Гасанов Г. Н., Салихов Ш. К., Яхияев М. А., Семенова В. В. Запасы и баланс азота в фитоценозах высокогорной подпровинции Дагестана // Научная жизнь. 2021. Т. 16. Вып. 4. С. 447–456. DOI: 10.35679/1991-9476-2021-16-4-447-456

Гасанов Гасан Никуевич, д-р c.-х. наук, профессор, Заслуженный деятель науки РД, гл. науч. сотр. лаборатории «Почвенные и растительные ресурсы», Прикаспийский институт биологических ресурсов – ФГБУН «Дагестанский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук»: Россия, 367000, Республика Дагестан, г. Махачкала, ул. Магомета Гаджиева, 45.
Салихов Шамиль Курамагомедович, науч. сотр., лаборатории «Почвенные и растительные ресурсы», Прикаспийский институт биологических ресурсов – ФГБУН «Дагестанский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук»: Россия, 367000, Республика Дагестан, г. Махачкала, ул. Магомета Гаджиева, 45.
Яхияев Магомедпазил Атагишиевич, мл. науч. сотр. лаборатории «Почвенные и растительные ресурсы», Прикаспийский институт биологических ресурсов – ФГБУН «Дагестанский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук»: Россия, 367000, Республика Дагестан, г. Махачкала, ул. Магомета Гаджиева, 45.
Семенова Виктория Валентиновна, канд. биол. наук, науч. сотр. лаборатории «Почвенные и растительные ресурсы», Прикаспийский институт биологических ресурсов – ФГБУН «Дагестанский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук»: Россия, 367000, Республика Дагестан, г. Махачкала, ул. Магомета Гаджиева, 45.

Тел.: (960) 421-40-86
E-mail: nikuevich@mail.ru

Цель работы – определение содержания и запасов азота, его баланса в экосистемах северной и южной экспозиций горы Маяк Высокогорья Дагестана. Впервые для Высокогорной подпровинции Дагестана выполнены расчеты запасов и баланса азота в фитоценозах. Методы. Исследование проведено в 2012-2019 гг. на территории Гунибской базы Горного ботанического сада ДФИЦ РАН. На экспериментальных участках для исключения антропогенного воздействия был введен заповедный режим. Участки расположены на склонах горы Маяк: южном (2100 м н.у.м. с уклоном 35⁰), северном (2070 м н.у.м. с уклоном 10⁰). Содержание азота в фитомассе определено с помощью мокрого озоления. Запасы и баланс азота в фитоценозах определяли по методике А.А. Титляновой. Результаты. Продуктивность фитомассы по склонам горы Маяк составила на северной и южной экспозициях: в надземной массе – 69,62 и 66,50 ц/га·год; в подземной массе – 2,07-2,10 раз больше. Больше всего запасов азота было на склоне северной экспозиции, что было вероятно обусловлено выщелачиванием азота из почвы, из-за большой крутизны южных склонов. Приходная часть баланса азота в фитоценозах Высокогорья Дагестана при разложении подземной массы составила – от 68,57 до 68,80% в зависимости от склоновой экспозиции. При разложении надземной фитомассы поступило 27,29-27,64%. Азотфиксация и поступление с атмосферными осадками составили в сумме – 3,69-4,32%. Основная часть расходной статьи баланса азота приходится на создание чистой первичной продукции фитоценозов – 98,25-98,50%. Денитрификация составила – 0,94-1,10%, выщелачивание из почвы – 0,56-0,66%. На исследованных заповедных участках выявлен положительный баланс азота, равный + 8,47 и + 6,2, на северном и южном склонах.

Список литературы:

1. Zheng X., Yuan J., Zhang T., Hao F., Jose S., Zhang S.. Soil degradation and the decline of available nitrogen and phosphorus in soils of the main forest types in the Qinling Mountains of China // Forests. – 2017. – Vol. 8. – № 11. – P. 460. doi: 10.3390/f8110460

