Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Подвижность водорастворимого органического вещества аллювиальной луговой почвы древней дельты р. Кубань Гуторова Оксана Александровна

Подвижность водорастворимого органического вещества аллювиальной луговой почвы древней дельты р. Кубань
<
Подвижность водорастворимого органического вещества аллювиальной луговой почвы древней дельты р. Кубань Подвижность водорастворимого органического вещества аллювиальной луговой почвы древней дельты р. Кубань Подвижность водорастворимого органического вещества аллювиальной луговой почвы древней дельты р. Кубань Подвижность водорастворимого органического вещества аллювиальной луговой почвы древней дельты р. Кубань Подвижность водорастворимого органического вещества аллювиальной луговой почвы древней дельты р. Кубань Подвижность водорастворимого органического вещества аллювиальной луговой почвы древней дельты р. Кубань Подвижность водорастворимого органического вещества аллювиальной луговой почвы древней дельты р. Кубань Подвижность водорастворимого органического вещества аллювиальной луговой почвы древней дельты р. Кубань Подвижность водорастворимого органического вещества аллювиальной луговой почвы древней дельты р. Кубань Подвижность водорастворимого органического вещества аллювиальной луговой почвы древней дельты р. Кубань Подвижность водорастворимого органического вещества аллювиальной луговой почвы древней дельты р. Кубань Подвижность водорастворимого органического вещества аллювиальной луговой почвы древней дельты р. Кубань
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Гуторова Оксана Александровна. Подвижность водорастворимого органического вещества аллювиальной луговой почвы древней дельты р. Кубань : Дис. ... канд. биол. наук : 03.00.27 Краснодар, 2006 206 с. РГБ ОД, 61:06-3/847

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Обзор литературы 7

1.1 Генезис и особенности почвообразования рисовых почв 7

1.2 Роль водорастворимого органического вещества в генезисе и плодородии почв 16

1.3 Подвижность водорастворимого органического вещества почвы при возделывании риса 22

ГЛАВА 2. Почвенно-климатические условия, объекты и методы исследований 31

2.1 Климат 31

2.2 Рельеф 32

2.3 Гидрография и гидрогеология 33

2.4 Растительность 34

2.5 Почвообразующие и подстилающие породы 35

2.6 Объекты и методы исследований 36

ГЛАВА 3. Морфогенетические изменения аллювиальной луговой почвы при разном сельскохозяйственном использовании 41

3.1 Морфологические свойства почвы 41

3.2 Физико-химические свойства почвы 51

3.3 Профильное распределение органического вещества почвы 60

3.4 Профильное распределение водорастворимого органического вещества почвы 63

ГЛАВА 4. Диагностика аллювиальной луговой почвы по степени сельскохозяйственного использования 69

ГЛАВА 5. Почвенные процессы при возделывании риса 79

5.1 Динамика окислительно-восстановительного режима почвы 79

5.2 Динамика питательного режима почвы 83

ГЛАВА 6. Вариабельность содержания водорастворимого органического вещества почвы в зависимости от условий сельскохозяйственного использования 91

6.1 Многолетние изменения содержания водорастворимого органического вещества почвы 91

6.2 Сезонные изменения содержания водорастворимого органического вещества почвы 94

6.3 Изменения содержания водорастворимого органического вещества почвы в течение вегетации риса 104

ГЛАВА 7. Подвижность водорастворимого органического вещества почвы в зависимости от гидротермических условий 117

7.1 Влияние температуры на окислительно-восстановительный режим и подвижность водорастворимого органического вещества почвы 118

7.2 Влияние влажности на окислительно-восстановительный режим и подвижность водорастворимого органического вещества почвы 131

Выводы 150

Список используемой литературы 152

Приложения 178

Введение к работе

Актуальность исследования. Возделывание культуры затопляемого риса существенно изменяет условия почвообразования. Изменения характера и направленности водно-воздушного и солевого режима, окислительно-восстановительных условий, системы обработки и применения удобрений вызывает глубокие преобразования в морфологическом строении почвы, а также биологических, химических и физико-химических её свойств. Изучение гумусового состояния почв рисовых полей, в основном, сводится к определению общего содержания и запасов гумуса, а также его группового и фракционного состава. Большое внимание уделяется водному, солевому и • питательному режиму, тогда как другие почвенные процессы остаются малоизученными. Особенно это относится к вопросам изучения подвижности водорастворимого органического вещества, его роли в почвообразовании и формировании почвенного плодородия в условиях рисовых агроценозов.

