WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 9 |

«УДК: 631.8: 550.8.015 ПРОЦЕССЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ КАК ТРАНСФОРМАЦИЯ, МИГРАЦИЯ И АККУМУЛЯЦИЯ ВЕЩЕСТВА, ЭНЕРГИИ И ИНФОРМАЦИИ В.И. Савич, В.А. ...»

-- [ Страница 3 ] --

Щелочная пирофосфатная вытяжка используется при ускоренном пирофосфатном методе определения состава гумуса по Кононовой и Бельчиковой [9]. В нее переходят гумусовые вещества, свободные и связанные с несиликатными формами железа и алюминия, а так же связанные с кальцием, т.е. гумусовые вещества I и II фракции. Содержание органического вещества почвы является стабильным показателем. Следовательно, опти Табл. 1. Фракционный состав гумуса черноземов и черноземовидных почв Тамбовской равнины

Iа I II III I II III

чернозем слабооглеенная Черноземовидная оподзоленная глееватая Черноземовидная 3 – 3,5 ме глееватая нозем Черноземовидная оподзоленная глееватая ческая плотность этой вытяжки довольно постоянная. Как показали наши наблюдения, оптическая плотность этой вытяжки не изменяется на протяжении вегетационного периода.

Щелочную вытяжку (0.1н NaOH) используют для определения группового и фракционного состава гу муса по Тюрину в модификации Пономаревой и Плотниковой, в нее переходят свободные и связанные с под вижными полуторными окислами гуминовые и фульвокислоты. С ростом степени гидроморфизма почв в со ставе гумуса увеличивается содержание I фракции и вытяжка 0,1н NaOH без декальцирования становится более темной. Значения этого показателя так же не изменялись с весны до осени.

Таким образом, из двух рассматриваемых коэффициентов Кн и Кщел, наиболее подходящим в качестве Табл. 2. Значения предложенных коэффициентов в зависимости от даты отбора образца Выщелочен 6.57±0.37 7.63±0.32 13.48±0.32 1.07±0.23 1.84±0.26 1.85±0. 5.91±0.33 6.48±0.56 12.22±0.28 3.09±0.25 3.88±0.45 3.76±0. видная опод 4.34±0.24 8.44±0.32 12.46±0.64 5.29±0.26 4.97±0.25 4.29±0. золенная сла бооглеенная Черноземо видная опод золенная глееватая Черноземо видная под 7.23±0.23 10.30±0.62 14.92±0.73 8.53±0.52 11.10±0.29 9.20±0. Черноземо 8.57±0.87 7.72±0.47 8.71±0.19 2.99±0.37 3.10±0.24 2.78±0. видная Черноземо видная опод золенная глееватая 290   ным для сельскохозяйственных растений водным режимом;

Кщел 4-6 – черноземовидные оподзоленные слабооглеенные почвы, во влажные годы возможен внутри почвенный застой влаги до одного месяца;

Кщел - 6-8- - черноземовидные оподзолненные глееватые, с ежегодным длительным внутрипочвенным застоем влаги;

Кщел - 8-10 – черноземовидные подзолистые глееватые почвы, ежегодный внутрипочвенный и поверх ностный застой влаги.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант № 10-04-00027.

1. Воробьева Л.А., Герасименко Н.М., Хитров Н.Б. Влияние переувлажнения на природу щелочности обыкновенных черноземов и лугово-черноземных почв Ростовской области.// Почвоведение. 2002. №4. С.431-442.

2. Зайдельман Ф.Р. Естественное и антропогенное переувлажнение почв. Санкт-Питербург. Гидрометеоиздат, 1992, 3. Зайдельман Ф.Р., Давыдов А.И., Давыдова И.Ю. Генетические особенности и гидрофизические свойства почв степ ных мочарных ландшафтов юга России //Вестн. МГУ, сер. 17, почвоведение, 1993, №1, с. 15- 4. Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С., Степанцова Л.В. Эколого-гидрологические особенности выщелоченных черно земов и лугово-черноземных почв севера Тамбовской равнины// Почвоведение. 2002. №9. С.1102- 5. Луковская Т.С. Антропогенно-вторичный гидроморфизм черноземов // Проблемы антропогенного почвообразова ния. М, 1979. Т. 1, С. 112- 6. Практикум по агрохимии (под ред. В.Г. Минеева). М.;

Изд. МГУ, 2001, 688с 7. Сапожников П.М., Марченко З.С. Характеристика мочаров предгорной зоны Краснодарского края// Почвоведение, 2000, №8, с.936- УДК: 57.084.1: 574.

