Введение к работе
Актуальность. В настоящее время остро стоит проблема сохранения и воспроизводства плодородия почв. При решении этой проблемы особое место должно отводиться исследованию оптимизации режима органического вещества, определяющего, в свою очередь, осуществление многих экологических функций почв.
В исследованиях ВНИПТИОУ в длительных стационарных опытах изучается влияние длительного применения различных систем удобрений на оптимальные параметры гумусового состояния легких дерново-подзолистых почв, характеризующиеся низким содержанием гумуса и элементов минерального питания, потерей питательных веществ за пределы корнеобитаемого слоя, низкой емкостью катионного обмена, неустойчивым водным режимом, кислой реакцией среды. Однако, важное значение для исследования экологических функций почв, и, особенно органического вещества имеет изучение качественного состава, свойств и агроэкологических особенностей. Для дерново-подзолистых супесчаных почв Владимирской области такие данные отсутствуют.
Цель работы состоит в изучении состава, свойств и агроэкологических особенностей гумусовых соединений дерново-подзолистых супесчаных почв Владимирской области.
Задачи работы:
1. Исследовать влияние длительного применения различных систем удобрений
на качественный состав органического вещества почв:
Изучить гидрофильные и гидрофобные свойства почв;
Провести дериватографический анализ почвы для изучения природы органических веществ и прочности их связи с минеральной частью почвы;
Определить содержание водорастворимого органического вещества;
2. Исследовать влияние длительного применения различных систем удобрений
на агроэкологические особенности гумусовых кислот почв:
Провести препаративное предельное извлечение гумусовых кислот без их разделения на гуминовые и фульвокислоты;
Определить элементный состав и его изменение под влиянием различных систем удобрения;
Изучить особенности строения гумусовых кислот методами дифференциально-термического и дифференциально-термогравиметрического анализов и их трансформацию под влиянием различных систем удобрения;
2.4. Изучить влияние различных систем удобрения на ИК-
спектрофотометрическую характеристику гумусовых кислот.
Научная новизна. Впервые в длительном стационарном опыте с использованием комплекса методов физико-химического анализа изучены состав и свойства; количественные и качественные характеристики органического вещества почв опытного поля ВНИПТИОУ.
Дана оценка эффективности влияния различных систем удобрения на гидрофильные свойства почв по величине максимальной емкости набухания и константы скорости набухания; термические показатели почв.
Впервые проведено исследование препаратов гумусовых кислот без разделения их на гуминовые и фульвокислоты, что дает возможность изучить органическое вещество в естественном (нативном) состоянии, не разрушая его структурного состояния; изучены их термографическая характеристика, элементный состав и инфракрасные спектры.
Практическая значимость. Полученные данные о составе, свойствах и качественных показателях органического вещества почв являются ценным экспериментальным материалом, служащий теоретическим руководством при выборе оптимальных систем удобрений по влиянию не только на урожайность возделываемых культур с учетом выноса элементов питания, но и на агроэколо-гические особенности органического вещества. Результаты исследований являются теоретической и практической основой для осуществления дальнейших почвенно-экологических исследований.
Защищаемые положения:
Длительное применение различных систем удобрений действует разнонаправленно на агроэкологические особенности гумусовых соединений, определяемые качественным составом, свойствами и количественным содержанием органического вещества в почве, выявленные на основе данных комплекса методов физико-химического анализа.
При длительном применении минеральной системы в повышенных дозах удобрений (вариант N100P50K120) происходит понижение устойчивости органического вещества исследуемых почв, что проявляется в наибольшем увеличении соотношения «слабосвязанного» и «прочносвязанного» ОВ, деградации компонентов периферической и центральной частей гумусовых кислот. Умеренные дозы минеральных удобрений (вариант N5oP25K«>)> напротив, способствуют повышению устойчивости гумуса. Происходит закрепление центральной части гумусовых кислот.
Органическая система удобрения при дозе навоза 20 т/га вызывает развитие периферической части гумусовых кислот и одновременное уменьшение ее устойчивости, увеличение степени окисленности гумусовых кислот; при дозе
навоза 10 т/га происходит снижение устойчивости циклических компонентов центральной части гумусовых кислот.
4. Длительное применение органо-минеральной системы удобрения в варианте навоз 10 т/га + N100P50K120 обусловливает устойчивость периферической части гумусовых кислот, защищающая центральную часть от деградации. Вариант навоз 10 т/га + N50P25K60 вызывает накопление компонентов периферической части и одновременную их деградацию.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на промежуточных аттестациях докторантов, аспирантов и соискателей, а также на расширенном заседании кафедры экологии.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 3 работы, включая 2 статьи в рецензируемых журналах по списку ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 13Д страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, содержит 16 таблиц и 4 рисунка. Список литературы включает 200 наименований, в том числе 14 на иностранных языках.