Цель и задачи исследования. Цель работы - изучить влияние условий сельскохозяйственного использования аллювиальной луговой почвы на • подвижность водорастворимого органического вещества.

Задачи исследований:

- исследовать влияние условий сельскохозяйственного использования аллювиальной луговой почвы древней дельты р. Кубань на изменение морфологических и физико-химических свойств;

- определить информативные признаки для диагностики аллювиальной луговой почвы по степени сельскохозяйственного использования;

- изучить вариабельность содержания водорастворимого органического вещества почвы в зависимости от условий использования;

- изучить влияние гидротермических условий на подвижность водорастворимого органического вещества почвы.

Ь Положения, выносимые на защиту: 1.В качестве информативных признаков при диагностике рисовых почв рекомендуется использовать показатели содержания легко- и трудноокисляемого водорастворимого органического вещества.

2. Содержание легкоокисляемого водорастворимого органического вещества зависит от условий сельскохозяйственного использования почвы.

3. Гидрологический фактор в условиях рисового поля в течение вегетационного периода оказывает большое влияние на подвижность водорастворимых органических веществ почвы.

4. Легкоокисляемые органические вещества почвы в отличие от трудноокисляемых представляют собой наиболее изменчивую и динамичную часть водорастворимого гумуса.

Научная новизна исследования. Впервые в качестве диагностических признаков аллювиальной луговой почвы разного сельскохозяйственного назначения использованы показатели содержания легко- и трудноокисляемого водорастворимого органического вещества. Показаны изменения содержания водорастворимого органического вещества почвы в зависимости от сезонной мобилизации и гидротермических условий. Впервые методом многомерного дисперсионного анализа установлены различия в содержании легко- и трудноокисляемого водорастворимого органического вещества почвы в зависимости от внесения удобрений. Впервые в условиях рисовых агроценозов, методом дискриминантного анализа, установлены значимые сроки отборов почвенных образцов для определения содержания легко- и трудноокисляемого водорастворимого органического вещества.

Практическая значимость исследования. Полученные результаты исследований могут использоваться учебными и научно-исследовательскими организациями для теоретического обоснования интенсивности и направленности почвообразовательных процессов в рисовых почвах. Выделенный комплекс информативных признаков даёт возможность проводить диагностику рисовых почв с меньшими затратами. Результаты исследований используются в учебном процессе Кубанского государственного аграрного университета и в практической работе Научно изыскательского общества «ГЕЯ-НИИ» при проведении почвенных обследований, связанных с разработкой приёмов рационального использования сельскохозяйственных угодий Краснодарского края и мероприятий по повышению их эффективного плодородия.

Апробация работы. Результаты исследований ежегодно докладывались на заседаниях методической комиссии технологического центра ГНУ ВНИИ риса (2000-2004 гг.), а также на: 4-й и 7-й Региональной научно-практической конференции молодых учёных «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (Краснодар 2002,2005); Международной научной конференции «Обеспечение высокой экономической эффективности и экологической безопасности приёмов использования удобрений и других средств химизации в агротехнологиях» (Москва, 2003); Всероссийской конференции «VI Докучаевские молодёжные чтения» «Город. Почва. Экология» (Санкт-Петербург, 2003); Научно-практической конференции «Совершенствование систем земледелия в различных агроладшафтах Краснодарского края» (Краснодар, 2004); Всероссийской научно-практической конференции «Развитие инновационных процессов в рисоводстве - базовый принцип стабилизации отрасли» (Краснодар, 2005).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, общим объёмом 0,76 п.л., личный вклад 58%.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 206 страницах, включающих 37 таблиц, 24 рисунка и 22 приложения. Список использованной литературы включает 242 наименований, в том числе 29 иностранных авторов.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю А.Г. Ладатко за помощь и поддержку при написании диссертационной работы, а также всему коллективу лаборатории земледелия ГНУ ВНИИ риса за помощь при проведении полевых и лабораторных исследований.