ФИТОТЕСТИРУЕМЫЕ ФАКТОРЫ ТОКСИЧНОСТИ ПОЧВЫ,

СОДЕРЖАЩЕЙ СТОЙКИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНИТЕЛИ

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва Показатели «токсичности» методологически обоснованы при оценке степени техногенного загрязнения почв, поскольку напрямую характеризуют снижение функционального качества почвы. Как быстрый и недорогой метод измерения токсичности почв широко применяется фитотестирование, а получаемые при этом показатели «фитоксичности» отражают комплексное воздействие загрязненных полютантами почв на растительный орга низм по степени изменения определенной тест-реакции. Значительную экотоксикологическую опасность в на стоящее время представляют стойкие органические загрязнители (СОЗ), способные сохраняться в почвах дли тельное время, зачастую формируя сложный ксенобиотический профиль. Анализ литературы показывает проти воречивость результатов фитотестирования при различных уровнях загрязнения органическими токсикантами, некоторые из которых проявляют стимулирующий эффект в определенных концентрациях. Кроме того, взаимо действие органических токсикантов с почвенной биотой и их последующая трансформация значительно изменя ют показатели биологической активности почвы, ее аллелопатическую активность и токсичность [1].

В настоящей работе мы попытались с помощью стандартных фитотестов оценить факторы токсичности в почве c комплексным загрязнением органической природы по особенностям проявления их физиологической активности.

Исследовали насыпной урбанозем дендропарка Ботанического сада МГУ им. М.В.Ломоносова, загряз ненный полихлорированными бифенилами и хлорорганическими пестицидами. Элементами опробования были индивудуальные поверхностные (0-10 см) образцы почвы (пробная площадка 10х10м) и смешанные образцы, отобранные по профилю с шагом 10 см на глубину до 60 см. Водные суспензии из свежих образцов почв (1:4 в пересчете на высушенную при 105оС почву, рН в диапазоне 6,75-8,85) подвергали тестированию по модифици рованной методике [2]. Фитотестером служили сухие семена Latuca sativa L. сорт Московский парниковый аг рофирмы «Аэлита». В качестве тест-функций измеряли длину гипокотиля и корешка 4-х суточных этиолиро ванных проростков. За фитотестируемую активность почвенной суспензии принимали средние абсолютные значения указанных тест-функций. Прямое биотестирование свежих почвенных образцов проводили по моди фицированному методу Нейбауэра-Шнейдера [3], с пшеницей Triticum aestivum L. сорт Мироновская 808 в ка честве фитотестера. В качестве тест-функций измеряли сухую биомассу согласно ИСО 11269-2 [4] и показатели средней и условно средней высоты побега [5] у 10-ти суточных растений.

Фитотестирование почвенных суспензий методом проростков показало повышенную чувствительность гипокотиля этиолированных проростков Latuca sativa к ряду образцов. Это видно (рис. 1) по соответствующему увеличению индекса «длина корешка/длина гипокотиля», который значимо коррелирует с тест-функцией по длине гипокотиля (коэффициент корреляции -0,83), и не коррелирует с изменением длины корешка. Таким об разом, параллельное сравнение фитотестируемой активности, выраженное двумя тест-функциями (коэффици ент корреляции +0,87) дает возможность предположить наличия какого-то фактора в почвенной суспензии ряда тестируемых образцов, который оказывает большее ингибирующее действие на гипокотиль, чем на корешок этиолированного проростка салата.

Как известно, аналогичные физиологические реакции у растений имеют место при дефиците гибберел линов [6] и/или при действии их антагонистов – ретардантов, которые широко используются для регуляции роста [7]. Антигиббереллиновую (ретардантную) активность в определенных концентрациях могут проявлять и Абсолютное значение тест-функции Рис. 2. Варьирование фитотестируемой активности, определяемой методом проростков с Latuca sativa, по про филю (а) и поверхностному горизонту (б) насыпного урбанозема.

