Введение к работе
, Актуальность темы. Изучение органического вещества почв как одного из основных компонентов педосферы, с которым связаны функции поддержания жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов, сохранения плодородия почв и устойчивости экосистемы в целом (Александрова, J 950; Кононова, 1984; Орлов, 1988; Пономарева, Плотникова, 1950; Тюрин, 1965; Фокин, 1986, Шишов, Дьяконова, Титова, 198?) продолжает оставаться актуальным из-за усиливающихся антропогенных нагрузок на биосферу и, в первую очередь, на почвенный покров (Добровольский, Гришина, 1986; Кома, 1974; Минеев, 1988). Об этом свидетельствует большое внимание к познанию особенностей многокомпонентной системы органических и собственно гумусовых веществ почвы, их трансформации в условиях сельскохозяйственного использования почв на новом этапе развития почвоведения, обусловленном значительным прогрессом техники и методов экспериментальных исследований (Кирюшин ссоавт., 1993; Орлов, 1990;Теит, 1991).
В России в 60-90 гг. XX века в результате интенсивного использования черноземов произошло существенное снижение их потенциального и эффективного плодородия, которые в значительной степени зависят от содержания и качества гумусовых веществ. Поэтому количественная оценка степени изменения содержания и запасов гумуса при агрогенноя эволюции черноземов представляет весьма важную современную научную проблему. Но еще большую значимость приобретает поиск трансформируемой части гумуса, познание ее природы.
Подобного рода исследования служат необходимой основой
целенаправленного воздействия агротехнических приемов на
процессы гумусообраэования и, следовательно, на уровень
плодородия черноземов. Ую-шипит» производства
сельскохозяйствен ной^^їб$^ййТІш)іІ - :охранен и и плодород ия
„.-л... оь-j.i ti чідлмии
черноземов в условиях защиты окружающей среды делает неизбежным постоянное слежение за содержанием и качеством гумуса и надежное прогнозирование его изменений.' Актуальность этих исследований подчеркнута в основах законодательства России о земле.
Основная цель работы - изучить закономерности изменения гумусового состояния черноземов при агрогенкых воздействиях; разработать . аналитические аспекты мониторинга гумусового состояния пахотных черноземов.
Достижение поставленной "цели предполагает- решение следующих задач:
1.Проанализировать и обобщить данные литературы по проблеме современной агрогенной трансформации - гумусового состояния черноземов России. Украины. Казахстана и Молдавии <глубина поиска 25 лет).
-
Изучить изменение содержания гумуса при бессменном паровании, внесении минеральных и органических удобрений, различных видах обработки черноземов.
-
Провести изучение качественного состава гумусовых веществ, выделяемых различными экстрагектами из типичного чернозема.
4Детально исследовать природу Гумилевых кмслот и органического
вещества легких фракций пахотных черноземов. " -."
5. Выявить компоненты гумуса, наиболее подверженные
трансформации при сельскохозяйственном использовании
черноземов.
б.Дать метрологическую характеристику мгтодам определения
содержания и состава органического вещества черноземов.
р^прпрме щдщщае/име положения:
).Количественная оценка изменения содержания гумуса в пахотных
черноземах в условиях длительных стационарных опытов..
2.Л н.мити чес кое обеспечение мониторинга содержания органического
углерода в чернотсмах. '.
.3 ''. ''..-
3.Закономерности 'изменения содержания, состава и природы
лабильных гумусовых веществ и органического вещества легких
фракция почвы (d<2r/cinJ) при различных системах -
сельскохозяйственного использования черноземов.
4.Система показателей :для оценки агрогенной трансформации
гумусового состояния черноземов. *
ffayvHasr новизна работы заключается в разработке теоретических основ исследования современной агрогенной трансформации . гумусового состояния черноземов на количественном уровне.
Впервые создано надежное метрологическое обеспечение аналитических работ в области изучения гумусового состояния - пахотных черноземов. \.
Теоретически обоснованы и экспериментально установлены предельные уровни содержания гумуса в черноземах. Уточнены размеры многолетней динамики гумуса в длительных опытах на удобряемых черноземных почвах.,
Впервые количественная оценка временной динамики гумуса в
20-летнем полевом стационарном опыте на черноземах (Курская
область) проведена с учетом структуры почвенного покрова и с
соблюдением принципа единства способов и средств аналитических
измерений. -
Установлен размах " сезонных колебаний содержания
органического углерода в пахотном слое черноземов. ' " '
Выполнены комплексные исследования состава и свойств гуми новых кислот различных фракции ; и вытяжек из' пахотного типичного чернозема с помощью современных физико-химических методов, позволившие экспериментально показать лабильность гумииовых кислот, выделяемых непосредственно 0,1н.раствором NaOH.
