Введение к работе
Актуальность темы. В современных условиях ведения сельского хозяйства, когда повсеместно наблюдается снижение содержания органического вещества в почве, ежегодные потери гумуса составляют 0,50 - 1,70 т/га, важнейшее значение приобретают вопросы сохранения плодородия почв. Повышение антропогенной нагрузки в условиях интенсивного земледелия приводит к нарушению естественного хода почвообразовательного процесса, причем трансформация затрагивает не только количественное, но и качественное состояние почвы. Как известно, органическое вещество занимает одно из центральных мест в поддержании плодородия почвы и экологической устойчивости. Одним из важнейших факторов в управлении гумусовым состоянием почвы является контроль за качеством гумуса.
Цели и задачи. Цель работы: дать качественную и количественную оценку состояния органического вещества в длительном стационарном опыте, заложенным академиком И.С. Шатиловым, по получению программированного ' урожая на дерново-среднеподзолистой среднесуглинистой почве разного уровня плодородия. В работе ставилась задача - установить влияние длительного внесения минеральных.' удобрений на качественный состав и свойства органического вещества дерново-среднеподзолистой почвы разной степени окультуренности и выявить основные процессы, вызывающие его трансформацию. Выявить эффективность используемых методов физико-химического анализа при оценке и прогнозировании гумусового состояния почвы и изучить возможность использования полученных показателей в почвенно-экологическом мониторинге дерново-подзолистой почвы.
Научная новизна. Впервые в длительном стационарном опыте изучалось гумусовое состояние как пахотного (0-20 см), так и подпахотного (20-40 см) слоя почвы. В работе использовался комплекс современных методов физико-химического анализа (элементный анализ, ИК-спектроскопия, термический анализ) и почвенного анализа (определение набухания, кислотно-солевого состава). Были изучены состав и свойства гумусовых кислот, полученных методом предельного извлечения без разделения на фульво- и гуминовые кислоты, более точно отражающих всю совокупность органического вещества.
Практическая значимость. Полученные результаты позволяют выявить качественные изменения гумусовых кислот, в результате длительного
антропогенного воздействия, рекомендовать наиболее оптимальные приемы агротехники способствующие оптимизации и воспроизводству гумуса.
Апробация работы. Основные результаты диссертации были изложены на научных конференциях молодых ученых РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева в 2003, 2004 году, на Международной научно-практической конференции (Владимир, 1-5 июля 2004 г.), на IV съезде Докучаевского общества почвоведов (Новосибирск 9-13 августа 2004г.), на Международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения основателя кафедры агрохимии ИрГСХА проф. А.Н. Угарова и 70-летию кафедры (Иркутск, 2005г.). Опубликовано 8 работ, в том числе одна работа в журнале Известия ТСХА вып.З 2008г., рекомендованном ВАК.
Объем работы. Диссертация изложена на 136 страницах, состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы (238 наименования, в том числе 32 зарубежных). В работе содержится 13 таблиц, 9 рисунков.
Особую благодарность автор выражает своему научному руководителю доценту С.Э. Старых; профессору кафедры экология В.А. Черникову за консультации при обсуждении диссертационной работы. Автор выражает
благодарность кафедре растениеводства и |А.Г. Замараеву| за совместное сотрудничество в рамках программы П.140.101.
Объектом исследования является длительный стационарный опыт кафедры растениеводства в учебно-опытном хозяйстве МСХА "Михайловское" по получению программированных урожаев на дерново-подзолистых почвах Московской области разного уровня плодородия на балансовой основе. Опыт заложен в 1966 году академиком И.С. Шатиловым.
Объектом исследования являются дерново-среднеподзолистые среднесуглинистые почвы характеристики, которых представлены в многочисленных работах академика И.С. Шатилова (Шатилов и др. 1979, 1985, 1987,2004).
Повторность в опытах без применения удобрений 3-кратная, а в опытах, где дозы удобрений были рассчитаны на планируемый урожай, величину которого определяли по среднемноголетней влагообеспеченности - 6-кратная. Размер делянок - соответственно 360 м2 и 1160 м2. Размещение их рендомизированное.
Исследования проводили на почве под озимой пшеницей в пахотном слое 0-20 см и в подпахотном слое 20-40 см.
Опыты проводились по схеме: низкое плодородие (контроль), среднее плодородие без применения минеральных удобрений, среднее плодородие с длительным применением минеральных удобрений (из расчета использования растениями 3% ФАР), повышенное плодородие без применения минеральных удобрений, повышенное плодородие с длительным применением минеральных удобрений (из расчета использования растениями 3% ФАР).
Отбор образцов произведен в 2002 году, после уборки урожая озимой пшеницы, в соответствии с ГОСТом 17.4.3.01-83.
Исследования проводили как в почвенных образцах, так и в препаратах гумусовых кислот.
В почвенных образцах проводили следующие анализы: определение общего углерода по И.В. Тюрину, определение величины набухания по A.M. Васильеву в модификации С.Н. Алешина, определение кислотно-солевого отношения с заменой спектрофотометрического окончания на гравиметрическое.
В препаратах, выделенных из соответствующих почвенных образцов, проводили следующие исследования: определение элементного состава гумусовых кислот (С, Н, N, S), графо-статистическая обработка данных элементного анализа проводилась по Ван-Кревелену, определение степени окисленности гумусовых кислот по Д.С. Орлову, определение качественного состава функциональных групп и атомных группировок методом ИК-спектроскопии, дифференциально-термический и термогравиметрический анализ.