те органические экотоксиканты, молекула которых имеет соответствующие фрагменты, обеспечивающие регу ляторную функцию данного типа [8].

Данные прямого фитотестирования (рис. 2) образцов городской почвы выявляют сходные закономерно сти горизонтального и профильного варьирования фитотестируемой активности. Наибольший ингибирующий эффект на величину биомассы и высоту надземного побега оказывают образцы с глубины 0-10 и 20-30 см по профилю урбанозема и поверхностные образцы с пробной площадки №1 и № 3. При этом заметна большая чувствительность тест-функции «условно средняя высота побега» к данным образцам. Данный показатель объ единяет информацию о воздействии определенных факторов как на длину побега, так и на всхожесть семян Triticum aestivum.

Рис. 1. Варьирование фитотестируемой активности, определяемой методом проростков с Latuca sativa, по профилю (а) и поверхностному горизонту (б) насыпного урбанозема.

Расхождение показателей «средняя длина побега» и «условно средняя длина побега» для некоторых об разцов почвы позволяет предположить наличие факторов, оказывающих большее ингибирующее влияние на прорастание семян, чем на удлинение надземного побега пшеницы. Известны природные фенольные (кумарин) и терпеноидные (абсцизовая кислота) фитогормоны, ингибирующие прорастание семян высших растений, а также синтетические регуляторы роста с аналогичным физиологическим действием, использующиеся в качест ве гербицидов.

Использование стандартных фитотестов позволило качественно охарактеризовать тип токсичности поч вы, загрязненной органическими токсикантами, рассматривая факторы токсичности почвы в качестве функциональных аналогов фитогормонов, проявляющих соот ветствующую активность при биотестировании [9].

Связать подобное «ретардантное» и «дорминоподобное» действие почвенных образцов на проростки тест растений с определенным экотоксикантом не представляется возможным, учитывая неспецифичность большин ства ответных реакций на стрессовые воздействия (в том числе - на загрязнение). Однако, по-видимому, возможно с помощью фитотестирования выявить в спектре токсичности почв факторы с определенным качеством тести руемого воздействия, гомологичным регуляторному действию фитогормонов и их аналогов.

1. Буткевич В.В. Стерилизация почвы. М. Сельхозгиз. 1950. 120 с.

2. Сергеева Т.А. Методика лабораторных исследований гербицидов // Защита растений. 1963. № 2. С. 42-43.

3. Гродзинский А.М., Головко Э.А., Горобец С.А. и др. Экспериментальная аллелопатия. Киев: Наука. 1987. 236 с.

4. Фомин Г.С., Фомин Ф.Г. Почва. Контроль качества и экологической безопасности по международным стандартам Справочник. М.: Изд-во «Протектор». 2001. 304 с.

292   5. Остроумов С.А. Некоторые аспекты оценки биологической активности ксенобиотиков // Экология. 1990. № 2. С. 6. Головацкая И.Ф., Винникова Ю.М. Роль гиббереллинов и брассиностероидов в регуляции роста и развития араби допсиса // Вестник ТГПУ. Сер. Естественные и точные науки. 2007. Вып. 6 (69). С. 48-53.

7. Захарычев В.В. Фитогормоны, их аналоги и антагонисты в качестве гербицидов и регуляторов роста растений. М.:

РХТУ им. Д.И.Менделеева. 1999. 56 с.

8. Гафуров Р.Г., Зефиров Н.С. Роль молекулярной структуры фиторегуляторов в восприятии химического сигнала ре цепторами гормональных систем растений // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 2. Химия. 2007. Т. 48. № 1. С. 60-64.

9. Методы определения фитогормонов, ингибиторов роста, дефолиантов и гербицидов. М.: Наука. 1973. 200 с.

УДК 631.4:504.54(1-21)

УРБАНИЗАЦИЯ КАК ФАКТОР ИЗМЕНЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА

И ЕГО ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ В ПОЧВАХ ПОД ЛИПАМИ

Многофункциональная деятельность человека в крупных городах носит разнонаправленный и мозаичный характер, способствуя пространственному расчленению природных экосистем и приобретению ими дискретно сти. Нарушение равновесия между почвой и современными факторами почвообразования создает весьма слож ную картину их взаимодействия, что, в конечном итоге, приводит к неравномерному изменению почвенных свойств и сложностям методического характера. Точечные локальные исследования в отдельных структурных единицах почвенного покрова позволят более корректно оценить изменчивость параметров почв в черте городов.

