Содержание к диссертации
Введение
1.Обзор литераруры 6
1.1. Влияние пожнивных остатков растений в звене полевого севооборота на свойства дерново-подзолистых почв 6
1.2. Вынос элементов питания с урожаем и их поступление в почву с пожнивными остатками 7
1.3. Баланс фитомассы, азота, фосфора и калия в полевом севообороте 10
1.4. Влияние зеленых удобрений на свойства почв 12
1.5. Влияние растительных остатков на свойства почв 18
1.6. Изменение под влиянием пожнивных остатков растений структурного состояния почв 22
1.7. Возникновение под влиянием пожнивных остатков растений почвоутомления 25
2. Цель и задачи исследования 33
3. Объекты исследования 34
4. Методика исследования 48
5. Эксперименталная часть 50
5.1. Влияние пожнивных остатков растений на гумусовое состояние почв 50
5.2. Влияние пожнивных остатков растений на подвижность катионов в почве 67
5.3. Влияние пожнивных остатков растений на водные свойства почв 91
5.4. Влияние пожнивных остатков растеїгай на структуру почв 105
5.5. Влияние пожнивных остатков растений на развитие проростков 115
5.6. Структурные взаимосвязи в почве, как фактор плодородия и влияние на них пожнивных остатков растений 130
Выводы 136
Список иссползованой литературы 138
- Вынос элементов питания с урожаем и их поступление в почву с пожнивными остатками
- Изменение под влиянием пожнивных остатков растений структурного состояния почв
- Влияние пожнивных остатков растений на подвижность катионов в почве
- Влияние пожнивных остатков растений на развитие проростков
Введение к работе
Актуальность темы. Повышение плодородия почв и урожая сельскохозяйственных культур при сохранении экологического равновесия является важной народнохозяйственной задачей. Одним из способов ее решения является внесение в почву пожнивных остатков растений. Однако, влияние разных пожнивных остатков на отдельные свойства почв неодинаково. Необходимо выяснение закономерностей изменения конкретных свойств почв при внесении в них определенных пожнивных остатков. В зависимости от свойств почв, лимитирующих урожай, перспективно и внесение в почву тех пожнивных остатков, которые будет оптимизировать эти свойства (или внесение в почву смеси пожнивных остатков с заданными параметрами).
В связи с изложенным, изучение влияния соломы пшеницы, ячменя и ботвы картофеля на свойства дерново-подзолистой почвы представляет несомненный теоретический и практический интерес.
Цель работы. Целью исследования являлось выяснение влияния соломы пшеницы, ячменя и ботвы картофеля на свойства дерново-подзолистой среднесуг-линистой почвы Московской области.
Задачи исследования
-
Оценка влияния соломы пшеницы, ячменя, ботвы картофеля на свойства почвы по данным модельных опытов, лабораторных исследований, по материалам многолетнего полевого опыта (оценивалось изменение водных свойств почв, их структурного состояния, подвижности поливалентных катионов, биологической активности);
-
Разработка новых методов оценки влияния пожнивных остатков растений па свойства почв (с использованием тепловых эффектов реакций сорбатов с почвой, по данным ИК спектроскопии и дериватографии, с использованием конкурирующего комплексообразования, по данным химической автографии на основе электролиза, по цвету почв в системах Lab, RGB, CMYK с использованием программы Photoshop);
-
Оценка функционального влияния пожнивных остатков на свойства почв, по сравнению со стандартами (оценка комплексообразующей способности водорастворимого органического вещества растительных остатков в единицах ЭДТА, оценка биологической их активности в единицах эпина);
-
Установление структурных взаимосвязей влияния пожнивных остатков растений на свойства почв с их химическим составом и свойствами (по данным ИК спектроскопии и дериватографии);
5. Оценка особенностей влияния пожнивных остатков растений на свойства изучаемой почвы в зависимости от Eh среды, времени разложения растительных остатков, степени окультуренности почв.
Научная новизна. В работе показана связь особенностей качественного состава водорастворимого органического вещества растительных остатков и массы соломы ячменя, пшеницы и ботвы картофеля (оцениваемых по данным ИК спектроскопии и дериватографии) с их комплексообразующей, структурообразующей способностью, биологической активностью и гидрофилыюстью. Показана зависимость изменения этих показателей от времени разложения растительных остатков. Установлено, что из сравниваемых растительных остатков солома ячменя, по сравнению с ботвой картофеля, в большей степени способствовала накоплению гумуса, обладала большей комплексообразующей и структурообразующей способностью, стимулирующей активностью по влиянию на биотесты, но меньшей гидрофильностью.
