Чувствительность почвенных свойств к изменению типа землепользования с пашни на залежь

Для оценки скорости изменения свойств почв (содержания органического углерода (С_орг) и общего азота (N_общ), скорости микробного дыхания и активности гидролитических ферментов) в ходе их постагрогенного развития исследовали хроноряд серых почв (Haplic Luvisol) в лесостепной зоне Восточной Сибири, включающий пашню, 7 и 25-летние залежи и естественный суходольный луг. Прекращение распашки (залежный режим использования почв) и восстановление растительности ведут к увеличению поступления органических веществ в почву. Этот процесс обусловливает двукратный прирост запасов углерода (С_stock) и азота (N_stock) в верхних 10 см залежных почв по сравнению с пахотными почвами, несмотря на увеличение микробной и ферментативной активности почв. Соотношение скоростей изменения почвенных свойств, отвечающих за накопление и разложение почвенного органического вещества, определяет статус постагрогенной почвы как стока или источника С. Скорость изменения почвенных свойств в ходе постагрогенного развития оценивали по их чувствительности к изменению землепользования, по относительному росту содержания С_орг в почве. Наименее чувствительными к изменению землепользования являются содержание С_орг и N_общ в составе органо-минеральной фракции органического вещества и величина pH. Содержание водорастворимого азота (N_раств), С_орг и N_общ в составе свободной и окклюдированной фракций органического вещества, активность β-глюкозидазы и хитиназы являются наиболее чувствительными к изменению землепользования. Восстановление почвенных свойств, чувствительных к изменению землепользования, в верхних 10 см почвы завершается в течение первого десятилетия после прекращения распашки земель, тогда как для восстановления менее чувствительных свойств требуется более 20 лет.

The conversion of land use is a crucial factor in the dynamics of soil carbon stocks. The widespread abandonment of cropland that began in Russia during the 1990s resulted in vegetation and soil restoration. This led to changes in soil properties and carbon fluxes within the plant-soil-atmosphere system. The aim of the study was to investigate the effects of post-agricultural soil restoration on the rate of change in soil properties, specifically organic carbon (C_org) and total nitrogen (N_total) contents, microbial respiration rate, and activity of hydrolytic enzymes. A post-agricultural chronosequence formed on Haplic Luvisols, including current cropland, 7- and 25-year-old post-agricultural abandoned land and grassland was studied. The rate of change in soil properties during post-agricultural restoration was evaluated based on their sensitivity to land use changes, with a comparison of changes in soil organic carbon content. The least sensitive properties to land use change were found to be C_org and N_total in the mineral-associated organic matter fraction, and pH value. The content of water-soluble nitrogen, C_org and N_total in the free and occluded organic matter fractions, as well as β-glucosidase and chitinase activity, were the most sensitive to land use changes. Therefore, the recovery of sensitive soil properties in the upper 10 cm is complete within the first decade after tillage is stopped. In contrast, the restoration of less sensitive properties requires more than 20 years.