Теоретические основы структуры почвенного покрова в лесных биогеоценозах представлены в ряде ра бот (Мина, 1967;

Карпачевский, 1977;

2001;

Дмитриев, 1999 и др.). Исследование изменчивости в них свойств почв осложняется взаимовлиянием факторов, разнонаправленным их воздействием, охватывающим разные по мощности и по положению горизонты. Неоднородность почвенного покрова лесных БГЦ определяется чередо ванием различных парцелл, то есть границами распространения доминантов и эдификатов растительного по крова. Влияние парцелл древесного яруса на дерново-подзолистых почвах прослеживается в гумусовых и элю виальных горизонтах, а травяного – ограничивается гумусовым. Допус кается, что тессеры (объем почвы, соответствующий участку парцел лы) возникают как результат воз действия крупных эдификаторов в течение времени жизни одного по коления деревьев.

Объектами нашего исследова ния послужили участки на террито рии ЮЗАО города Москвы, выбран ные с учетом длительности и степени антропогенного воздействия. Это пе риферия города (р-н Ясенево), его середина (р-н МГУ) и центр (р-н Ле фортово);

а также парково рекреационные ландшафты (парки и лесопарки) с минимальным воздей ствием человека и селитебно-транс портные (примагистральные) с высо ким уровнем антропогенного влия ния. Фон – территория Битцевского природного лесопарка в 3,5 км на юго-запад от МКАД в районе Бутово.

Исследования осуществлялись в пределах парцелл, сформирован ных деревьями эдификаторами (ли пой) и в пространстве между их кро нами. В 48 тессерах, с учетом орга низующей роли древостоя и меры воздействия на свойства почв, в при ствольной зоне, под проекцией кро ны и в межкроновом пространстве («окне») оценивалось содержание Сорг на глубинах 0-10 и 10-20 см.

Установлено, что в городских тессерах по сравнению с природны ми в слое 0-10 см существует только тренд увеличения среднего содержания органического углерода на 0,5%;

а в нижележащем – достоверное (с 0,05) обогащение почти на 1% (рис.1а, 1б). Обусловлено это приобретением на урбанизированных террито риях травяным ярусом и почвенной биотой южного облика. Изменение объема, структуры, качества биомассы и условий ее преобразования способствует усилению процесса гумусообразования. Определенная роль принад лежит и загрязнению почв органическими соединениями, а также внесению торфо-компостных смесей (Поч ва…,1997;

Алексеев,2000;

Стома, 2004). Вариабельность содержания Сорг возрастает во всем 0-20 см слое (дисперсии отличаются в 2,5 раза), что уже отмечалось в литературе (Состояние…2000).

По мере продвижения от периферии города к его центру длительность антропогенного влияния увели чивается, что сказывается на количестве Сорг в верхних горизонтах почв и его вариабельности. На окраине го рода достоверно возрастание содержания органического вещества относительно фона на 0,57% прослежено лишь в слое 10-20 см при отсутствии изменений в вариабельности. В срединной части столицы весь корнеоби таемый слой становится более гумусированным. Статистически значимые различия средних значений Сорг на 0,84 и 1,1% характерны для слоя 0-10 и 10-20 см. Пространственная изменчивость увеличивается лишь в ниж ней части (дисперсии различаются более чем в 2 раза). В центре Москвы фиксируются максимальные средние показатели Сорг (3,93 и 2,58%) и самая высокая пространственная вариабельность (дисперсии разняться в 4раза) по отношению к естественных почвам.

Разные элементарные городские ландшафты подвержены неодинаковым видам и интенсивности антро погенного «прессинга», способствуя и разному уровню изменения почвенных свойств (Экогеохимия…1995;

Почва…1997;

Состояние…2000).

