarabaeidae)	Чернотелки (Tenebrionidae)
Контроль (ячмень)	+ + +	+
Фитоконт-роль (люцерна)	+ + +	+
Солома 19,8 т/га	+ + +	+	+
Солома 59,4 т/га	+ + +	+	+ +
Биогумус 9 т/га	+ + +	+ +		+
Биогумус 27 т/га	+ + +	+ +		+
А (с 1971 г.) естественный горизонт тёмно -каштановой почвы (К3)	+ + +	+ +		+
Навоз 19,7 т/га	+ + +	+ +		+
Лёсс (с 1971 г.)	+ + +	+

Обозначения* + + + - доминанты, + + - субдоминанты, + - редкие

По данным таблицы 2 доминирующей группой беспозвоночных животных на всех вариантах опыта являются дождевые черви (Lumbricidae). Наши результаты подтверждают данные исследователей [9, 10] об исключительно высокой роли дождевых червей в процессах почвообразования и создания плодородия почвы. Кроме того, многочисленные авторы [11, 12] указывают на широкое распространение дождевых червей в почвах различных почвенно – климатических зон. По их данным эта группа животных встречается, как в целинных, так и в окультуренных почвах. Их численность колеблется от сотен тысяч до нескольких миллионов на 1 га поверхности почвы. J. E. Satchell [13] отмечает, что в лиственных лесах весь подстилочный материал (до 3 т.) в течение трех месяцев может быть переработан дождевыми червями. Субдоминантами в мезофауне постмелиорированного лёсса являются жужелицы (Carabidae). Эта группа животных также была обнаружена на всех вариантах опыта. Субдоминирующее положение Carabidae занимали на вариантах биогумус 9 т/га, биогумус 27 т/га, А (с 1971 г.) естественный горизонт тёмно – каштановой почвы (К₃), навоз 19,7 т/га. К редко встречающимся видам отнесены чернотелки (Tenebrionidae). Они обнаружены по вариантам биогумус 9 т/га, биогумус 27 т/га, А (с 1971 г.) естественный горизонт тёмно - каштановой почвы (К₃), навоз 19,7 т/га. По соломе 59,4 т/га субдоминирующее положение занимали Пластинчатоусые (Scarabaeidae). Анализируя полученные данные по мезофаунистическому потенциалу постмелиорированного лёсса было установлено, что обнаруженные виды почвенных животных являются характерными представителями зональной тёмно - каштановой почвы Заилийского Алатау. При этом выявлены различия в составе доминантов, субдоминантов и редко встречающихся особей. Так, доминирующие на лёссе, черви дождевые и редко встречающиеся чернотелки, в комплексе беспозвоночных тёмно – каштановой почвы занимают субдоминирующее положение.

Помимо видового состава и мезофаунистического потенциала постмелиорированного лёсса нами определена общая их численность (таблица 3).

Таблица 3 – Общая численность мезофауны постмелиорированного лёсса (0 - 30 см, экз./м², в среднем 2002 - 2004 г.г.)

Варианты опыта	2002		2003		2004		Средне-весеннее	Средне-летнее
	весна	лето	весна	лето	весна	лето
Контроль (ячмень)	48,0	40,0	56,0	40,0	60,0	44,0	55,0	41,3
Фитоконтроль (люцерна)	68,0	60,0	64,0	56,0	80,0	68,0	71,0	61,3
Солома 19,8 т/га	52,0	44,0	60,0	48,0	68,0	56,0	60,0	49,3
Солома 59,4 т/га	60,0	56,0	88,0	72,0	96,0	72,0	81,3	67,0
Биогумус 9 т/га	64,0	56,0	80,0	68,0	112,0	88,0	85,3	71,0
Биогумус 27 т/га	60,0	48,0	104,0	72,0	156,0	120,0	107,0	80,0
А (с 1971 г.) естественный горизонт тёмно – каштановой почвы (К3)	116,0	100,0	128,0	108,0	124,0	96,0	123,0	101,3
Навоз 19,7 т/га	52,0	40,0	48,0	44,0	76,0	60,0	59,0	48,0
Лёсс (с 1971 г.)	36,0	32,0	40,0	32,0	60,0	48,0	45,3	37,3

Полученные экспериментальные данные по общей численности мезофауны (таблица 3), показали зависимость данного показателя от гидротермического режима почвы (температуры воздуха, осадков). Так, в летний период исследований по сравнению с весенним сроком наблюдалось некоторое снижение их количества по всем вариантам опыта. Наибольшая численность животных отмечена по варианту А (с 1971 г.) естественный горизонт тёмно – каштановой почвы (К₃), наименьшая – по лёссу (с 1971 г.).

Выводы:

1. Биологическая мелиорация лёсса предгорий Заилийского Алатау способствует заселению его мезофауной.

2. Видовой состав мезофауны постмелиорированного лёсса не отличается большим разнообразием.

3. Доминирующей группой мезофауны на всех вариантах биологической мелиорации лёсса являются дождевые черви.

4. Видовой состав и численность мезофауны постмелиорированного лёсса свидетельствует о развитии почвообразовательного процесса.

Литература:

1. Тазабеков Т.Т. «Повышение плодородия горных и предгорных почв». А.: Кайнар, 1983, 175 с.

2. Тазабеков Т.Т., Тазабекова Е.Т. Плодородие смешанных горизонтов предгорной темно - каштановой почвы Заилийского Алатау. // Почвоведение, 12, 1979. с. 94 - 100.

3. Захаров С.А. Плодородие глубоких горизонтов почв Северного Кавказа и Дона, т. II., в.4, 1946.

4. Новиков Г.А. Основы общей экологии и охраны природы. Л. 1979, 352 с.

5. Курчева Г.Ф Роль почвенных животных в разложении и гумификации растительных остатков. М.: Наука. 1971, 156 с.

6. Гиляров М.С. Зоологический метод диагностики почв. М.: Наука. 1965, 278 с.

7. Криволуцкий Д.А. Животный мир почвы. М.: Знание. 1969, 43 с.

8. Злотин Р.И. Роль беспозвоночных животных в минерализации растительного опада. Сб.н.т. Проблемы почвенной зоологии. М.: Наука, с. 74 – 75.

9. Гаврилов К.И. Роль дождевых червей в обогащении почвы биологически активными веществами. Сб.н.т. Вопросы экологии, М.: Высшая школа, 34 с.

10. Гаврилов К.И. Дождевые черви – продуценты биологически активных веществ. // Общая биология, 2, М., с. 149 – 154.

11. Зражевский А.И. Дождевые черви как фактор плодородия лесных почв. К.: АН УССР, 271 с.

12. Пономарёва С.И. Роль дождевых червей в создании прочной структуры в травопольных севооборотах. // Почвоведение, 8, с. 476 – 486.

13. J. E. Satchell Nitrogen turnover by a woodland population of Lumbricus terrestris. Soil organisms. Doeksen, van der Drift (Eds.). Amsterdam, p. 60 – 65.