В работе впервые предлагаются следующие методики: 1) определение теплового эффекта реакций сорбатов с почвой (поглощаемых почвой соединений) с использованием прибора С-300 фирмы «Техноас», основанного на лазерной индикации теплового эффекта дистанционно; 2) определение степени гумусированно-сти почв по их цвету с использованием программы Photoshop и цветовых систем Lab, RGB, CMYK; 3) определение структурообразующей способности водорастворимого органического вещества растительных остатков по скорости осаждения суспензии цеолита (< 0,25 мм) и каолинита (< 0,25 мм) при добавлении к ним водорастворимого органического вещества; 4) предлагается оценка сорбционных свойств почв по отношению к воде по теплоте сорбции воды почвами; 5) предлагается оценка сорбционных свойств почв по отношению к водорастворимому органическому веществу растительных остатков по тепловому эффекту его сорбции почвой.
Практическая значимость работы. Результаты работы рекомендуется использовать при разработке приемов окультуривания дерново-подзолистых почв. Модификации разработанных методик рекомендуются к испытанию в научных учреждениях.
Апробация работы. Материалы диссертации представлены на 3 научных конференциях: на международной научной конференции «Современные проблемы загрязнения почв», М., МГУ, 2004; на международной конференции «Агроэколо-гические функции органического вещества почв и использование органических удобрений и биоресурсов в ландшафтном земледелии», Владимир, 2004; на 40-й научной конференции «Агрохимические приемы повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтных системах земледелия», М., ВНИИА, 2006.
Публикации. По материалам диссертации опубликованы 4 работы.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания цели и задач исследования, описания объектов исследования, методики исследования, экспериментальной части и выводов. Экспериментальная часть включает 5 глав машинописного текста, 72 таблицы и 19 рисунков. Список литературы включает 161 источник.
Вынос элементов питания с урожаем и их поступление в почву с пожнивными остатками
Вынос элементов питания с урожаем и их поступление в почву с послеуборочными остатками являются важнейшими статьями баланса био-фильных элементов в агрофитоценозе. По обобщению Шеуджен А.Х. (2003) с 1 ц основной и соответствующего количества побочной продукции пшеницей выносится 2,5 кг азота, 1,08 кг фосфора, 1,92 - калия, 0,47 - кальция, 0,31 - магния, 0,50 кг- серы. Ячменем соответственно - 2,5; 1,11; 2,50; 0,46; 0,30; 0,71. Овсом выносится 2,59 кг азота, 1,24 - фосфора, 2,86 - калия, 0,42 -кальция, 0,33 - магния, 1.20 - серы; картофелем соответственно - 0,54; 0,16; 1,07; 0,51; 0,17; 0,08.
Жуков Ю.П., Багаев В.Б., Реутов А.В. (1982) отмечают, что для получения в условиях, близких к учхозу «Михайловское», высоких урожаев озимой пшеницы «Мироновская-808» (45 ц/га), ячменя «Надя» (40-45 ц/га), картофеля «Бирюза» (300 ц/га) и горохоовсяного сена (70 ц/га) затраты (кг) азота, фосфора и калия на 10 ц товарной продукции с соответствующим количеством побочной следует принимать, равными у озимой пшеницы соответственно - 37, 12, 29; у ячменя - 50, 18, 55; у картофеля - 5,2; 1,5; 8,6; у горохо-овсяной смеси - 28,8, 32.
Для дерново-подзолистых почв учхоза «Михайловское» Демин В.А. и Правда И.И. (1983) рекомендуют следующие нормы выноса NPK (кг/га) культурами в расчете на 10 ц основной продукции (с учетом побочной): для викоовсяной смеси (сено по азоту - 20, фосфору - 7, калию - 28; для зеленой массы озимой ржи - 3,5; 1,5; 6,1; для зеленой массы кукурузы - 2.1; 0,7; 3,9; для картофеля - 4,8; 1,5; 7,5; для ячменя - 35; 14; 41 соответственно (при обеспеченности 1 га севооборота 490-540 кг д.в., в виде органических и минеральных удобрений).