Максимальные достоверные различия среднего содержания Сорг определенны в почвах между контро лем и вдоль трасс с интенсивным движением автотранспорта (0,89 и 1,42% соответственно для нижней и верх ней частей исследуемого слоя). В тессерах при магистралях с меньшим потоком машин и в парково рекреационных ландшафтах отмечается лишь тенденция накопления Сорг в слое 0-10 см (на 0,26 и 0,50%);

а в нижележащей части корнеобитаемого слоя - статистически значимые различия (соответственно на 0,83 и 0,50%). Вариабельность параметра в почвах парков и лесопарков по сравнению с природными аналогами не изменилась (дисперсии однородны);

а в селитебно-транспортных ландшафтах возрастает: в наибольшей степе ни в почвах, примыкающих к автомагистралям с интенсивным движением автотранспорта, а наименьшей - со слабым (дисперсии отличаются более чем в 3 и 2 раза).

Закономерности изменения содержания Сорг по радиусу тессер в естественных и городских условиях аналогичны : максимум в приствольной зоне, снижение к кроновой и возрастание к «окну». Но на урбанизиро ванных территориях более четко проявляется второй максимум, особенно в слое 0-10 см. Во всех районах го рода и во всех элементарных городских ландшафтах эти закономерности сохраняются.

Сравнение содержания Сорг в отдельных зонах контрольного участка и городских тессер свидетельству ет о значимости различий его средних только в приствольной зоне (на 0,70% в слое 10-20 см) и межкроновом пространстве (на 0,66 и 1,00% для слоя 0-10 и 10-20 см.). Увеличение пространственной изменчивости Сорг прослежено только в «окне» (дисперсии различаются в 6-8 раз).

Данный факт объясняется рядом причин. Во-первых, усилением гумусонакопления. В городах создают ся условия, при которых в травянистой растительности доминирующими становятся злаки, обладающие более глубокой корневой системой. Одновременно, межкроновое пространство, занимая большую площадь, получает больше солнечной радиации, оптимизируя их рост. В структуре биомассы трав возрастает доля подземной час ти. Во-вторых, «омывающие» липу осадки в силу геометрии строения ее ветвей носят характер стока, при ко тором наибольшие объемы создаются в приствольной части парцеллы (Мина,1967). В них и переходят различ ные органические загрязнители (сажа, копоть, продукты неполного сгорания бензина), также способствующие повышению в почвах содержания Сорг. Территория «окна» испытывает максимальную атмотехногенную на грузку, то есть также в высокой степени подвержена загрязнению.

Таким образом, в почвах парцелл, сформированных липами и пространстве между ними, под влиянием урбанизации в слое 0-10 см отмечается лишь тренд, а слое 10-20 см достоверное накопление Сорг при возрас тании его пространственной вариабельности. Процесс усиливается при увеличении уровня и длительности воз действия человека, максимально проявляясь в приствольной и межкроновой части тессер. Закономерности из менения исследуемых параметров по радиусу городских парцелл в целом аналогичны природным. Внутрипар целлярная неоднородность почвенного покрова под искусственными посадками липы в городских условиях формируется уже за 30-50 лет.

1. Алексеев Ю.А. Адвентивная флора и закон зональности растительного покрова// Экополис-2000. М.2000. С. 2. Дмитриев Е.А. К организации свойств почвенного покрова под елями.// Структурно-функциональная роль почвы в биосфере. М.:Геос. 1999. С.59-69.

3. Карпачевский Л.О. Пестрота почвенного покрова в лесном биогеоценозе. М.: МГУ. 1977. 312 с.

4. Карпачевский Л.О. Некоторые методические аспекты учета пространственной неоднородности в почвоведении //Масштабные эффекты при исследовании почв. МГУ. 2001.С.39-46.

5. Мина В.Н. Влияние осадков, стекающих по стволам деревьев, на почву. Почвоведение. 1967.№10.С.44-51.

6. Почва. Город. Экология. М. 1997.с.320.

7. Состоянние зеленых насаждений и городских лесов в Москве. М.:Прима-Пресс. 2000. 234с.

8. Стома Г.В. Гумусное состояние почв городских территорий //Гуминовые вещества в биосфере. М., С-Пб. 2004.

С.173-176.

9. Экогеохимия городских ландшафтов. М. МГУ. 1995. с.327.

294   УДК: 631.417.721.

