Красноярские ученые разработали биоудобрение и выяснили, что его добавление в почву увеличивает активность микроорганизмов и ускоряет процесс восстановления лесов после вырубки или пожара. Результаты исследования опубликованы в журнале Eurasian Soil Science.

Деятельность человека оказывает значительное влияние на леса. Возросшая антропогенная нагрузка может привести к изменению их функций и деградации, а также к потере биоразнообразия. Для минимизации негативных воздействий вырубок или пожаров необходимо активизировать деятельность микробиологического комплекса 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. То есть 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 — отходов лесопиления. К сожалению, эти отходы велики по объему и пока нашли применения только в производстве пеллет для отопления, которое обеспечивает их утилизацию частично. Неиспользованные опилки загрязняют окружающую среду и пожароопасны при массовом хранении. В составе используемого нами биоудобрения представлены 2 компонента: 1) опилки хвойных пород, подвергнутые компостированию в смеси с темно-серой почвой и микродозами азотных удобрений; 2) 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», — объясняет доктор биологических наук заведующая лабораторией Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН Ирина Гродницкая.

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. Удобрения также положительно влияли на прорастание и сохранность всходов сосны. Их численность возросла в 4-6 раз на опытных участках на второй год после внесения удобрений.

Однако в начале мая 2022 года исследуемые участки подверглись действию низового лесного пожара, который нанес ущерб как древостою, 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 соснового самосева.

«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. А внесение нашего удобрения на гари стимулировало рост самосева сосны, который количественно был значительно выше, чем на контрольных участках без удобрений, и таким образом способствовало возобновлению лесов», — заключила Ирина Гродницкая.