Введение к работе
Актуальность темы исследования. Гумусное состояние почв, формирующееся в ходе длительного процесса гумусообразования, является отражением экологических условий функционирования почв и их трансформации под влиянием внешних и внутренних сил. Динамика экологических факторов гумусообразования наблюдается как в зонально-географическом ряду почв, так и при изменении агроэкологической ситуации.
Среди степных почв России в плане установления особенностей процесса гумусообразования лучше других исследованы черноземы Центрально-Черноземной области (Адерихин, 1969; Шевченко, Щербаков, 1984; Щеглов, 1999; Ахтырцев, 2002; Девятова и др., 2004; Зборищук, 2007 и др.). Изучению процесса гумусообразования степных почв Уральского региона также посвящено значительное количество работ, основная часть которых раскрывает характерные черты формирования гумусного состояния черноземов Южного Предуралья (Хазиев и др., 1991; Хабиров, 1993; Русанов, 1995; Багаутдинов, Хазиев, 2000 и др.).
В то же время, степное Зауралье в этом отношении мало изучено. Экологические аспекты функционирования черноземов на территории Зауралья в пределах Республики Башкортостан раскрыты в работах ряда авторов (Суюндуков, 2001; Хасанова, 2007; Сальманова, 2008; Габбасова, Сулейманов, 2009; Аблаева, 2009 и др.). Информация о почвах Зауралья на территории Оренбургской области содержится в небольшом числе монографических работ (Климентьев, Блохин, 1996; Блохин, 1997; Климентьев, 2000). Однако исследований процесса гумусообразования степных почв Зауралья под влиянием комплекса природных и агрогенных факторов на указанной территории не проводилось.
Таким образом, актуальность темы диссертационного исследования обусловливается ведущей ролью гумуса в формировании естественного плодородия степных почв и в обеспечении их биоценотических функций, а также недостаточным количеством сведений об экологических особенностях процесса гумусообразования зональных подтипов почв степного Зауралья и динамики их свойств под влиянием сельскохозяйственного использования.
Цель работы заключается в изучении динамики экологических факторов гумусообразования и гумусного состояния почв в зонально-географическом ряду степного Зауралья и под влиянием длительного сельскохозяйственного применения.
Для достижения цели исследования были поставлены и решены следующие основные задачи:
- изучить состав и структуру естественных степных фитоценозов Зауралья и их агрогенную трансформацию;
- исследовать гидротермический режим целинных и пахотных почв степного Зауралья;
- определить водно-физические и структурные свойства степных почв Зауралья и направления их трансформации под влиянием длительного пахотного использования;
- исследовать параметры биологической активности степных почв Зауралья и их агрогенную динамику;
- оценить влияние изученных факторов на показатели гумусного состояния степных почв Зауралья.
Объекты исследования. Работы проводились на типичных для местности целинных и пахотных участках степных почв Зауралья, расположенных в ряду географической зональности: черноземы обыкновенные, черноземы южные, темно-каштановые почвы. Выбранные участки исследования находились в пределах Кваркенского, Адамовского и Новоорского административных районов Оренбургской области.
Научная новизна работы заключается в следующем:
- проведено исследование зонально-генетических особенностей гумусообразования почв степной зоны Зауралья, обусловленных влиянием растительного покрова, гидротермического режима, физических свойств и ферментативной активности;
- показана агрогенная динамика экологических факторов гумусообразования степных почв Зауралья, сопровождающаяся нивелированием зонально-генетических различий пахотных почв;
- проведена оценка гумусного состояния целинных и пахотных почв Оренбургского Зауралья по комплексу количественных и качественных показателей.
Практическая значимость работы:
- материалы, полученные в ходе диссертационного исследования, используются в Орском гуманитарно-технологическом институте (филиале) ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет» в процессе чтения курсов «Биологические основы сельского хозяйства», «Основы почвоведения», «Экологические проблемы Оренбургской области» и «Экологическая безопасность Оренбургской области» (акт о внедрении от 10.01.2011), а также при разработке программ комплексной практики по сельскому хозяйству и физиологии растений (акт о внедрении от 14.01.2011);
- результаты исследования могут применяться в ходе проведения регионального земельного мониторинга и оптимизации структуры земельного фонда Оренбургской области.
Положения, выносимые на защиту:
- агрогенное влияние на разные типы и подтипы степных почв Зауралья приводит к нарушению зонально-географических закономерностей распределения экологических факторов гумусообразования, в результате чего нивелируются различия пахотных почв по таким генетическим характеристикам как гидротермический режим, водно-физические свойства и структурно-агрегатный состав;
- многолетнее сельскохозяйственное использование почв степного Зауралья сопряжено с изменениями процессов их гумусообразования и гумусного состояния, эквивалентными смещению в ряду географической зональности на одну почвенную подзону к югу: пахотные почвы приобретают признаки, характерные для целинных вариантов относительно южных подтипов, в том числе укороченный гумусовый профиль, уменьшение содержания и запасов гумуса, снижение глубины гумификации органического вещества;
- показателями, наиболее полно отражающими зонально-генетическую и агрогенную динамику факторов гумусообразования и тесно коррелирующими с количественными параметрами гумусного состояния степных почв Зауралья, являются интенсивность продуцирования углекислого газа, активность целлюлазы и каталазы.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на IV и V Международных научно-практических конференциях «Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий», Оренбург, 2008, 2010; V Международном симпозиуме «Степи Северной Евразии», Оренбург, 2009; III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Биологические системы: устойчивость, принципы и механизмы функционирования», Нижний Тагил, 2010; Международной научной конференции «Теоретические и практические проблемы использования, сохранения и восстановления биологического разнообразия травяных экосистем», Ставрополь, 2010.
Публикации. По теме исследования опубликовано 16 работ, в том числе 3 статьи в издании, входящем в Перечень российских рецензируемых научных журналов, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 172 страницах машинописного текста и состоит из введения, литературного обзора, описания объектов и методов исследования, трех глав собственных исследований, выводов и списка использованных источников. Диссертация содержит 24 рисунка, 30 таблиц, список использованных источников из 215 наименований, в том числе 38 на иностранных языках.
Автор выражает благодарность коллективу Естественно-научного факультета и сотрудникам химической лаборатории кафедры общей биологии Орского гуманитарно-технологического института (филиала) ГОУ ОГУ за поддержку и помощь в проведении исследований.