2. Dridi I., Arfaoui A. Organic nitrogen distribution in seven Tunisian soil types under contrasting pedogenetic conditions // Environmental Earth Sciences. – 2017. – № 76. – P. 205. doi: 10.1007/s12665-017-6525-9
3. Эльканова М. Х., Ахметжанова А. А., Елумеева Т. Г., Онипченко В. Г. Изменение структуры надземной фитомассы альпийской пустоши Северо-Западного Кавказа при долговременном внесении элементов минерального питания // Бюллетень МОИП. Отд. биол. – 2016. – Vol. 121. – №. 2. – С. 47-58.
4. Dawes M. A., Schleppi P., Hagedorn F. The fate of nitrogen inputs in a warmer alpine treeline ecosystem: a 15N labeling study // Ecology. – 2017. – Vol. 105. P. 1723–1737. doi: 10.1111/gcb.13365
5. Fleck S. et al. Nitrogen status and dynamics in German forest soils // Status and Dynamics of Forests in Germany. Springer, Cham, 2019. – Р. 123-166. doi: 10.1007/978-3-030-15734-0_5
6. Соколов О. А., Шмырева Н. Я., Завалин А. А., Черников В. А. Роль симбиотического азота и устойчивость его циклов при выращивании многолетних трав на склоне // Плодородие. – 2016. – №. 1. – С. 50-52.
7. Солтанмурадова З. И., Балаева М. Н. Анализ кавказского эндемизма хребтов Гимринский и Салатау (Восточный Кавказ) // Юг России: экология, развитие. – 2009. – №2. – С. 50-54.
8. Асадулаев З. М., Маллалиев М. М., Садыкова Г. А. Флористические и структурные особенности пионерных и демутационных сообществ нарушенных известняковых склонов Дагестана // Вестник ДНЦ. – 2013. – № 51. – С. 80-85.
9. Litvinskaya S., Murtazaliev R. Chapter 20. Vegetation diversity of the Russian part of the Caucasus in the era of climate change. In Ozturk M. et al (eds). Climate change impacts on high-altitude ecosystems. Springer International Publishing. Switzerland, 2015. – P. 523-544. doi: 10.1007/978-3-319-12859-7_20
10. Ягодин Б. А., Дерюгин И. П., Жуков Ю. П. и др.Практикум по агрохимии. – М.: Агропромиздат, 1987. – 275 с.
11. Титлянова А. А. Продуктивность травяных экосистем // Биологическая продуктивность травяных экосистем. Географические закономерности и экологические особенности. – Новосибирск, 1988. – 134 с. doi: 10.31251/978-5-600-02350-5
12. Гасанов Г. Н., Салихов Ш. К., Гаджиев К. М., Маллалиев М. М., Шайхалова Ж. О., Гимбатова К. Б. Видовой состав и продуктивность луговых фитоценозов горы Маяк (Гунибское плато, Республика Дагестан) // Растительные ресурсы. – 2016. – Т. 52, № 2. – С. 214-224.
13. Салихов Ш. К., Гасанов Г. Н., Яхияев М. А., Гаджиев К. М., Баширов Р. Р., Маллалиев М. М., Рамазанова Н. И., Абдулаева А. С., Ахмедова З. Н., Гимбатова К. Б., Кичева Ж. О. Динамика формирования фитоценозов Гунибской экспериментальной базы горного ботанического сада ДНЦ РАН // International Agricultural Journal. – 2019. – Vol. 62, № 4. – Pp. 27-39. doi: 10.24411/2588-0209-2019-10079
14. De Vries W., Wamelink G. W., van Dobben H., Kros J., Reinds G. J., Mol-Dijkstra J. P., Smart S. M., Evans C. D., Rowe E. C., Belyazid S., Sverdrup H. U., van Hinsberg A., Posch M., Hettelingh J-P., Spranger T., Bobbink R. Use of dynamic soil-vegetation models to assess impacts of nitrogen deposition on plant species composition: an overview // Ecological Appl. – 2010. – Vol. 20 (1). – Рp. 60–79. DOI: 10.1890/08-1019.1
15. Van Dobben V. H., De Vries W. Relation between forest vegetation, atmospheric deposition and site conditions at regional and European scale // Envir. Pollut. – 2010. – Vol. 158. – Pp. 921–933. DOI: 10.1016/j.envpol.2009.09.015
16. Bobbink R., Hicks K., Galloway J., Spranger T., Alkemade R., Ashmore M., Bustamante M., Cinderby S., Davidson E., Dentener F., Emmett B., Erisman J. W., Fenn M., Gilliam F., Nordin A., Pardo L., de Vries W. Global assessment of nitrogen deposition effects on terrestrial plant diversity: A synthesis // Ecological Applications. – 2010. – Vol. 20. – Pp. 30-59. doi: 10.1890/08-1140.1
17. Кудреватых И. Ю., Иващенко К. В., Ананьева Н. Д., Иванищева Е. А. Атмосферные выпадения соединений азота и свойства лесных почв Вологодской области // Почвоведение. – 2018. – № 2. – С. 155-164. doi: 10.1134/S1064229318020060
18. Аверкиева И. Ю., Иващенко К. В. Влияние антропогенной эмиссии азота на функционирование лесов европейской части России // Известия РАН. Серия географическая. – 2015. – № 2. – С. 95-103. doi: 10.15356/0373-2444-2015-2-95-103
19. Alebic-Juretic A. Nitrogen deposition within the littoralhighlands country of Groatia between 1996 and 2008 // Nitrogen deposition, critical loads and biodiversity. – London: Springer, 2014. – P. 67-73. doi: 10.1007/978-94-007-7939-6_8
20. Cape J. N., Tang Y. S., González-Benítez J., Mitosinková M., Makkonen U., Jocher M., Stolk A. Organic nitrogen in precipitation across Europe // Biogeosciences. – 2012. – Vol. 9. – Pp. 4401-4409. doi: 10.5194/bg-9-4401-2012
21. Jiang C. M., Yua W. T., Maa Q., Xu Y. G., Zou H., Zhang S. C., Sheng W. P. Atmospheric organic nitrogen deposition: Analysis of nationwide data and a case study in Northeast China // Environ. Poll. – 2013. – Vol. 182. – P. 430-436. doi: 10.1016/j.envpol.2013.08.003
22. Завалин А. А., Алферов А. А., Чернова Л. С. Ассоциативная азотфиксация и практика применения биопрепаратов в посевах сельскохозяйственных культур // Агрохимия. – 2019. – № 8. – С. 83-96. doi: 10.1134/s0002188119080143
23. Разгулин С. М. Минерализация соединений азота в почве низкопродуктивного березняка южной тайги // Лесоведение. – 2014. – № 2. – С. 46-51.
24. Абашеева Н. Е., Меркушева М. Г., Убугунов Л. Л. и др Биологические основы плодородия почв Бурятии. – Улан-Удэ, 2009. – 242 с.
25. Yli-Halla M, Virtanen S, Regina K, Österholm P, Ehnvall B, Uusi-Kämppä J. Nitrogen stocks and flows in an acid sulfate soil // Environmental Monitoring and Assessment. – 2020. – № 192. – Pp. 751. doi: 10.1007/s10661-020-08697-1.

