Гумусное состояние почв и продуктивность агроценозов Тувы Жуланова, Валентина Николаевна

Введение к работе

Актуальность темы. Гумус является составной частью органического вещества почвы и в значительной мере определяет направленность процессов почвообразования, служит одним из важнейших показателей почвенного плодородия. В нем могут быть выделены подвижные продукты, легко переходящие в растворимое состояние, и стабильные соединения, устойчивые, прочно связанные с минеральной частью почвы. Подвижный гумус выполняет важные почвенно-экологические функции: ближайший резерв для микробиологической трансформации, формирование потока С0₂ в атмосферу, синтез гумусовых веществ и вовлечение углерода, азота в круговорот. Именно подвижный гумус, а не стабильный, реагирует и определяет отклик почвы на любые нарушения экологической обстановки (Тейт, 1991; Ганжара, 1993; Ведрова, Мухортова, 2000; Чупрова и др., 2000). Замена природных экосистем агроценозами приводит к изменению запасов биомассы и гумуса почв, величин чистой первичной продукции и эмиссии углекислого газа в атмосферу (Титлянова и др., 1997; 2003; Кудеяров, 1999; Шугалей и др., 2003).

Структура и функционирование экосистем Тувы не остаются неизменными во времени. Даже травяные экосистемы находятся в непрерывной сукцессии, так как их видовой состав, продуктивность, структура органического вещества зависят от режима использования: заповедание, сенокошение, выпас (Титлянова, Курбатская, Самбуу, 2001; Кыргыс, 2001; 2004). Исследования гумусного состояния и биологической продуктивности проводятся преимущественно в естественных экосистемах Тувы. Недостаточность, а часто и полное отсутствие сведений о параметрах гумусного состояния, закономерностях депонированного углерода гумуса и его подвижных продуктов в пахотных почвах, о динамике продукции и аккумулированного в ней углерода в агроценозах Тувы определили постановку наших исследований.

Цель работы заключается в количественной оценке гумусного состояния почв, соотношения пулов углерода и динамики продукции в агроценозах Тувы.

Основные задачи:

1. Определить статистические параметры показателей гумусного
состояния почв и дать им оценку.

2. Выяснить закономерности распределения подвижных и стабильных
соединений гумуса в разных почвах.

1. Показать динамику годичной продукции агроценозов.

2. Установить количественные соотношения депонированного углерода в блоках «органическое вещество почвы» и «растительное вещество (продукция)» различных агроценозов.

Научная новизна. Получены статистические параметры содержания и запасов гумуса в различных почвах земледельческой территории Тувы и выявлены особенности гумусонакопления в зависимости от их распространенности по природным зонам. Впервые установлены количественные оценки подвижных и стабильных гумусовых веществ в различных почвах. Показано, что доля подвижных продуктов гумуса уменьшается от черноземов к светло-каштаноііь^^шчйШ.. отличающимся

З | БИВЛИОТЕКЛ .^1

слабой обеспеченностью мобильными источниками питательных элементов и малой устойчивостью к деградации. Впервые в пахотном фонде Тувы определены запасы углерода. Основной пул углерода находится в органическом веществе почвы, из которого 29% присутствует в форме лабильных и подвижных форм.

Практическая значимость работы состоит в возможности использования полученных данных для оценки деструкционных процессов и количественного описания круговорота углерода в агроценозах Тувы с целью прогнозирования их роли в балансе углекислоты атмосферы. Результаты работы могут использоваться для качественной характеристики земельных ресурсов, для оценки изменений гумусного состояния почв в связи с хозяйственной деятельностью человека. Они являются основой для ведения мониторинга.

Защищаемые положения:

1. Большинство пахотных почв Тувы оценивается низкими и очень низкими запасами гумуса. Подвижные продукты гумуса в черноземах и темно-каштановых почвах составляют 32-33%, в каштановых, светло-каттановьгх, лугово-каштановых и аллювиальных почвах - 20-23% С гумуса в слое 0-20 см.

2. В агроценозах Тувы депонировано 12,4 млн т углерода, из которого 94% находится в почвенном органическом веществе и 6% - в надземной и подземной фитомассе (продукции). Наибольший вклад в депо углерода вносят каштановые почвы и зерновые культуры в степной зоне.

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 7 работ, из них 1 статья в реферируемом научном издании, 5 тезисов докладов конференций и 1 методическое пособие. Основные материалы диссертации доложены и обсуждены на Региональной студенческой конференции «Красноярский край: освоение, развитие, перспективы» (Красноярск, 2004); научно-практической конференции, посвященной 70-летию организации в Туве первого научного сельскохозяйственного учреждения - Тувинской сельскохозяйственной опытной станции «Аграрная наука и сельское хозяйство Республики Тыва в современных условиях» (Кызыл, 2004); Третьей научной школе «Болота и биосфера» (Томск, 2004); Всероссийской научно-практической конференции «Аграрная наука на рубеже веков» (Красноярск, 2004); Всероссийской конференции молодых ученых «Современные тенденции развития АПК» (Красноярск, 2004); Всероссийской студенческой научной конференции «Студенческая наука - взгляд в будущее» (Красноярск, 2005); III Всероссийской научной конференции «Современные проблемы почвоведения Сибири и оценки земель» (Томск, 2005); научных семинарах кафедры почвоведения и агрохимии КрасГАУ (Красноярск, 2003, 2004, 2005); на заседании Красноярского отделения Докучаевского общества почвоведов (Красноярск, 2005).

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, состоит из введения, шести глав, выводов и 16 приложений. Содержит 12 таблиц и 31 рисунок. Список литературы включает 197 источников, из них 6 иностранных авторов.