Введение к работе
Работа является итогом цикла научных исследований, выполненных
как лично автором,- так и под его руководством на кафедре-почвоведе-
ния и агрохимии Ростовского государственного университета начиная с 1976 года по настоящее время.
Общетеоретическая значимость. Изучение и оценка качества почв являются важнейшим этапом в установлении уровня их плодородия. Многочисленными исследованиями отмечено, что главнейшими и всеобщими критериями оценки уровня продуктивности почвы-являются мощность гумусовых горизонтов и запасы гумуса в них. На урожайность сельскохозяйственных культур оказывает влияние не только общий запас органического вещества, но и качественный состав гумуса (Безуглова.1980). Это предопределяет необходимость оценки качества гумуса при бонити-ровочных работах.
Другой важнейшей проблемой является дегумифккация почв. Потеря гумуса пахотными почвами при невысокой культуре земледелия почти повсеместное явление. Исследование причин и темпов этого экологического бедствия, путей его предотвращения является основой мониторинга земель и составления прогнозов их трансформации в условиях бистро меняющейся обстановки под влиянием антропогенного воздействия.
К числу важнейших приемов восстановления гумусного состояния почв относится внесение органических удобрений и поиск ноенх материалов для пополнения их запасов. Оценка их экологической безопасности, влияния на свойства почв и урохай растений - актуальное направление научных исследований. Проведенное нами изучение бурого угля, углегуминовых удобрений и некоторых биологически активных веществ (кормовой концентрат лизина и отходы его производства, отходы производства спирта) вносит определенный вклад в развитие теории и практики их применения.
Региональная значимость. Пристальное внимание исследователей привлекают общая характеристика органической части почвы, исследование природы и строения гумусовых веществ в связи с генетическими вопросами почвообразования, изменение органического вещества при освоении почв и различных приемах окультуривания. Известно, что типы и подтипы почв различаются не только по запасам гумуса, его содержанию и распределению в профиле, но и по качественному составу.
С этой точки зрения почвы южной России представляют особый интерес. Обусловлено это тем, что регион,. территориально превосходящий многие крупные европейские государства, располагается на контакте биоклиматических зон - степной и сухостепной. В свою очередь степная зона представлена двумя биоклиматическими фациями: умеренно-теплой
Восточно-Европейской и теплой Южно-Европейской. Процессы гумусообра-зования в таких условиях имеют ряд специфических особенностей. Автором впервые выполнено подробное обобщение гумусного состояния почв юга России, что позволило .выявить специфику гумусообразования в них. Цель и задачи исследования. Основная цель работы - дать характеристику современного гумусного состояния основных почв южной России, выявить особенности гумусообразования в них, направление и характер трансформации почвенного органического вещества в ходе сельскохозяйственного использования. Поставленная цель предопределила необходимость решения ряда задач, имеющих самостоятельное научное значение:
изучение специфики гумусообразования в черноземах и каштановых почвах в условиях теплой Южно-Европейской фации;'
исследование влияния таких процессов как солонцовый и ыоча-ристый на гумусообразование;
изучение влияния орошения на процессы гумусообразования;
выявление влияния распашки, внесения минеральных и органических удобрений на гумусообразование;
исследование возможности применения нетрадиционных органических удобрений (на основе бурого угля) с целью повышения плодородия почв. Выявление их влияния на процессы гумусообразования;
выявление влияния некоторых перспективных биологически активных веществ, в том числе и отходов производства, применяемых в качестве стимуляторов роста сельскохозяйственных растений, на процессы гумусообразования.
Объекты и методы, организация исследований. Объекты исследований - зональные почвы степей - черноземы обыкновенные и южные умеренно-теплой Восточно-Европейской фации, черноземы обыкновенные карбонатные теплой Южно-Европейской фации, каштановые почвы умеренно-теплой Восточно-Европейской фации. Изучались также процессы гумусообразования в интразональных почвах - солонцах каштановых и луго-во-черноземных мочаристых почвах.
Исследования проводились на многолетних стационарных опытах в содружестве с кафедрой химии и прикладной экологии Новочеркасскогс инженерно-мелиоративного института, Южным зональным центром научногс обеспечения Агропрома, лабораторией агрохимии НПО "Дон", кафедрами биохимии и зоологии Ростовского государственного университета. Е этих опытах изучалось влияние на гумусное состояние почв орошения, органических и минеральных удобрений, бурого угля и углегуматов, биологически активных веществ.