Потребление элементов питания на единицу продукции, естественно, варьирует в зависимости от свойств почв, погодных условий и принятых систем удобрений. Так, для дерново-подзолистых почв Московской области, по данным Глухова Н.И. (1979), получешіьім под руководством Жукова Ю.П., потребление азота на единицу продукции колебалось у клевера на 3,8%; картофеля - 12,1%; у озимой пшеницы - на 15,7% и у ячменя - на 30,5%. Потребление фосфатов на единицу продукции варьировало у картофеля на 25,3%, у остальных культур - до 13.1%. Потребление калия на единицу продукции зерновых кулыур варьировало у зерновых на 42,2-42,5%, у клевера и картофеля соответственно на 20,7 и 15,5%.
Дерюгин И.П., Концевая СМ. (1988) отмечают, что на дерново-подзолистых почвах вынос азота и калия урожаем и на едшгацу продукции увеличивался с повышением дозы минеральных удобрений. Вынос фосфора менялся незначительно. Авторы отмечают, что погодные условия в большей степени влияли на вынос калия и в меньшей степени - азота. Вынос на единицу продукции озимой ржи составлял 36-37 кг азота, 19-20 кг - фосфора, 32 кг - калия. Вынос на 10 ц горохоовсянои смеси составлял 17-18 кг азота, 7 кг фосфора, 13 кг калия.
Поступление азота в растения снижалось при дефиците железа, марганца и цинка и не зависело от внесения меди, бора и хлора. Поглощение растениями фосфора увеличивалось при наличии меди, цинка, кальция, молибдена, но уменьшалось под влиянием магния и железа. Поглощение растениями калия снижалось под влиянием меди, марганца, никеля, цинка, молибдена, железа, бора и возрастало при внесении хлора (Ягодин Б. А., 1980).
Под влиянием азотных удобрений усиливалась мобилизация азота почвы и его использование растениями. Повышение нормы азотных удобрений в 2 раза увеличивало дополнительную мобилизацию азота почвы ячменем в 0,2-2,0 раза, кукурузой - в 0,8-1,7 раза. Доля почвенного азота в составе общего выноса его ячменем составила, в среднем за 3 года, 68%, кукурузой -72%, а доля азота удобрений в общем выносе была равна соответственно 32 и 38%(БаМ.Р., 1993). Растения потребляют элементы питания в определенных соотношениях. Для зерновых соотношение между N:P205:K.20:CaO:MgO составляет примерно 2,4:1:2:0,3:0,2; у зерновых бобовых - 4,1:1:2:0,2:0,2 (если исключить фиксированный азот). У картофеля и корнеплодов - 4,0:1,0:5:1:0,6 и 3,2:1:4,6:1,3:1,5 (Кулаковская Т.Н., 1990). Это определяет и различное влияние отдельных сельскохозяйственных культур в звене севооборота на свойства почв и баланс в них элементов питания.
Как указывает Ягодин Б.А. (1980), содержание N, P20s, К20, MgO, СаО и золы в соломе пшеницы составляет 0,50; 0,20; 0,90; 0,10; 0,28 и 4,8%; в соломе ячменя соответственно 0,50; 0,20; 1,0; 0,09; 0,33 и 4,5%; в соломе овса 0,65; 0,35; 1,60; 0,12; 0,38 и 6,4%. Как видно из представленных данных, послеуборочные остатки разных культур существенно отличаются по химическому составу. Так, в золе клевера 35% кальция, а в золе ячменя - 5%.
Зерновые бобовые культуры в 2-3 раза богаче азотом, фосфором и магнием, по сравнению со злаками. Органическое вещество картофеля и корнеплодов отличается повышенным содержанием калия. В семенах и зерне всегда больше накапливается фосфора и калия, в соломе - калия и кальция. Поэтому размеры потребления растениями элементов питания определяются не только их концентрациями в тканях, но и соотношением основной и побочной продукции (Кулаковская Т.Н., 1990).
Изменение под влиянием пожнивных остатков растений структурного состояния почв
Баланс вещества, энергии и информации в почве предполагает баланс окисления и восстановления, аэрации и анаэробиозиса, воздухо- и водообес-печенности, содержания и соотношения элементов, доступных растениям в определенных условиях окислительно-восстановительного состояния. Указанные статьи баланса в значительной степени зависят от структурного состояния почв, соотношения структурных отдельностей определенного размера. Однако, оптимальное соотношение структурных отдельностей отличается как для почв разного гранулометрического состава, гумусированности, так и для почв разной степени увлажнения и теплообеспеченности.
