Ученые выяснили, через сколько лет восстанавливается почва после прекращения ее возделывания

Российские ученые провели исследование образцов в разных частях национального парка «Смоленское Поозерье» и выяснили, что микробный состав почв, которые возделывал человек, возвращается к исходному состоянию лишь спустя 60 лет. Полученные данные помогут оценивать, вернулась ли почва к исходному состоянию после активного использования в сельском хозяйстве, и разрабатывать мероприятия для восстановления угодий. Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Applied Soil Ecology.

Ученые из Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН (Москва), МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва) и Института лесоведения РАН (Успенское) проследили изменения, которые происходят с восстанавливающимися песчаными почвами на территории бывших пашен национального парка «Смоленское Поозерье» в Смоленской области.

В лабораторных условиях ученые выделили из почв всю содержащуюся в них ДНК, а затем расшифровали генетические последовательности и определили, каким микроорганизмам они принадлежат.

Оказалось, что в почвах, которые до сих пор возделываются или были покинуты относительно недавно (не более 30 лет назад), микробный состав верхней и нижней части пахотного горизонта практически идентичен. В нем повышено число распространенных почвенных бактерий Actinobacteriota, Chloroflexi, Gemmatimonadota, Myxococcota, Bacteroidota, Latescibacterota и Nitrospirota.

Это говорит о том, что во время вспашки слои земли перемешиваются, и их микробный состав становится однородным. Таким он остается на протяжении последующих 30 лет после вывода территории из сельскохозяйственного оборота.

По прошествии более длительного времени (60–180 лет) микробный состав некогда распахиваемого горизонта претерпевает сильные изменения. Так, в поверхностном слое повышается количество бактерий Acidobacteriota, RCP2–54, Dependentiae и WPS-2.

Это объясняется тем, что слои почвы долгое время не перемешиваются, и их физические (плотность, влажность) и химические (кислотность, состав минеральных веществ) свойства меняются. В результате создаются оптимальные условия для разных микроорганизмов.

Заметное сокращение микробного разнообразия наблюдалось в почвах, покинутых 60 и более лет назад из-за того, что бактерии к тому моменту уже использовали большую часть содержащихся в почве питательных веществ. При этом, микробное сообщество перестроилось: от потребления веществ из привнесенных человеком удобрений оно перешло к эффективному перерабатыванию того немногого, что имеется в бедных песчаных почвах от природы.