Гумусное состояние почв исследовали путем закладки разрезов hs
- б -
типичных элементах рельефа в колхозах, совхозах, госсортоучастках Ростовской области. Отбирались смешанные агрохимические образцы из пахотного~ слоя ~почв;~что~позволило"для этого"наиболее деятельного слоя провести статистический анализ результатов аналитических работ и установить степень достоверности полученных различий. С этой же целью использовались фондовые материалы почвенных и агрохимических обследований земель, проведенных в разные годы институтом ШНИИГШ1-РОЗЕМ и проектно-изыскательским центром "Ростовский".
Лабораторно-аналитические исследования выполнены автором и под его руководством с использованием общепринятых методов в лабораториях кафедры почвоведения и агрохимии Ростовского государственного университета, кафедры химии почв Московского государственного университета. Математическая обработка экспериментального материала проведена методами корреляционного и дисперсионного анализов (Дмитриев, 1972; Доспехов,1978).
Финансирование исследований проводилось из средств госбюджета, выделяемых на выполнение плановой темы "Разработка теоретических основ и приемов рационального использования земельных ресурсов Нижнего Дона", а также, начиная с 1992 года, по программе "Университеты России".
Основные защищаемые положения
-
Общие географические закономерности гумусообразовання в зональных почвах находят подтверждение в условиях южной России. Характерная биоклиматическая обстановка является причиной специфических свойств гумуса черноземов теплой Южно-европейской фации и каштановых почв умеренно-теплой Восточно-Европейской фации -пониженной обугле-роженности и низкой степени бензоидности по сравнению со средними значениями, характеризующими гумус этих типов почв.
-
Бонитировочные работы должны обязательно включать оценку качественного состава гумуса в почвах. С этой целью для черноземов и каштановых почв предлагается использовать содержание щелочнораство-римых (без декальдарования почвы) гумусовых веществ, рассчитывая по их количеству поправочные коэффициенты к баллам бонмтета почв.
-
В пахотных почвах Ростовской области наблюдается уменьшение запасов гумуса. Анализ этого явления свидетельствует о том, что потеря гумуса происходит преимущественно за счет выпаханности почв.
-
Бурый уголь и удобрения на его основе - экологически чистые я недорогие материалы - могут служить средством восполнения запасов органического вещества в почвах.
Научная новизна и практическая ценность работы:
- впервые выполнено' подробное исследование гумусного состояния
основных типов почв южной России. Установлены и статистически доказаны специфические черты гумусообразования в условиях теплой Южно-Европейской фации;
обоснована необходимость учета качественного состава гумусе при установлении уровня плодородия почв, предложены поправочные, коэффициенты к баллам бонитета почв на качество гумуса;
установлены темпы потерь гумуса в почвах Ростовской области, составлена картограмма темпов потерь гумуса для всей области;
проведено подробное исследование влияния бурого угля и угле-гуматов на гумусное состояние оролаемых черноземов и каштановые почв. Доказана их экологическая безопасность. Обоснованы оптимальные дозы удобрений;
выполнено исследование влияния на гумусное состояние черноземов и каштановых почв таких перспективных биологически активных веществ как кормовой концентрат лизина и отходы его производства, отходы промышленного производства спирта. Указано на необходимость их использования только совместно с минеральными удобрениями.
Апробация работы. Материалы исследований были доложены на XV Международном конгрессе почвоведов (Акапулько, Мексика, 1994); на VII съезде Всесоюзного общества почвоведоз (Новосибирск,1989); на всесоюзных научных конференциях (Ленинград, 1983, 1986; Москва, 1991); не республиканских научных и научно-производственных конференциях (Ростов-на-Дону, 1976, 1978; Кишинев, 1983; 1990; Волгоград, 1989; Киев, 1989, 1993); на научных сессиях в РТУ (1980, 1982, 1983,1988, 1989) и региональных конференциях в Новочеркасском инженерно-мелиоратнвноь институте (1990, 1991, 1992, 1993).
Публикации. По теме диссертации опубликована 41 работа, подготовлена и сдана в печать обобщающая монография.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, глав, выводов и списка литературы - 420 наименований (в том числе ЗЕ - иностранных авторов). Работа изложена на^лс страницах машинописного текста, включает 63 таблицы, 24 рисунка. Даны приложения на ^ страницах, содержащие материалы статистической обработки экспериментальных данных.