Сельскохозяйственное использование почв приводит к изменению их структурного состояния. Как указывает Воронин А.Д. с соавторами (1998), 25-летнее применение удобрений на дерново-подзолистых почвах не изменило их гранулометрического состава. Однако, совместно с применением извести увеличило микроагрегированность. На участках без извести несколько снизилось содержание разбухающего компонента. Известкование значительно увеличило водоустойчивость структуры и скорость фильтрации с 10 до 150 мл в минуту. В то же время, применение минеральных удобрений без извести привело к уплотнению почв и уменьшению порозности отдельных агрегатов.
Байбековым Р.Ф. (2003) показано, что при длительном применении удобрений в дерново-подзолистых почвах наблюдалось увеличение агрономически ценных агрегатов во всех вариантах, по сравнению с контролем, за исключением варианта с тройной дозой NPK. Более существенное увеличение происходило в вариантах с навозом и с полуторной дозой NPK + навоз. Фактор дисперсности (по Качинскому) снижался от 13,8% в пахотном горизонте в контроле до 6,1-10,8% - в вариантах с навозом. При этом, коэффициент структурности, по Савинову, увеличивался от 1,9 до 2,8; коэффициент структурности, по Вадюниной А.Ф., увеличивался от 21,7 до 28,9. Улучшение оструктуренности происходило и в слоеА2В - 30-45 см, в котором в контроле и в варианте с внесением навоза коэффициент дисперсности по Качинскому изменялся от 11,4 до 7,9; а коэффициент структурности по Вадюниной увеличивался от 26,8 до 37,5.
Внесение минеральных удобрений в дозе N255P135K405 за ротацию севооборота несколько ухудшало структурное состояние почв по сравнению с вариантом, где вносился навоз - 40 т/га. Плотность пахотного слоя изменялась от 1,29-1,31 г/см в вариантах с органическими удобрениями до 1,39 г/см - в контрольном варианте; общая пористость - от 49-50% в варианте с навозом до 46-47% - в контрольном варианте и с тройной дозой азота, фосфора и калия.
При деградации почв происходит деградация и их структурного состояния. Ушкаева В.Ф. (1998) отмечает, что результатом деградации структуры на агрегатном уровне является увеличение плотности сложения почв на 15-20%, снижение коэффициента структурности (отношения количества агрономически ценных фракций к сумме агрегатов 10 мм и 0,25 мм) в 3-5 раз, уменьшение порозности общей, межагрегатной и порозности отдельных агрегатов на 10%, объема крупных пор и коэффициента фильтрации в 1,5-2 раза.
Необратимые в течение вегетационного периода изменения структуры почв происходили при уплотнении (при давлениях 110-130 кПа). Одним из проявлений деградации структурного состояния почв являлось изменение водоудерживающей способности почв во всем интервале влажностей. Особенно ярко это проявлялось в интервале pF от 0 до 3 (в диапазоне структурной пористости).
Таразановой Т.В. (2002) показано, что при увеличении степени выпа ханности почв снижается содержание углерода и легкоразлагаемого органического вещества, понижается общая пористость (на 1-5,5%), снижается содержание агрономически ценных агрегатов (на 5,7-33,1%) и водопрочных агрегатов (на 27,1-50%), снижается коэффициент структурности (на 1,7-13%), увеличивается фактор дисперсности (на 9,7-18%), по сравнению с почвами залежи.
Структурный состав дерново-подзолистой суглинистой почвы при ее окультуривании улучшается, увеличиваются значения коэффициента струк турности (Кет). Водопрочность структуры с окультуриванием возрастает. Среднеокультуренная почва также характеризуется более равномерным распределением водопрочных агрегатов более 1 мм по слоям пахотного горизонта. Пористость агрегатов размером 7-0,25 мм в среднеокультуренной почве на 1,6-2,3% выше, чем в слабоокультуренной. Структурное состояние почв отличается под различными культурами севооборота, при внесении органических удобрений, пожнивных остатков.
