Введение к работе
Актуальность темы: Почва - важнейший компонент и уникальное образование биосферы. Долговечность наземной части экосистемы во многих случаях зависит от биологических, химических и физических свойств органического вещества. почвы. Совершенно очевидно, что органическое вещество почвы, как и любой другой компонент экосистемы, может изменяться под воздействием различных факторов. Среди острейших проблем сельского хозяйства важное место занимает деградация почвенного покрова вследствие водной эрозии. Водная эрозия представляет собой не просто разрушение почвы-и пород под действием водных потоков, а является сложным физико-географическим процессом, последствия которого проявляются не только в частных нарушениях, но и в перерождении целых природных комплексов. Первостепенное значение в комплексе ирогивоэрозионных мер в условиях склонового земледелия придается обработке почвы.
Актуальным является изучение трансформации качественного состава гумуса смытых почв, так как для разработки моделей адаптивно-ландшафтных систем земледелия, при определении мер по восстановлению плодородия эродированных почв в рамках агроэкологического"" мониторинга склоновых земель недостаточно периодической оценки количественного уровня содержания органического вещества.
Цель и задачи исследований. Целью работы являлось выявление трансформационных изменений органического вещества на структурном уровне." вызваемых длительным применением различных способов противоэрозионной обработки почвы при склоновом земледелии. В соответствии с целью исследовании были поставлены следующие основные задачи: оценить влияние обычной и поверхностной обработок. а также крутизны склона (4 и 8) на фракционно-групповон состав гумуса и гидрофильные свойства дерново-подзолистой средне- и слабосмытой почвы: выявить направленность процессов трансформации гумусовых кислот под действием изучаемых факторов современными физико-химическими методами.
Научная новизна. Получены> новые данные по фракционно-групповому составу гумуса и гидрофильным .свойствам почвы длительного стационарного опыта на склонах различной крутизны, заложенного в 1980 году для выявления количественных характеристик развития водной эрозии в условиях интенсивного земледелия Нечерноземной зоны и для изучения эффективности противоэрозионных мероприятий (И.П. Макаров и др., 1987; Кочетов И.С.,1989; Пунтус М.М., 1990).
Существует достаточное число исследований, в которых количественно оценивалось изменение содержания гумуса на склоновых землях, однако все потери относились только за счет эрозионных
процессов. В нашей работе предпринята попытка охарактеризовать транслокационные процессы на склонах различной крутизны, основываясь на качественном изменении состава и структурных преобразованиях органического вещества в слое 0-10 и 10-20 см.
Впервые на основе комплекса современных методов физико-химического анализа (элементный анализ. ИК-спектроскопня, термический анализ) изучено влияние способов обработки почвы и эрозионных процессов на качественный состав и свойства гумусовых кислот, полученных методом предельного извлечения без разделения на фульво- и гуминовые кислоты. Такой метод дает возможность получить более объективную информацию о гумусовом состоянии дерново-подзолистой почвы различной степени смытости. Прямое определение содержания серы в препаратах гумусовых кислот частично снимает долю неопределенности с кислорода, вычисляемого по разности.
Впервые изучено влияние естественных эрозионных процессов на качественный состав органического вещества почв склонов.
В результате комплексных исследований получена система диагностических показателей трансформационных изменений гумусовых веществ под действием обычной и поверхностной обработок.
Практическая значимость. Результаты исследования могут служить исходными данными для изучения характера и направленности процессов трансформации гумусовых соединений под влиянием исследуемых факторов.
Предложенная система диагностических показателей (Черников
В.Л..1984), может быть положена в основу агроэкологического
мониторинга за качественными изменениями гумуса склоновых земель, а
полученные параметры могут быть использованы при разработке
моделей адаптивно-ландшафтных систем земледелия, оптимизированных
по условиям стока. С этой точки зрения полученные результаты могут
служить исходными данными для обоснования прогнозных изменений в
будущем.
Результаты исследования качественного состава- и свойств
гумусовых кислот по предлагаемым параметрам имеют важное значение
не только для диагностики процессов трансформации гумуса, но и для
обоснования и выбора наиболее рациональной противоэрозионной
системы обработки почвы. Изучение структурных особенностей
гумусовых соединений позволит ближе подойти к регулированию
состава и свойств органического вещества почв при развитии
эрозионных процессов. .
Работа является одной из составляющих цикла исследований, результаты которых моїуг служить теоретической основой (банком данных) для изучения гумусового состояния почв в системе экологического и иочвенно-агрохнмического мониторинга, а также для
.2
изучения гумуса как одного из важнейших энергетических компонентов биосферы.
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на научной конференции молодых ученых ТСХА в 1995 году и конференциях молодых ученых в ВНУА (1995-1997).
Публикации по результатам работы. По материалам диссертации
опубликовано четыре печатные работы. _
Структура диссертации. Диссертация содержит А&? страниц., машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследования, шести глав экспериментальной части, выводов и списка литературы СЗ^работ, в том числе ^?. зарубежных). В работе содержится 19 таблиц и 44 рисунка.
Работа выполнена на кафедре физической и коллоидной химик и на кафедре экологии и безопасности жизнедеятельности Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева. Автор выражает благодарность сотрудникам кафедры земледелия и методики опытного дела за предоставленные почвенные образцы и материалы по истории опыта.
