Введение к работе
Актуальность проблемы. Трансформация органического вещества в почве является ключевым звеном, определяющим функционирование почвы как саморегулирующейся системы и ее продуктивность, т.е. почвенное плодородие. Главным агентом, ведущим трансформационные процессы, является почвенная микробиота, которая одновременно представляет собой и один из наиболее подвижных пулов почвенного органического вещества (ПОВ).
Ведение интенсивного земледелия невозможно без применения азотных удобрений, влияние которых на органическое вещество и микробиоту почвы неоднозначно. Поэтому для управления почвенным плодородием в сельскохозяйственных экосистемах необходимо изучать процессы трансформации ПОВ при внесении азотных удобрений.
Трансформационные процессы зависят от качественного состояния органического вещества, в смысле доступности его для микроорганизмов, а также от запасов и динамики поведения агента, ведущего эти процессы, - почвенных микроорганизмов. Следовательно, значительный интерес представляет совмещение всех этих направлений в одной работе: как качественное состояние органического вещества, в пределах одного типа почв, влияет на процессы его трансформации при внесении азотных удобрений, с упором на изучение поведения микробной биомассы.
Цель и задачи исследования. Цель работы заключалась в выявлении значения качества органического вещества для процессов его трансформации при внесении азотных удобрений. Для этого необходимо было решить следующие задачи: I^характеризовать качество органического вещества исследуемых почв, особое внимание уделяя размерам и динамике микробной биомассы; 2установить связи между размерами микробного пула, потоками С и N через него и показателями качества ПОВ, полученными традиционными химическими методами; 3)выявить воздействие азотных удобрений на процессы трансформации органического вещества; 4)изучить влияние качественного состояния ПОВ на трансформацию азота.
Научная новизна. В диссертации осуществлен комплексный подход к мониторингу ПОВ, для чего одновременно использовались микробиологические показатели (запасы микробной биомассы и потоки С и N через нее) и показатели, характеризующие подвижность ПОВ, определяемые химическим фракционированием. Показано, что для легких
дерново-подзолистых почв содержание органического углерода в 0.5 и KgSO^ вытяжке отражает обеспеченность микрофлоры энергетическим субстратом. Установлено, что интенсивность трансформационных процессов ПОВ больше характеризуют размеры потоков биогенных элементов через микробную биомассу, а не их запасы в ней. Показано, что величина иммобилизации N- удобрения в органической форме зависит от скорости биологического обмена азота в почве (от частоты смены циклов иммобилизацииБ реминерализации).
Практическая значимость. Полученные результаты исследований могут быть использованы для построения имитационных моделей трансформации органического вещества почвы.
Разработанная модификация метода определения N-биомассы позволяет оценить ее размеры в присутствии высокой концентрации минерального азота в почве.
Установлено, что среди химических методов выделения доступного углерода наибольшая связь с микробной биомассой наблюдалась для Сорг в KgSO^.
Апробация работы. Основные положения работы были доложены на: Intern. Conference "Structure and Function ol Soil Organisms-Communities with the Influence of Anthropogenous Factors" (Ceske Budejovlce, 1990); Всесоюзном совещании "Проблема азота в интенсивном земледелии" (Новосибирск, 1990); Всесоюзном совещании "Перспектива создания экологичски чистых технологий возделывания сельскохозяйственных культур (Ленинград, 1990); Всероссийской конференции "Вопросы агрофизики при воспроизводстве плодородия почв" (Санкт-Петербург, 1994).
Публикации.По материалам диссертации опубликовано 5 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследования, экспериментальной части, выводов и приложения. Работа изложена на 202 страницах машинописного текста, содержит 26 таблиц и 18 рисунков в основной части. Список используемой литературы включает 228 наименований, в том числе 98 зарубежных.