Пожнивные остатки сельскохозяйственных культур при их разложении выделяют водорастворимые соединения, влияющие на структуру почв. По лучаемый эффект зависит от химического и биохимического состава растительных остатков, их массы, условий запашки в почву, условий разложения, определяемых как свойствами почв, так и погодными условиями. Куваева Ю.В. (1998) отмечает ведущую роль органических удобрений в сохранении агрономически ценной структуры почв в дерново-подзолистых почвах Московской области.
Почвоутомление, возникающее при бессменном выращивании культур, при неоправданно высокой доле одной культуры в севообороте, при неправильном чередовании культур, приводит к падению урожайности, к изменению в неблагоприятную сторону свойств почв, к изменению баланса вещества в агрофитоценозе.
Лобков В.Т. (1994) отмечает, что при почвоутомлении урожайность с/х культур ниже, но это не означает, что меньше и поступление органических остатков в почву. На дерново-подзолистых почвах Московской области отмечалось существенное ингибирование прорастания семян озимой ржи и на почве, взятой с бессменного, чистого пара в фазах колошения и молочной спелости данной культуры (Сафонов А.Ф., 1987). Это связывается с обнаруженным ранее повышением численности грибной микрофлоры в микробоце-нозе этого варианта (Лыков A.M., 1984).
Сафонов А.Ф. (1987) отмечает, что фитотоксичность дерново-подзолистых почв в специализированных зерновых севооборотах снижается с течение вегетационного периода. Отмечается, что при бессменном возделывании сельскохозяйственных культур, изменение уровня токсичности почвы имеет небольшую величину в течение вегетационного периода, токсичность проявляется на каком-то определенном уровне. В севообороте показатели токсичности меняются более резко. Если в начале вегетации культур они значительно ниже, чем при почвоутомлении, то в фазы наиболее активного роста и развития культур они возрастают на большую, по сравнению с монокультурой, величину. К концу вегетации различия по уровню токсичности почвы между севооборотными и бессменными вариантами часто не обнаруживаются (Лобков В.Т., 1994).
Влияние пожнивных остатков растений на подвижность катионов в почве
Пожнивные остатки растений влияют на подвижность в почве поливалентных катионов. Это влияние обусловлено несколькими причинами. В не-разложившемся и в полуразложившемся виде они являются сорбентами, поглощающими поливалентные катионы по типу физико-химической поглотительной способности, осадкообразования и комплексообразования. После разложения растительных остатков образовавшееся водорастворимое органическое вещество является реагентом, изменяющим реакцию среды, окислительно-восстановительные условия и обладающим комплексообразующей способностью. Органические остатки являются пищей для микроорганизмов, а изменение микробиологической активности почв приводит и к существенным изменениям подвижности катионов в почвах.
Для изучения отдельных сторон влияния пожнивных остатков растений на подвижность поливалентных катионов в почвах мы провели 3 серии опытов. В первой серии опытов, выполненных совместно с Гриценко М., оценивалось влияние на подвижность катионов в исследуемых почвах конкурирующего комплексообразования.
Влияние органических остатков растений на подвижность катионов в почвах в значительной степени определяется связью этих катионов с твердой фазой в исходных почвах. Мы исследовали формы связи катионов Mn, Zn, Mg, Fe, Pb, Си в слабоокультуренной дерново-подзолистой почве с внесением высоких доз удобрений в течение 38 лет OKi-З. Оценка подвижности катионов в почвах проводилась методом конкурирующего комплексообразова-ігия. Катионы вытеснялись из почвы раствором фонового электролита 0,1н КС1 и раствором этого десорбента с добавлением комплексонов 0,01м концентрации - ЭДТА, Н2С204 и СзН7СООН (Савич В.И., 1984 г
Как видно из представленных данных, максимальное количество катионов Mn, Pb, Fe, Си вытесняется из твердой фазы почв раствором КС1 + ЭДТА, так как ЭДТА обладает наибольшей из изученных комплексонов ком-плексообразующей способностью. Однако этого не отмечается для Mg, который менее склонен к образованию комплексов с применяемыми органическими лигандами.
По разности вытеснения катионов КС1+ЭДТА (КС1+ комплексон) и КС1 можно рассчитать количество катионов, вытесняемых из почв за счет комплексообразования. Полученные нами данные приведены в следующей таблице.