Роль водорастворимого органического вещества в генезисе и плодородии почв

В сложном взаимодействии растительных организмов с почвой существенная роль принадлежит водорастворимым органическим веществам растительных остатков. Эта роль определяется тем, что как свежие, так и гумифицированные остатки содержат специфические соединения и зольные элементы, которые после вымывания из тканей растений вступают в контакт с почвой и активно воздействуют на её твёрдую фазу [102, 103]. Состав этих соединений также сильно варьирует в зависимости от видов растений. Поступая в почву, значительная часть соединений претерпевает биодеградацию, приводящую к их быстрому исчезновению, другие сохраняются и эволюционируют путём потери растворимости в малополимеризованные гумусовые соединения. В зависимости от скорости биодеградации, скорости потери растворимости, проницаемости субстрата водорастворимым веществам удаётся мигрировать на большую или меньшую глубину профиля почвы, причём их роль в эволюции и формирования профиля становится значительной. Главным фактором эволюции водорастворимых соединений в почве является аэрация; в анаэробных условиях она идёт значительно медленнее [56]. Водорастворимые органические вещества наряду с нерастворимыми в воде компонентами растительных остатков и удобрений являются источником гумусовых веществ почвы. Взаимодействие водорастворимых веществ с почвой сопровождается реакциями обменного поглощения катионов, при этом часть катионов из раствора сорбируется почвой, а часть десорбируется из почвы и мигрирует с растворами по профилю. Источники образования органических соединений в почвах различны: под лесом - лесная подстилка, а в пахотных почвах - послеуборочные пожнивные и корневые остатки и органические удобрения. В процессе разложения органических веществ зарождается почвенный раствор, насыщенный органическими кислотами, из которых мигрируют гумусовые кислоты типа бурых гуминовых и фульвокислот, а также низкомолекулярные соединения, которые воздействуют на твёрдую фазу почвы и вызывают разрушение минералов [156].

Присутствие в составе растительных остатков водорастворимых органических веществ заметно влияет на процесс гумификации и накопление гумуса и почти не влияет на скорость и степень минерализации органической массы [119].

Установлено [73, 81], что при формировании гумусового горизонта они участвуют в образовании всех групп гумусовых веществ. Так, в течение года за счёт водорастворимых органических веществ образуется приблизительно 1% гумуса от общего его содержания в гумусовом горизонте.

Как отмечает И.С. Кауричев [74], что при гумификации растительных остатков более богатых азотом, легкоразлагающимися соединениями, зольными элементами в большом количестве образуются «гуминовые» кислоты, в составе водорастворимых органических веществ, главным образом, присутствуют соли низкомолекулярных органических кислот, а образующиеся водорастворимые органические вещества обладают высокой сорбционной способностью. Такие условия почвообразования способствуют формированию профиля с хорошими физико-химическими свойствами, накоплению гумуса с повышенным содержанием гуминовых кислот, высокой активностью микробиологических процессов, а, следовательно, и формированию более глубокого почвенного профиля.

А.А. Коротков отмечает [103], что водорастворимые органические вещества свежих растительных остатков интенсивно поглощаются как гумусовым горизонтом, так и материнской породой, в то время как водорастворимые гумифицированные вещества взаимодействуют только с малогумусированной почвенной массой профиля (породы) и не поглощаются гумусовым горизонтом, именно поэтому они активно мигрируют из пахотного слоя.