NITROGEN RESERVES AND BALANCE IN PHYTOCENOSES OF THE HIGH-MOUNTAIN SUBPROVINCIA OF DAGESTAN

Gasanov Gasan Nikuevich, Dr. of Med. Sci., Prof., Honored Scientist of the Republic of Tatarstan, Chief Scientific Officer of the Laboratories of Soil and Plant Resources, Caspian Institute of Biological Resources - Dagestan Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences: Russia, 367000, Republic of Dagestan, Makhachkala, Magomet Gadzhiev str., 45.
Salikhov Shamil Kuramagomedovich, Research of the Laboratories of Soil and plant Resources, Dagestan Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences, Makhachkala, Russia.
Yakhiyaev Magomedpazil Atagishievich, Junior Researcher of the Laboratories of Soil and Plant Resources, Dagestan Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences, Makhachkala, Russia.
Semenova Victoria Valentinovna, Cand. of Biol. Sci., Research of the Laboratories of Soil and Plant Resources, Dagestan Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences, Makhachkala, Russia.

Keywords: Dagestan, Mount Mayak, northern slope, southern slope, phytocenoses, productivity, protected ecosystems, nitrogen concentration and reserves.

Abstract. The purpose of the work is to determine the content and reserves of nitrogen, its balance in the ecosystems of the northern and southern expositions of the Mayak Mountain in the Highlands of Dagestan. For the first time, calculations of nitrogen reserves and balance in phytocenoses were performed for the High-mountain subprovincion of Dagestan. Methods. The study was conducted in 2012-2019 on the territory of the Gunib base of the Mountain Botanical Garden of the Russian Academy of Sciences. A protected regime was introduced at the experimental sites to exclude anthropogenic impact. The plots are located on the slopes of Mount Mayak: south (2100 m above sea level with a slope of 35⁰), north (2070 m above sea level with a slope of 10⁰). The nitrogen content in the phytomass was determined by wet salting. Nitrogen reserves and balance in phytocenoses were determined by the method of A. A. Titlyanova. Results. The productivity of phytomass on the slopes of Mount Mayak was at the northern and southern exposures: in the aboveground mass-69.62 and 66.50 c/ha * year; in the underground mass-2.07-2.10 times more. Most of the nitrogen reserves were on the slope of the northern exposure, which was probably due to the leaching of nitrogen from the soil, due to the great steepness of the southern slopes. The input part of the nitrogen balance in the phytocenoses of the Highlands of Dagestan during the decomposition of the underground mass was from 68.57 to 68.80%, depending on the slope exposure. During the decomposition of aboveground phytomass, 27.29-27.64% were received. Nitrogen fixation and intake with atmospheric precipitation amounted to a total of 3.69-4.32%. The main part of the expenditure item of the nitrogen balance accounts for the creation of net primary production of phytocenoses – 98.25-98.50%. Denitrification was 0.94-1.10%, leaching from the soil was 0.56-0.66%. In the studied protected areas, a positive nitrogen balance of + 8.47 and + 6.2 was found on the northern and southern slopes.