ВЛИЯНИЕ ЗАЛУЖЕНИЯ И ВЛАЖНОСТИ НА ВЫДЕЛЕНИЕ МЕТАНА

ИЗ ОСУШЕННОЙ ТОРФЯНОЙ ПОЧВЫ (ВЕГЕТАЦИОННЫЙ ОПЫТ)

Торфяные сильно увлажненные почвы являются одним из основных естественных источников метана, второго по значимости после диоксида углерода парникового газа, имеющего существенно больший чем СО2 потенциал глобального потепления. Считается, что после осушения основные газовые потери углерода торфяными почвами происходят в виде СО2, а выделение СН4 сводится практически к нулю, за исключением эмиссии из каналов и других элементов дренажной сети (1-3 и др.). Однако имеются как зарубежные, так и отечественные данные, свидетельствующие о выделение метана с поверхности осушенного торфа и торфяных почв (4-9 и др.). Эмиссия метана может происходить в том числе и с неисполь зуемых осушенных торфяных почв и заброшенных частично выработанных полей фрезерной добычи торфа, искусственное обводнение которых для снижения пожарной опасности может усилить выделение этого парникового газа в атмосферу. Не обходим более тщательный анализ проблемы и дополнение существующих немногочисленных натурных измерений пото ков СН4 из осушенных торфяных почв данными вегетационных опытов, позволяющих моделировать характеристики и па раметры среды.

В работе была сделана попытка оценить в ходе вегетационного эксперимента влияние залуженности и влажности на выделение метана из осушенной торфяной почвы. Были выбраны контрастные варианты: откры тый торф, торф с посадкой многолетних трав и торфяная почва сенокоса с луговой растительностью. Два ре жима влажности – переменный и постоянно-высокий – моделируют колебания влажности в естественных усло виях и сильное увлажнение, возникающее при обводнении.

Эксперимент проводился в вегетационном домике кафедры агрохимии Российского государственного аграрного университета – МСХА им. К.А. Тимирязева (г. Москва). В опыте были использованы сосуды Вагне ра с керамзитовым дренажем, размещенные в секции домика, огороженной решеткой и закрытой сверху про зрачным предохраняющим от атмосферных осадков навесом. Отбор почвы и закладка опыта проведены в мае 2008 г. Почва была взята на осушенной части Дубненского болотного массива в Талдомском районе Москов ской области (56°42' с.ш. 37°50' в.д.). Массив был частично осушен в 1979 г. для добычи торфа и сельскохозяй ственного использования. Добыча торфа сократила залежь на 0,5-1,0 м. В настоящее время добыча торфа ве дется на нескольких участках, большая часть торфоразработок была залужена и сейчас частично используется для сенокошения и других сельскохозяйственных целей. Отбор образцов был осуществлен непосредственно с участков полевых измерений эмиссии углеродсодержащих парниковых газов (9).

В опыте моделировались три стадии залужения торфяной почвы: 1) открытый торф;

2) первый год после залужения;

3) 20 лет после залужения. В первых двух случаях был использован торф с участка современной фрезерной добычи, который был высушен в лаборатории до оптимального для набивки сосудов состояния, просеян через сито, перемешан и использован для набивки сосудов. Масса сухого торфа в сосуде 1,0 кг. В пер вом случае торф был оставлен открытым, во втором была посеяна тимофеевка (Phleum pratense L., сорт ВИК 85) на глубину 0.5-1 см, с оставлением после всходов по 24 растения. В третьем случае были использованы почвенные монолиты ( = 8 см, h = 15 см) с луговой растительностью состава: ежа сборная (Dactylis glomerata L.), молиния голубая (Molinia caerulea (L.) Moench), мятлик луговой (Poa pratensis L.), лапчатка гусиная (Poten tilla anserina L.). Монолиты были взяты на участке, который после прекращения добычи торфа с частичной вы работкой залежи был известкован и залужен и около 20 лет использовался для сенокошения, не проводившего ся последние два года. Сразу после отбора монолиты массой 0,7-1,0 кг сухой почвы помещались в вегетацион ные сосуды. По схеме опыта на три указанные стадии залуженности почвы были наложены две градации влажно сти: а) переменная от 50 до 90% полной влагоемкости (ПВ), моделирующая периодическое увлажнение и высу шивание в естественных условиях, б) постоянно-высокая – 90% ПВ, моделирующая искусственное обводнение. С конца вегетационного сезона 2008 г. для всех вариантов поддерживалась постоянно-высокая влажность. Заданная влажность поддерживалась поливом с поверхности по массе отстоянной водой. Каждый из шести вариантов опы та (3 стадии залужения 2 варианта влажности) имел двукратную повторность. В один сосуд каждого варианта был установлен электронный датчик температуры с периодичностью записи 3 часа и точностью ±0.5°С.