Водорастворимые органические вещества, мигрирующие в почве, имеют сложный состав. Изучение состава лизиметрических вод методом потенциометрического титрования позволило установить, что водорастворимые органические вещества в большей мере представлены свободными низкомолекулярными кислотами и их солями, а также соединениями типа полифенолов [74]. Из гумифицированных растительных остатков водорастворимые органические вещества наиболее интенсивно поступают в начальные сроки разложения, а затем их количество постепенно уменьшается и через год составляет лишь 0,4-1,4% от исходной их массы. В составе водорастворимых продуктов трансформации растительных остатков преобладают высокомолекулярные вещества (с молекулярной массой более 1500), до 10 # 40% приходится на долю низкомолекулярных индивидуальных веществ: углеводов, низкомолекулярных органических кислот, фенольных соединений и др. [7, 141]. До половины водорастворимого органического вещества растительных остатков теряется в начале первых трёх месяцев после поступления в почву. Поэтому прямое коррелирование содержания водорастворимых органических веществ и процесса разложения возможно только в течении первых недель. В дальнейшем существенные поправки вносит процесс реутилизации органических веществ микроорганизмами [46]. Поэтому поводу И.В. Тюрин отмечал [по 8], что наиболее ценным является тот гумус, который трудно уловить из-за его мобильности и неустойчивости к воздействию микрофлоры. Почвы с повышенным запасом общего гумуса, характеризующиеся благоприятными условиями для микробиологической деятельности, отличаются заметным накоплением водорастворимого гумуса, отражая биологическую активность почв [169]. Установлено [218, 235], что высокая эмиссия СО2 почвы связана с обогащением наиболее ароматичными и сложными молекулами растворенного органического вещества.

Профильное распределение органического вещества почвы

В профиле 8-польного рисового севооборота и залежи повышенное содержание кальция в составе поглощённых оснований предотвращает вымывание легкоокисляемого водорастворимого органического вещества из верхних горизонтов почвы. При этом с увеличением щелочной реакции в нижней части почвенного профиля подвижность легкоокисляемого водорастворимого органического вещества повышается. В почвенном профиле богары содержание легкоокисляемого водорастворимого органического вещества на глубине 40-110 см значительно увеличивается. Реакция среды в этой части профиля достигает значительных величин до 8,70-8,96 рН. Вероятно, повышение щелочных свойств почвы обусловило большую растворимость легкоокисляемого водорастворимого органического вещества (до 0,33-0,43% от общего содержания гумуса). Об этом свидетельствует и более высокая минерализация грунтовых вод (1,2 г/л при рН 7,20) по сравнению с участками бессменного посева риса (0,47 г/л при рН 7,55) и залежи (0,84 г/л при рН 6,89). По литературным данным известно, что присутствие поглощённого натрия сильно повышает подвижность гумуса [94, 96, 97], а в щелочной среде можно ожидать быстрый распад специфических гумусовых веществ [66]. Наиболее обогащенным легкоокисляемыми веществами водорастворимого гумуса является верхний слой 0-5 см залежи, несколько менее - верхний слой 0-6 см богары, что связано, во-первых, с различным биохимическим составом самой растительности, при разложении которых образуются водорастворимые органические вещества, а во-вторых, с их миграцией за пределы гумусового профиля. В пахотном слое почвы 8 польного рисового севооборота отмечается высокое содержание легкоокисляемого водорастворимого органического вещества, а в условиях бессменного возделывания риса его содержание меньше в 1,5-2,0 раза по сравнению с участками рисового севооборота, залежи и богары. По отношению к общему содержанию органического вещества почвы её легкоокисляющая водорастворимая часть в верхнем горизонте залежи и богары составляет 0,14 и 0,10% соответственно, в пахотном слое 8-польного рисового севооборота - 0,14%, а в условиях бессменного посева риса снижается до 0,06%. С глубиной доля легкоокисляемого ВОВ в составе органического вещества увеличивается (приложение 2). По величине отношения водорастворимого гумуса к общему Скопинцев [178] предлагает судить о химической природе водорастворимого органического вещества. Увеличение этого коэффициента вниз по профилю почвы свидетельствует об относительном росте ароматических структур в составе водорастворимого органического вещества с глубиной. Некоторыми учёными отмечено [157], что существует некоторая связь между содержанием в почве легкоокисляемого водорастворимого органического вещества и его способностью обеспечивать растения азотом. Чем выше содержание легкоокисляемого водорастворимого органического вещества, тем больше содержит почва азота, который может быть усвоен растениями. Принято считать, что если в 100 г почвы менее 5мгСОг легкоокисляемого водорастворимого органического вещества, то в ней мало азота в форме водорастворимого гумуса, 5-15мгСС 2 отвечает среднему содержанию и довольно высокое при 15 мг СОг и более. Как видно из таблицы 7, что в пересчёте на СОг содержание легкоокисляемого водорастворимого органического вещества в верхних горизонтах колеблется в пределах от 0,33 до 0,81 мг СО2 на 100 г почвы. В соответствии с предложенной группировкой аллювиальная луговая почва относится к категории низкообеспеченной по содержанию в ней легкоокисляемого водорастворимого органического вещества. При этом наименьшие показатели отмечаются в условиях бессменного возделывания риса, что в некоторой степени отражает почвенное плодородие этого участка. 67 Таким образом, данные по содержанию легкоокисляемого водорастворимого органического вещества позволяют не только характеризовать гумусовое состояние почвы, но и дифференцировать дозы вносимых удобрений. Трудноокисляемые органические соединения почвы являются преобладающей частью водорастворимого гумуса и достигают в верхних горизонтах 64-79% от его суммы. Распределение трудноокисляемого водорастворимого органического вещества по профилю почвы относительно Распределение трудноокисляемого водорастворимого органического вещества по профилю аллювиальной луговой почвы разного сельскохозяйственного использования Как показывает рисунок 10, что в пределах профиля бессменного посева риса и 8-польного рисового севооборота содержание трудноокисляемого водорастворимого гумуса колеблется от 0,00761 до 0,00774%. В условиях залежи его содержание уменьшается в верхнем (0-5 см) горизонте почвы, а в средней и нижней части профиля изменяется слабо. Следовательно, потери трудноокисляемых водорастворимых органических веществ за пределы почвенного профиля минимальны, они прочно закрепляются в генетических горизонтах и являются наиболее стабильными и малоподвижными соединениями водорастворимого гумуса. В условиях богары с увеличением глубины почвы содержание трудноокисляемого водорастворимого органического вещества снижается. По-видимому, сильнощелочные свойства почвенной среды способствовали распаду трудноокисляемых органических соединений. В составе органического вещества почвы доля трудноокисляемого водорастворимого органического вещества вниз по профилю увеличивается, особенно на участках рисовых полей (приложение 2). Так, в профиле залежи и богары доля трудноокисляемого ВОВ повышается с 0,16-0,18%) в горизонте Ад до 0,97-1,07%) в горизонте С, а в условиях рисовой почвы с 0,25-0,27% в Апах до 1,03-1,58% в горизонте С. Это свидетельствует о преимущественном содержании ароматических структур в составе водорастворимого органического вещества почвы.

