Красноярские ученые разработали биоудобрение и выяснили, что его добавление в почву увеличивает активность микроорганизмов и ускоряет процесс восстановления лесов после вырубки или пожара.
Деятельность человека оказывает значительное влияние на леса. Возросшая антропогенная нагрузка на лесные экосистемы может привести к изменению их функций, деградации и потере биоразнообразия. Чтобы уменьшить негативные последствия вырубок или пожаров, необходимо разрабатывать методы лесовосстановления, в частности активизировать микробиологический комплекс лесной почвы.
Активность микробиологического комплекса почвы неразрывно связана с ее плодородием, с условиями роста и развития растений. Чем выше активность микроорганизмов в почве, тем быстрее происходит восстановление леса после вырубки или пожара. Это связано с тем, что микроорганизмы включены в процесс разложения мертвой древесины и возвращения питательных веществ в почву. Таким образом они способствуют поддержанию ее плодородия для роста новых деревьев.
Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» разработали удобрения на основе опилочно-почвенных субстратов и оценили их влияние на биологическую активность темно-серой почвы и процесс восстановления лесов сосны Pinus sylvestris после селективных рубок и лесных пожаров.
«При разработке биоудобрения мы ориентировались на использование опилок хвойных пород, являющихся отходами лесопиления. К сожалению, эти отходы велики по объему и пока нашли применение только в производстве пеллет для отопления, которое обеспечивает их утилизацию частично. Неиспользованные опилки загрязняют окружающую среду и при массовом хранении пожароопасны. В составе используемого нами биоудобрения представлены два компонента: опилки хвойных пород, подвергнутые компостированию в смеси с темно-серой почвой и микродозами азотных удобрений, и опилки, частично деструктурированные культурой дереворазрушающего гриба. При внесении в лесную экосистему такой субстрат не только обеспечивает дополнительный запас питательных веществ для почвенных микробов и развивающихся растений, но и, из-за сходства с естественно разлагающейся древесиной, стимулирует физиологическую активность почвенного микробного сообщества», — объяснила Ирина Гродницкая, заведующая лабораторией Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН.
В 2020 году в почву в Погорельском сосновом бору красноярской лесостепи, где в 2017 году проводились выборочные рубки, были добавлены удобрения на основе опилочно-почвенных субстратов. Их использование привело к увеличению численности микроорганизмов в почве. На второй год после внесения удобрения ученые отметили его положительное влияние на прорастание и сохранность всходов сосны, численность которых возросла в 4–6 раз.
Однако в начале мая 2022 года на исследуемом участке произошел низовой лесной пожар. Это нанесло ущерб как деревьям, так и почвенному покрову: сгорела вся подстилка с удобрением, а также погиб весь сосновый подрост. Через неделю после пожара на тех же площадях были созданы новые опытные участки и повторно добавлено удобрение для восстановления почвы и леса. Внесение удобрения на поверхность почвы после пожара смягчило пирогенный эффект, увеличило биологическую активность почвы, стимулировало рост микроорганизмов и всходов сосны.
«Микробное сообщество является наиболее чувствительным индикатором, позволяющим комплексно оценить состояние плодородия почв и развитие фитоценозов. Это позволяет прогнозировать скорость их восстановления после антропогенных воздействий. Мы установили, что внесение биологического удобрения в почву в течение трех лет после вырубки вызывает увеличение всех показателей биологической активности по сравнению с вариантами без удобрения. При этом внесение нашего удобрения на гари способствовало возобновлению лесов, в частности, стимулировало рост самосева сосны, который количественно был значительно выше, чем на контрольных участках без удобрений», — рассказала Ирина Гродницкая.
Результаты исследования опубликованы в журнале Eurasian Soil Science.