Наблюдения за выделением СН4 велись с июня 2008 по июнь 2009 г. с частотой измерений один раз в дней с мая по октябрь, в холодный период года ежемесячно. Измерения проводились статическими камерами (V = 38 л, длительность экспозиции 23-25 ч), определение концентрации метана – методом газовой хромато графии. Для всех почв было определено рНKCL (иономере ЭВ-74), зольность (гравиметрический метод), наи меньшая и полная влагоекость (метод цилиндров), по завершению опыта в сосудах была определена надземная (гравиметрический метод) и подземная биомасса (метод промыва).

Значение рН между вариантами почвы различалось незначительно и составляло 4.1. Одинаковой была и зольность, в среднем 7.7%. Наименьшая и полная влагоемкость торфяного грунта была 313% и 405%, для мо нолитов 372% и 474%. Как и предполагалось, значительные различия имели подземная и надземная биомасса.

При 20-летнем залужении подземная биомасса была на порядок выше, чем при залужении первого года, соответ ственно – 19 и 2 г сух. вещества на сосуд. Надземная биомасса имела аналогичные различия: 9 и 1,5 г сух. веще ства на сосуд, соответственно. Для 20-летнего залужения влияние влажности выявлено не было, а для залужения 1-года подземная биомасса была в несколько раз выше при постоянно-высокой влажности, чем при переменой.

Во всех вариантах вегетационного опыта было выявлено наличие устойчивой эмиссии СН4. Только в ва рианте 20-летнего залужения при постоянно высокой влажности в конце вегетационного сезона наблюдалось слабое поглощение СН4. Независимо от типа увлажнения, на стадии 20-летнего залужения поток метана был на порядок выше, чем на стадии открытого торфа и первого года залужения, например, при постоянной влажности максимальные значения потока были соответственно 115, 10 и 15 мкгCH4 кг-1 сух. почвы ч-1. При постоянно высокой влажности поток СН4 был на 1-2 порядка выше, чем при переменной, при которой максимальный по ток на стадии 20-летнего залужения был на уровне 1,0 мкгCH4 кг-1 сух. почвы ч-1. При изменении влажности почвы с 50 до 90% ПВ в течение 5 дней реакция эмиссии СН4 отсутствовала на 1-ой и 2-ой стадиях залужения, при этом на 3-ей стадии наблюдалось значительное увеличение потока. Максимальные значения потока метана на стадии открытого торфа и первого года залужения были зафиксированы в конце осени, несмотря на пониже ние ночных температур воздуха ниже 0°С, а для стадии 20-ти летнего залужения в конце июля. После оттаива ния почвы весной 2009 года в варианте с постоянно-высокой влажностью в период с марта по май существен ного выделения метана не было, в то время как в из сосудов, в которых летом-осенью 2008 года поддержива лась переменная влажность, позднее, в конце осени смененная на постоянно-высокий уровень, наблюдались исключительно высокие потоки на всех трех стадиях залужения.

Проведенный эксперимент убедительно подтвердил факт возможной эмиссии метана из осушенных торфяных почв.

Полученные результаты предполагают, что при постоянно-высокой влажности, например, в случае искусственного подтоп ления таких земель, может произойти значительное на 1-2 порядка увеличение эмиссии СН4. Особенно заметно это будет в случае хорошо развитой луговой растительности как на бывших сенокосах и пастбищах, так и на сильно заросших забро шенных торфоразработках. Наличие хорошо развитых корневых систем обеспечит за счет оксудатов и собственного разло жения доступный и значительный по объему материал для метаногенеза. Судя по потокам метана, измеренным весной года, такое увеличение выделения метана может иметь временный характер, будучи лимитированным количеством легко доступного для метаногенеза органического материала. В любом случае подтопление сильно залуженных осушенных тор фяных почв будет скорей всего способствовать большей эмиссии СН4, чем при подтоплении открытого торфяного грунта без растительности. Это необходимо учитывать при планировании, разработке технологии и проведении мероприятий по обводнению и рекультивации осушенных и неиспользуемых в настоящее время торфяных почв.