По полученным данным, вытеснение катионов из почв за счет ком-плексообразования было ярко выражено для Fe Мп Zn Си и не проявлялось для Mg. Количество вытесненных катионов было прямо пропорционально константам устойчивости образующихся комплексов и склонности катионов к комплексообразованию. Хорошо окультуренные почвы, по сравнению со слабоокультуренными, содержали меньше подвижных форм цинка, зато больше подвижных форм магния. В них была ниже доля наиболее подвижных форм цинка, марганца, свинца. Это иллюстрируется данными табпи-цы.
Установленная закономерность иллюстрируется рисунками 9, 10, 11, 12, где по одной из осей приведено количество вытесненных катионов в мг/л, по другой оси - lgP констант устойчивости образующихся комплексов и по третьей оси - степень окультуривания изучаемых почв (1,3 для Zn, Мп или степень загрязнения (1-3 для Си, РЬ).
Как видно из рисунка 9, вытеснение из почв Zn несколько больше в сла-боокультуренной почвы (ОКІ-1). Вытеснение выше при десорбции Zn из почв ЭДТА (lgP = 20,9) при максимальной константе образующихся комплексов. Вытеснение из почв Мп было значительно выше из слабоокультуренной почвы, по сравнению с хорошо окультуренной (в первую очередь, для рыхлосвязанных с почвой форм соединений Мп). По сравнению с вытеснением Мп раствором КС1 (lgP = 0) и Н2С204 (IgP = 3,8) вытеснение ЭДТА и С3Н7СООН значительно выше (IgP = 17,2 и 19,7 соответственно) (рисунок 10).
Вытеснение из почв Си (рисунок 11) возрастает с увеличением степени загрязнения почв. Вытеснение значительно выше при применении десорбен-та ЭДТА (lgp = 21,8) и С3Н7СООН (lgp = 22,3) по сравнению с десорбцией Н2С2О4 (IgP = 6,3). Десорбция из почв РЬ выше в более загрязненных почвах и закономерно увеличивается с увеличением констант устойчивости: Н2С2О4 lgp = 6,5; С3Н7СООН IgP = 19,0; ЭДТА lgp = 20,9 (рисунок 12).
Во второй серии опытов, выполненных совместно с Оглоблиной А., изучалось изменение подвижности в почвах поливалентных катионов под влиянием растительных остатков растений, обладающих биологической активностью.
Для создания оптимального гумусового состояния почв необходимо внесение в почву органических удобрений с заданными свойствами. Это может быть достигнуто конструированием определенного химического и биохимического состава компостов, добавлением в них ингибиторов и стимуляторов химических и биохимических реакций, микробиологической активности; регулированием рН, степени окисленное, температуры и влажности системы; добавлением в нее определенных элементов питания или токсикантов. При этом на разной стадии разложения будут получаться и различные конечные продукты реакций, протекающих в компосте.
Влияние пожнивных остатков растений на развитие проростков
Пожнивные остатки растений влияют на рост и развитие последующих культур, как в связи с изменением свойств почв, так и благодаря своему химическому и биохимическому составу. В растительных остатках содержатся как стимуляторы, так и ингибиторы, элементы питания и токсиканты. При этом содержание стимуляторов и ингибиторов меняется в зависимости от срока разложения растительных остатков и условий их разложения. Последнее определяет различное влияние даже определенных растительных остатков на развитие культур на разных почвах.
В работе поставлена цель выяснения влияния пожнивных остатков некоторых растений, выращиваемых в изучаемом севообороте на развитие проростков. В качестве объектов исследования, выбраны солома пшеницы, солома ячменя и ботва картофеля, химическая и биохимическая характеристика которых дана в следующих таблицах.
Для пожнивных остатков характеристические пики поглощения могут сдвигаться на 20-50 см 1 в зависимости от способов приготовления препаратов. Ряд функциональных групп органических соединений может иметь близкие к указанным пики поглощения на ИК спектрах. Поэтому идентификация функциональных групп гумусовых соединений почв и водорастворимого органического вещества компостов не является бесспорной. Однако, она часто используется исследователями. Это позволило и нам применить подобный метод.
