Введение к работе
Актуальность темы. Природно-климатические условия Забайкалья предопределяют формирование своеобразных самобытных почв, отличающихся от аналогичных почв Европейской части России (Чимитдоржиева, 1990). В своеобразных климатических условиях с продолжительным периодом криогенного покоя и очень малым сроком активной биологической жизни почвы, интенсивное вмешательство в педосферу часто отрицательно сказывается на плодородии и экологическом благополучии ландшафтов (Гамзиков, 1992). Значительное влияние на устойчивость почв антропогенному воздействию оказывает качество органического вещества и его главного специфического компонента -гумуса.
В силу ряда объективных экологических ограничений данного уникального региона продуктивное земледелие здесь возможно лишь при применении удобрений. В связи с этим необходим экологический подход к изучению эффективности применения удобрений, предполагающий исследование их воздействия на качественный состав и трансформацию гумуса, так как выполнение многих экологических функций почвы напрямую зависит от состава и свойств гумусовых веществ.
Цель работы - Оценить изменения гумусового состояния серой лесной и каштановой почвы под влиянием минеральных и органических удобрений в Забайкалье.
В задачи исследований входило:
Оценить влияние длительного и краткосрочного применения минеральных и органических удобрений на параметры гумусового состояния почв Забайкалья.
Провести исследования состава, свойств и структурных особенностей гумусовых кислот почв Забайкалья и их трансформацию под влиянием краткосрочного и длительного применения минеральных и органических удобрений.
Научная новизна. Впервые с помощью методов физико-химического анализа (термогравиметрический анализ, определение набухания, кислотно-солевого состава, коэффициентов цветности гумусовых кислот и т.д.) выявлены особенности изменения состава и свойств органического вещества почв Забайкалья под влиянием краткосрочного и длительного применения удобрений. Проведенные исследования позволяют раскрыть процессы трансформации гумусовых веществ, не выявляемые традиционными методами.
Показано влияние различных систем удобрения на гидрофильные свойства почв по величине максимальной емкости и константы скорости набухания; содержание гуматов кальция и цветность гумусовых веществ; термографическую характеристику почв.
Впервые для изучаемых почв исследованы состав, свойства и структурные особенности препаратов гумусовых кислот без их разделения на гумино-
вые и фульвокислоты, что упрощает анализ и минимизирует вторичное изменение препаратов под воздействием химических реагентов в ходе анализов.
Впервые гумусовые кислоты исследуемых почв охарактеризованы по параметрам элементного состава, оптических свойств в видимой и инфракрасной частях спектра, термического анализа. Комплексом методов физико-химического анализа (графостатистическая обработка данных элементного состава, видимая и ИК спектроскопия, дериватографический анализ) вскрыты трансформационные изменения гумусовых кислот под влиянием различных факторов.
Установлено, что длительное применение минеральных удобрений на исследуемых почвах в условиях принятых севооборотов и агротехники приводит к деградации как центральной, так и периферической частей гумусовых соединений. Периферические фрагменты гумусовых веществ серой лесной почвы более устойчивы к действию минеральных удобрений, чем аналогичные структуры каштановых почв.
Длительное применение органических удобрений не только способствует оптимизации состояния органического вещества исследуемых почв, но и увеличивает устойчивость центральной части гумусовых веществ.
Практическая значимость. Полученные данные по качественному составу органического вещества серой лесной и каштановой почв Забайкалья и его трансформации послужат теоретической основой для управления технологическими приемами воздействия на пахотные почвы и исходной базой дальнейших исследований при мониторинге почв Забайкалья.
Защищаемые положения:
Свойства и характер трансформации гумусовых соединений исследуемых почв определяются качественным составом гумуса, который характеризуется различиями по показателям максимальной емкости и константы скорости набухания, кислотно-солевому отношению (показатель «гуматности») и коэффициенту цветности (коэффициент А) при разной их чувствительности под влиянием минеральных и органических удобрений.
Краткосрочное применение минеральных удобрений не вызывает де-градационных процессов. При этом повышается устойчивость каштановой почвы к действию удобрений, что приводит к развитию периферической части гумусовых кислот, предохраняющей ядерную часть от разрушения.
Длительное действие минеральных удобрений способствует уменьшению устойчивости исследуемых почв, что выражается в деградации периферической части, а на каштановой почве и центрального компонента гумусовых соединений. Усиливаются окислительные процессы, как следствие, увеличивается количество кислородсодержащих группировок в составе гумуса.
4. Длительное действие навоза положительно влияет на процесс трансформации гумуса исследуемых почв, что выражается в накоплении центральной, ядерной части гумусовых кислот. Происходит дифференциация и накопление периферических компонентов, предохраняющих «ядро» гумусовых соединений от разрушения.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуж- . дались на международной научной конференции (Москва, ВНИИА, 2002), конференции молодых ученых РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева (Москва, 2005), ежегодной конференции преподавателей и аспирантов МСХА (Москва, 2006).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы, в т.ч. 2 в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 125 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов. Содержит 17 таблиц, 11 рисунков. Список литературы включает 150 наименований, в том числе 12 иностранных авторов.
