Введение к работе
Актуальность работы
В настоящее времястало очевидным, что при разработке долгосрочной программы полевого и плантационого земледелия в тропической зоне недостаточно стали учитывать только природно – климатические и почвенные условия, но необходимо во главу деятельности ставить вопросы прогноза масштабов воздействия хозяйственной практики на природную среду. Достаточно отметить, что системы мероприятий по управлению, регулированию, сохранению, и повышению плодородия тропических почв оказываются эффективными только в том случае, если они опираются на теоретически обоснованные концепции.
Гумус дает важную информацию не только при решении проблем, связанных с сохранением, восстановлением и повышением плодородия почв, рекультивацией нарушенных антропогенным воздействием земель, но и при изучении эволюции почв, их устойчивости-изменчивости при изменении природной среды как естественным, так и антропогенным путем, при реконструкции типов и условий древнего почвообразования, палеоэкологических условий обитания древнего человека и многих других.
Гумус как продукт органо-минеральных взаимодействий в почвах является тем ее компонентом, который участвует в реализации почвами основных биосферных функций, в конечном итоге обусловливая устойчивость экосистем.
Вьетнам находится в муссоной, тропической зоне, 3/4 площади его расположены в горной местности. Поэтому природные условия Горного Вьетнама, имеющей сложную историю развития, отличающейся своеобразной орографией и распределением климата, накладывают существенное влияние на свойства почв и изменение состава гумуса — совокупности продуктов органо-минеральных реакций в пространстве.
Кроме того, такие свойства гумуса почв, как специфичность по отношению к характеристикам природной среды и сохранность во времени основных параметров соотношения и состава ее компонентов (т.е. ее сенсорность и рефлекторность) существенно расширили применимость этого почвенного компонента при решении вопросов, связанных с эволюцией природной среды и прогнозами ее развития в будущем. Этотребует не только всесторонних и сопоставимых сведений о составе гумуса, но и знаний количественных связей характеристик гумуса с экологическими условиями их формирования.
Цель работы
Основной целью диссертационного исследования являлось изучение гумусового состояния почв в различных типах ландшафтов горного края Вьетнама. Натурные и лабораторные исследования позволят обосновать и предложить модели защиты почв от ускоренной деградации, что будет способствовать повышению продуктивности растений и защите окружающей среды.
Задачи исследования:
1.Изучение географических закономерностей формирования органического вещества и его поступления в почвы различных ландшафтов.
2. Выявление главных особенностей превращения органического вещества и процессов гумусообразования в почвах различного генезиса и характера их использования.
Объекты и методы исследования:
1. Объекты исследований: различные типы ландшафтов южной центральной части Горного Вьетнама:
- Ландшафты природных саванн.
- Ландшафты первичных и вторичных лесов.
- Агроландшафты государственных и крестьянских хозяйств.
2. Методы исследования
* Полевые: полевые исследования включают:
- Рекогносцировка территории южной центральной части Горного Вьетнама.
- Выбор типичных ландшафтов.
- Детальное изучение природных и антропогенных факторов почвообразования.
- Установление индикаторов антропогенного прессинга на почвы различных ландшафтов.
- Изучение строения и морфологии почв.
- Отбор и коллекционирование образов почв для химического анализа.
- Определение плотности сложения почв.
* Лабораторные: лабораторные исследования включают:
- Определение содержания гумуса.
- Определение состава гумуса.
- Определение гранулометрического состава почв.
- Определение физико – химических свойств почв ( pH, ЕКО... ).
- Определение общей сорбционной поверхности мелкозёма почв.
Все исследования в полевых и лабораторных условиях осуществлялисяь в соответствии со стандартными методами, принятыми в международной практике.
Расчётно – графические работы:
1. Разработка прогностических моделей по оптимизации и экологической безопасности природопользования.
2. Фотографирование:
- Общего вида (понорама) ландшафта.
- Ключевых особенностей выбранного ландшафта (состояние растений, работа по уходу за растениями, уборка урожая итд...).
3. Сбор текущей информации по проблемам локального землепользования и земледелия посредством бесед с представителями органов управления и землепользователем.
Научная новизна и теоретическая значимость работы
Научная новизна и значимость полученных результатов анализа и обобщения определяются:
1. Установленнием и обоснованием географичесих закономерностей формирования гумусового состояния и элементов режима аллитных, ферраллитных и других групп почв базальтовых плато Тайнгуен Вьетнама;
2. Установленнием и обоснованием фактов и концепций фитоценотической и агрономической деградаций аллитных, ферраллитных и ферритных почв, выраженных опосредованно через органическое вещество;
3. Разработкой концептуальных и прогностических сценариев и анализом феноменов нативной и антропогенной деградаций тропических почв, выраженных опосредованно через органическое вещество.