Для оценки влияния водорастворимого органического вещества на прорастание семян, очевидно, важно наличие в нем карбоксильных, спиртовых, фенольных и хинонных группировок. Влияние на водные свойства почв и структуру обусловлено гидрофильностью и гидрофобностью органического вещества. При этом гидрофильные группировки СООН, ОН характеризуются поглощением в области 1640-1720 см-1; 1150-1050 см"1, а гидрофобные -поглощением в области 2980-2900 и 1375 см". В нижеследующей таблице приведено соотношение этих функциональных групп, т.к. соотношение ин-тенсивностей поглощения в меньшей степени зависит от условий съемки, чем сами интенсивности.
Как видно из представленных данных, водорастворимое органическое вещество из ботвы картофеля, по сравнению с водорастворимым органическим веществом из соломы пшеницы и ячменя, характеризуется большей интенсивностью пиков поглощения в области 3600-3300 см", обусловленной несвязанными ОН группами. Однако, степень гидрофильиости по принятому критерию в нем ниже.
Ориентировочная оценка свойств водорастворимого органического вещества пожнивных остатков может быть также проведена по его оптической плотности в видимой области спектра, что представлено в следующей таблице.
Оптическая плотность зависит от концентрации углерода в растворе, которая составляла в водорастворимом органическом веществе из соломы пшеницы 0,9 г/л; из соломы ячменя - 1.2 г/л а из ботвы картофеля - 0,6 г/л. Однако соотношение оптических плотностей при 465 и 750 нм от концентрации углерода в растворе не зависит. Это соотношение, как правило, колеблется от 3 до 7, и его увеличение характеризует увеличение в составе молекул доли ароматических группировок и уменьшение доли алифатических. Судя по полученным данным, большее отношение Е4/Е6 характерно для водорастворимого органического вещества соломы ячменя и пшеницы и меньше для водорастворимого органического вещества из ботвы картофеля.
В определенной степени свойства водорастворимого органического вещества характеризуются и данными дериватографии. Алифатические группировки сгорают при более низких температурах, а ароматические - при более высоких Как видно из даїшьіх таблицы 42, при добавлении растительных остат ков в почву отмечается увеличеігае гидрофильности почв, что соответствует большему количеству в почве прочносвязанной воды. В наибольшей степени это проявлялось при внесении в почву ботвы картофеля. При внесении в поч ву ботвы картофеля отмечалось и уменьшение прочности связи воды с поч вой, что характеризуется более низкими температурами эндотермических ф эффектов. Аналогичная зависимость и при внесении в почву соломы ячменя. В то же время, добавление к почве соломы пшеницы привело к увеличению прочности связи воды с почвой. В задачи исследования входило: 1) выяснение влияния пожнивных ос татков и водорастворимого органического вещества из них на развитие про ростков; 2) вьиснение влияния водорастворимого органического вещества из пожнивных остатков на развитие проростков разных растений, в зависимости от времени компостирования растительных остатков; 3) выяснение стимули рующей способности водорастворимого органического вещества пожнивных #Л остатков при разной степени его разведения и в сравнении с известными стимуляторами. В качестве тест-объектов выбраны семена кресс-салата, редиса, вики, ячменя. Для выяснения поставленных вопросов были поставлены 3 серии опытов.
В второй серии опытов 10 г растительных остатков компостировались с 250 мл Н20 в течение 5, 15, 25 дней. В дальнейшем к 10 семенам вики, ячменя, кресс-салата добавляли 5 мл фильтрата водорастворимого органического вещества из растительных остатков и через 5 дней измеряли длину корней и стеблей проростков. Одновремешю в исследуемых образцах водорастворимого органического вещества растительных остатков определяли содержание углерода, оптическую плотность при 450-750 нм, в высушенных препаратах сняли инфракрасные спектры.
В третьем опыте испытывали влияние водорастворимого органического вещества соломы пшеницы, ячменя и ботвы картофеля на прорастание семян при разной степени разведения исходного раствора, в качестве сравнения, использовали эпин и циркон. Эпин является природным биорегулятором, поддерживающим в норме иммунную систему растений, особенно в стрессовых ситуациях. Относится к группе брассинолидов . Эпин стимулирует в растениях фитогормоны: гиббереллины, цитокинины и ауксины.
В четвертом опыте изучалось влияние на развитие проростков кресс-салата водорастворимого органического вещества из отходов с/х производства (стеблей хлопчатника, лузги подсолнечника), а также из листьев дуба, березы и зеленой массы биологически активных растений: зверобоя, крапивы, донника, зеленого чая.