Предложен способ подготовки почв к анализу, повышающий правильность определения лабильных гумусовых веществ (авторское свидетельство!* 1449906 от 03.10.1988г.).
4 '......
Установлены статистически достоверные изменения содержания, состава и природы лабильных гумусовых веществ и - органического вещества легких фракций почвы (сКгг/см1) под воздействием различных агротехнических приемов.
Предложена система фоновых и диагностических показателей, характеризующих агрогекную трансформацию гумусового состояния пахотных черноземов.
Реализация работы о практическая значимость Результаты работы послужили основой для аттестации 10 стандартных образцов- почвенных масс на содержание общего, органического и неорганического углерода, 3 из которых получили статус ГСО - государственных стандартных образцов (Госстандарт СССР Г* 901-90 (00K0I53), Nb 902-90 (00 КО 153), J* 903-90 (0ОКО153). ГСО демонстрировались на ВДНХ СССР, были отмечены серебряной' медалью и находят широкое применение в аналитических лабораториях НИИ и ВУЗов России и Германии для контроля правильности проведения анализов и калибровки автоматических анализаторов, работающих на принципе сухого сжигания.
Под руководством и при непосредственном участии автора выпущены методические рекомендации "Аналитическое обеспечение мониторинга гумусового состояния почв", утвержденные на Отделении земледелие Россельхозакадемии и рекомендованные им к внедрению в научно-исследовательских учреждениях почвенного, земледельческого и агрохимического профиля на территории России.
Научно-методические разработки автора использовались при выполнении диссертационных работ аспирантами и соискателями Факультета почвоведения МГУ им. М.В Ломоносова, Института почвоведения НАН Казахстана и Казахского НИИ земледелия.
Апробагги* txtttont ч
Материалы диссертации докладывались на б и 8 Делегатском съезда* Всесоюзного общества почвоведов (Тбилиси, 1981; Нопссибнрск, 1989), 8 и 9 международных еммоэиумах "Гумус и
растение" (Прага, 1983, 1988), съезде Немецкого общества почвоведов (1995), Всесоюзных конференциях и совещаниях: "Докучаевекое почвоведение - 100 лет на службе сельского хозяйства"- (Ленинград, 1983); "Плодородие черноземов в связи с интенсификацией их использования* (Одесса, 1986), "Структура почвенного покрова: свойства, ~ генезис, антропогенная эволюция" (Ленинград, 1989), "Антропогенная и естественная эволюция почв и почвенного покрова" (Пущино, 1989), "Экологические проблемы охраны живой природы" (Москва, 1990), "Гумнновые вещества в биосфере: народнохозяйственное значение и экологическая роль" (Москва, 1990), Юбилейной конференции, посвященной 80-летию со дня рождения В.В.Пономаревой (Ленинград, 1989), Германском симпозиуме, посвященном 90-летию длительного опыта' в Бад Лаухштедте (Бад Лаухштедт,: Германия, 1992), заседаниях Ученого Совета Почвенного института имени В.В.Докучаева (1990-92, 1995).
Публикации. По теме диссертации опубликовано более 50 работ, в том числе I изобретение, 3 свидетельства на государственные стандартные образцы почвенных масс, глава в монографии, одни методические рекомендации, одни монографический обзор литературы.
Структура и объем работы: Диссертационная работа изложена
на .35*3 страницах, содержит L0& таблиши 19 рисунков. Она
состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов и ' списка
литературы, состоящей из 335 названий, в т.ч. на иностранных
языках - 9 І. '..'" .'"'-'
В диссертации использованы результаты личных исследований автора и совместных работ с сотрудниками Почвенного института имени В.В.Докучаева: дсхн Большаковым В.А., ксхн Дьяконовой КВ., ксхн Красновой Н.М., ксхн Сорокиной Н.П., ксхн Титовой Н.А., ксхн Травниковой Л.С., дсхн Фридом А.С. и ВИН ИЗ и ЗПЭ кбн Мэсютенко Н,П„ которым автор ' выражает искреннюю благодарность.
Автор искренне признателен коллективам лабораторий
биологии и биохимии почв, химии почв, фнзико-химни почв
Почвенного института имени В. В Докучаева эа поддержку и внимание
при выполнении работы. . ' *