Результаты исследований ферраллитных почв различных природных зон Горного Вьетнама показали значительное варьирование соотношений стабильных и лабильных форм органических соединений в почвах лесных, саванновых и сельскохозяйственных ландшафтов. Интегрирование результатов хемодеструкционного фракционирования органического вещества позволяет в первом приближении выделить три основные разновидности результирующих процессов поступления и превращения органического вещества.
Для почв лесных ландшафтов органическое вещество характеризуется равновеликим содержанием стабильных и лабильных органических соединений. При этом доля трудно окисляемых веществ составляет 34-37%.
Для почв саванновых ландшафтов органическое вещество характеризуется также равновеликим содержанием стабильных форм (СФ) и лабильных форм (ЛФ), но доля трудно окисляемых веществ достигает 57 -61%.
Такие соотношения СФ и ЛФ органического вещества в почвах лесных и саванновых ландшафтов мы рассматриваем как индикатор, характеризующий устойчивую и сбалансированную систему.
Для почв агроландшафтов органическое вещество характеризуется преобладанием трудно окисляемых веществ, которое устойчиво к внешним воздействиям, хотя и мало функционально по своей природе. Такое соотношение СФ и ЛФ, свидетельствующее о преобладании трудно окисляемых веществ (>70%), мы рассматриваем как индикатор устойчивой, но несбалансированной системы.
Преобладание легко разлагаемого органического вещества при доле стабильных форм меньше 28% от общего углерода характерно для почв с проявлением сезонного переувлажнения, сопровождающегося развитием восстановительных процессов.
Результаты анализа состояния гуминов ферраллитных почв кофейных плантаций плато Тайнгуен Вьетнама позволили предложить понятие «гумины гумуса» использовать в качестве интегрального показателя состояния почв, определяемого термином « экологической устойчивости почв» к внешним и антропогенным воздействиям.
Таким образом, проблема устойчивости гумусовых веществ и разработка адекватных критериев ее оценки является одним из приоритетных вопросов современной химии почв. Важно подчеркнуть, что трансформация мортмассы органических остатков в почвенном профиле, накопление и консервация углерода и азота в гумусовых веществах, с одной стороны, и разрушение и минерализация последних, с другой стороны, составляют важнейшие статьи баланса углерода в наземных экосистемах.
Апробация работы
Материалы диссертации докладывались: на II Международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования РУДН: Инновационные процессы в АПК, РУДН, 2010г.; на Первой Международной межвузовской конференции «Современные методы аналитического контроля качества и безопасности продовольственного сырья и продуктов питания».М.:МГУТУим.К.Г.Разумовского, 2010г.; на III Международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования РУДН: Инновационные процессы в АПК, РУДН, 2011г.; на IV Международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования РУДН: Инновационные процессы в АПК, РУДН, 2012г.; на V Международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов «Инновационные процессы в АПК», РУДН, 2013г.
Диссертационная работа апробирована на заседании кафедры почвоведения, земледелия и земельного кадастра аграрного факультета Российского университета дружбы народов и на кафедре почвоведения, геологии и ландшафтоведения факультета почвоведения, агрохимии и экологии РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева.
Публикации
По материалам диссертации опубликованы 6 статей, в том числе 1 статья в журнале из списка, рекомендованных ВАК РФ.
Автор благодарит за помощь в работе, советы и ценные замечания доктора биологических наук, професораЛарешина В.Г., преподавателей, сотрудников и аспирантов кафедры почвоведения, земледелия и земельного кадастра аграрного факультета Российского университета дружбы народов за ценные замечания и помощь при выполнении работы.
Объём и структура диссертации
Работа состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методики исследования, результатов исследования, заключения и списка использованной литературы, приложения. Результаты исследования изложены в 4 главах. Работа изложена на 135страницах машинописного текста, содержит 27 таблици 13 рисунков. Список литературы включает170наименования на русском, английском, вьетнамском и французском языках.
Личный вклад автора
В диссертации обобщены и проанализированы материалы личных полевых рекогносцировочных и лабораторных работ в географической сети наблюдений в пределах территории базальтового плато Тайнгуен. В ходе рекогносцировочных работ были выбраны модельные ландшафты, обеспеченные определённой фактической научной информацией, полученной представителями национальных научных школ Вьетнама. В число значимых обобщений разрозненных данных были включены диссертационые исследования Фан КеЛок (1985), Чан Конг Тау (1987), Нгуен Динь Ки (1990), НгоТхиХонг Ван (1995), ЗыонгХоангБик (1999), Нгуен Ван Тхон (2002), НгуенСуан Хай (2003), содержащие научную информацию по различным проблемным вопросам природопользования. Анализ и оценка этой информации позволили значительно оптимизировать объём полевых работ и повысить точность прогнозов по устойчивости почв в экосистемах Вьетнама.
Дополнительно нами были изучены почвы на основании 73 заложенных глубоких разрезов и проанализированы типичные образцы почв в химических лабораториях по методам, принятым во Вьетнаме и РФ.