Динамика окислительно-восстановительного режима почвы

Органическое вещество - динамический компонент почвы. Количественный и качественный составы органического вещества являются важнейшими показателями, определяющими устойчивость почвы к внешним факторам, степень ее саморегулирующей способности и устойчивости земледелия. В почвах с пониженным содержанием гумуса и недостаточным количеством негумифицированного органического вещества происходит ухудшение химических, физических и биологических свойств, что снижает сопротивляемость к внешним воздействиям и не обеспечивает благоприятных условий для развития растений. Такие приёмы как известкование и удобрения могут вызвать значительные колебания в содержании водорастворимого органического вещества почвы, причём в полевых условиях эффект от этих приёмов остаётся не ясным из-за многих почвенных свойств, которые взаимодействуют одновременно и разнонаправлено [215]. Исследованиями, проведёнными на различных типах почв, показано, что длительное систематическое применение удобрений приводит к увеличению содержания водорастворимого гумуса, особенно на фоне минеральных удобрений [42, 205], а систематическое применение органических удобрений способствует к закреплению гумуса и уменьшает его подвижность [140]. Другими исследованиями отмечено [29], что внесение органических и органоминеральных удобрений увеличивает содержание водорастворимого гумуса, а при внесении одних минеральных удобрений, наоборот, снижает. Шевцова считает [204], что окультуривание почв, длительное применение как органических, так и минеральных удобрений приводит к накоплению подвижных наиболее молодых в химическом отношении гумусовых соединений. Литературные сведения, касающиеся исследований содержания « водорастворимого органического вещества в условиях рисовых агроценозов в зависимости от агротехники возделывания риса, весьма ограничены. В связи с этим наши исследования были направлены на изучение изменения содержания легко- и трудноокисляемого водорастворимого органического вещества почвы в условиях бессменного возделывания риса.

В результате проведённых исследований (1999-2003 гг.) установлено, что содержание легкоокисляемого водорастворимого органического вещества (ВОВ) почвы существенно зависит от регулярности пополнения её свежим органическим веществом (рис. 12).

Ежегодное возделывание озимой пшеницы на зелёное удобрение (до 1999 г.) достоверно увеличивает содержание легкоокисляемого ВОВ почвы в среднем на 39% по сравнению с другими вариантами опыта. Прекращение посева озимой пшеницы на сидерат, даже на один год, приводит к резкому снижению (в среднем на 47-53%) его содержания в почве. В последующие годы (2000 и 2001 гг.) возделывания озимой пшеницы на зелёное удобрение содержания легкоокисляемого ВОВ почвы достоверно повышается на 20 и 26% соответственно для двух лет. И по сравнению с другими изучаемыми в опыте вариантами содержание легкоокисляемого ВОВ почвы увеличилось в вариантах, где проводили посев озимой пшеницы, в среднем на 22-30%.

Ежегодное применение одних минеральных удобрений за изучаемый период статистически достоверно увеличивает содержание легкоокисляемого ВОВ почвы в среднем на 14% по сравнению с вариантом без внесения удобрений. При этом на обоих вариантах его содержание в течение 5 лет изменяется в небольших пределах. Наибольшее содержание легкоокисляемого ВОВ почвы наблюдается в слое 10-20 см, что связано с выносом его в нижнюю часть пахотного слоя, особенно при ежегодном применении минеральных удобрений. Посев озимой пшеницы на зелёное удобрение не только обогащает почву легкоокисляемым водорастворимым гумусом, но и сдерживает его перераспределение в нижележащие почвенные слои. Достоверных статистических различий содержания трудноокисляемого водорастворимого органического вещества почвы в зависимости от агротехники бессменного возделывания риса не наблюдается (рис. 13). В течение пяти лет содержание трудноокисляемого водорастворимого органического вещества почвы изменяется в среднем по вариантам опыта от 0,00767 до 0,00773%С (НСР05 по фактору С = 0,000041). Таким образом, можно заключить, что трудноокисляемое органическое вещество является наиболее стабильной, устойчивой и малоподвижной частью водорастворимого органического вещества почвы.Таким образом, длительное возделывание риса без внесения удобрений приводит к уменьшению содержания в почве легкоокисляемого водорастворимого органического вещества. Ежегодное применение одних минеральных удобрений способствует перераспределению водорастворимого органического вещества из верхней части почвы в нижние её слои. Возделывание озимой пшеницы на зеленое удобрение обогащает почву легкоокисляемым водорастворимым органическим веществом и сдерживает его перераспределение в нижележащие почвенные слои, и соответственно повышает эффективное плодородие почвы.

Сезонные изменения содержания водорастворимого органического вещества почвы

Окислительно-восстановительное состояние почвы и взаимосвязанные с ней параметры в значительной степени определяют почвенное плодородие [78]. Окислительно-восстановительные условия конкретной почвы, прежде всего, связаны с гидротермическими условиями. Влажность определяет аэрацию почвы, а вместе с температурным режимом - интенсивность и направление биохимических процессов. Повышение влажности почвы способствует переходу в растворённое состояние различных компонентов органической и минеральной части почвы. Вместе с тем неодинаковые темпы развития восстановительных процессов объясняются различиями в содержании гумуса и его качественном составе, в мобильности органических веществ и доступности их микроорганизмам, а также в содержании и мобильности форм некоторых минеральных компонентов [79, 86].

Многими исследованиями [11, 17, 44, 79, 179] установлено, что повышение температуры до 29-3 0С вызывает снижение окислительно-восстановительного потенциала. В то же время Кауричев и Малий [84] в условиях лабораторного опыта при избыточном увлажнении почв и низких температурах показали развитие восстановительных процессов.

Как показывает многочисленный опыт исследований [49, 59, 60, 86, 106, 201, 224, 236], увлажнение почвы до 30 и 70% от ПВ способствует развитию окислительных условий, а при затоплении почвы доминируют восстановительные процессы.

С повышением степени увлажнения и ухудшением условий аэрации замедляются процессы превращения органических остатков, накапливаются промежуточные продукты разложения, в том числе и водорастворимые органические вещества неспецифической природы, ослабляется образование собственно гумусовых веществ [77, 79, 85, 95]. С одной стороны [237], по мере снижения окислительно-восстановительного потенциала почвы содержание растворимых форм железа и марганца увеличивается, а содержание растворённого углерода снижается. С другой стороны [177], скорость снижения окислительно-восстановительного потенциала определяется наличием водорастворимого органического вещества в почве. В результате проведённых лабораторных исследований были получены данные, свидетельствующие об интенсивности развития восстановительных процессов и подвижности водорастворимого органического вещества аллювиальной луговой почвы разного сельскохозяйственного использования в зависимости от гидротермических условий. Лабораторный опыт по изучению влияния температуры (10 и 30С) на развитие восстановительных процессов и подвижность водорастворимого органического вещества проводили в условиях затопления почвы слоем воды в 1 см. Окислительно-восстановительные условия оценивали по динамике активности водородных ионов (рН) и содержания суммы восстановленных продуктов. Подвижность водорастворимого органического вещества почвы -по динамике содержания легко- и трудноокисляемых соединений.

Проведёнными исследованиями установлено, что с повышением температуры от 10 до 30С в условиях затопления почвы развитие восстановительных процессов резко возрастает. При этом восстановленные условия формируются и при температуре 10С.

Затопление почвы в течение 30 дней, независимо от температуры, способствует увеличению активности ионов водорода (рН). Так, при температуре 10С реакция почвенной среды повышается на 0,45-0,70 ед. в слое 0-10 см и на 0,38-0,60 ед. в слое 10-20 см. Аналогичное увеличение рН происходит и при температуре 30С: на 0,87-1,14 и 0,14-1,15 ед. соответственно. Причём с повышением температуры интервал значений рН в процессе компостирования почвы изменяется шире.

С повышением температуры от 10 до 30С величина рН в варианте залежи существенно не изменяется, лишь увеличивается за весь период компостирования в слое 0-10 см (в среднем на 0,25 ед.), что говорит о высокой буферной способности почвы. В условиях бессменного посева риса, напротив, величина рН увеличивается в слое 0-10 см в среднем на 0,65 ед. При этом реакция почвы в условиях компостирования почвы залежи при температуре 10С выше на 1,00-1,14 и аналогично при температуре 30С на 0,39-0,61 ед. по сравнению с вариантами бессменного посева риса.

Сумма восстановленных продуктов также не является величиной постоянной и с увеличением продолжительности затопления почвы их содержание повышается (табл. 32 и 33).

Компостирование почвы в течение 30 дней при температуре 10С увеличивает количество восстановленных продуктов в вариантах бессменного посева риса на 25,23, 31,44, 34,87, 39,15 (согласно схеме опыта) и в варианте залежи на 49,12 мгОг/ЮО г. Аналогичные изменения содержания суммы восстановленных продуктов происходит и при компостировании почвы с температурой 30С: 72,91, 87,92, 94,79, 98,11 и 90,01 мг (VI00 г соответственно. При этом более восстановленные условия формируется в слое 0-10 см.

Динамика накопления суммы восстановленных продуктов в зависимости от температуры и длительности компостирования почвы имеет свои закономерности. Компостирование почвы при 10С уменьшает содержание восстановленных продуктов в среднем в 2-3 раза по отношению к температуре 30С. Характерной особенностью для таких условий является то, что накопление восстановленных продуктов идёт медленно и в небольших количествах в течение всего периода наблюдений. Наибольшее их образование отмечается после 15 дней компостирования почвы (табл. 32). При температуре 30С, напротив, наиболее интенсивно восстановленные продукты образуются в начале 5... 10 дней с момента затопления почвы. Так, за 5 дней компостирования почвы происходит максимальное их накопление и составляет 47-65% от общего образования за весь период (табл. 33).

Похожие диссертации на Подвижность водорастворимого органического вещества аллювиальной луговой почвы древней дельты р. Кубань