Авторы признательны Э.А. Томутовой, К.П. Хайдукову за участие в проведении измерений, Н.М. Власенко, Л.К. Шевцовой, В.В. Говориной, В.В. Кидину, Л.Е. Дулову, М.В. Глаголеву и Т.Ю. Минаевой за практическое содействие и помощь, без которых работа не могла бы быть выполнена, И.К. Кравченко за ценные советы при обсуждении результатов работы. Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (№ 09-05-01113-а).

1. Holmgren K., Kirkinen J., Savolainen I. Climate impact of peat fuel utilization. In: Strack M. (ed.) Peatlands and Climate Change. International Peat Society, Saarijrven Offset Oy, Saarijrvi, Finland. 2008. P. 123–147.

2. Oleszczuk R., Regina K., Szajdak L., Hper H., Maryganova V. Impacts of agricultural utilization of peat soils on the greenhouse gas balance. Ibid. P. 70–97.

3. Sirin A., Laine J. Peatlands and Greenhouse Gases. In: Parish F., Sirin A., Charman D., et al. (Eds) Assessment on Peatlands, Biodiversity and Climate Change. Main Report. Global Environment Centre, Kuala Lumpur and Wetlands International Wageningen. 2008. P. 118–138.

4. Van den Pol-van Dasselaar A., Van Beusichem M.L., Oenema O. Effects of grassland management on the emission intensively managed grasslands on peat soil // Plant and Soil. 1997. V. 189. N 1. P. 1–9.

5. Sundh I., Nilsson M., Mikkel C., Granberg G., Svensson B.H. Fluxes of methane and carbon dioxide on peat-mining areas in Sweden // Ambio. 2000. Vol. 29. P. 499–503.

6. Von Arnold K., Weslien P., Nilsson M., Svensson B.H., Klemedtsson L. Fluxes of CO2, CH4 and N2O from drained coniferous forests on organic soils // Forest Ecology and Management. 2005. V. 210. N 1-3. P. 239–254.

7. Regina K., Pihlatie M., Esala M., Alukukku L. Methane fluxes on boreal arable soils // Agriculture Ecosystems and Environment. 2007. V. 119. P. 346–352.

8. Глаголев М.В., Чистотин М.В., Шнырев Н.А., Сирин А.А. Летне-осенняя эмиссия диоксида углерода и метана осу шенными торфяниками, измененными при хозяйственном использовании, и естественными болотами (на примере участка Томской области) // Агрохимия. 2008. № 5. С. 56–68.

9. Чистотин М.В., Сирин А.А., Дулов Л.Е. Сезонная динамика эмиссии углекислого газа и метана при осушении болота в Московской области для добычи торфа и сельскохозяйственного использования // Агрохимия. 2006. № 6. С. 54–62.

УДК: 631.417.721.

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ МЕТАНОГЕНЕЗА И МЕТАНОКИСЛЕНИЯ

В ОСУШЕННОЙ И ЕСТЕСТВЕННОЙ ТОРФЯНОЙ ПОЧВЕ

В настоящее время установлено, что выделение метана может происходить не только из естественных, но и, при определенных условиях, из осушенных торфяных почв (1–5). В работе была сделана попытка оценить потенциальные активности метаногенеза и метанокисления в осушенных торфяных почвах, ненарушенной торфяной почве как контроле, а также в торфяных донных отложениях осушительного канала.

Для инкубационного эксперимента образцы почвы были отобраны в июле 2009 г. из слоя 10-15 см на не скольких примыкающих друг к другу участках Дубненского болотного массива (Московская обл.), на которых 296   ведется мониторинг потоков парниковых газов (1). На осушенной части массива образцы почвы были отобраны на участке фрезерной добычи торфа (в т.ч. из донных отложений осушительного канала) и участке, частично выработанном при торфоразработках и впоследствии более 20 лет использовавшемся как сенокос. На неосу шенном участке массива (верховое сосновое кустарничково-сфагновое болото) образцы почвы были отобраны на повышении нанорельефа. Дополнительно были взяты образцы из сосудов вегетационного опыта, в котором была использована осушенная торфяная почва нарушенного сложения с участка торфодобычи и почвенные монолиты с сенокосного участка. Опыт проводился с 2008 г. и был завершен в 2009 г. на момент начала инку бационного эксперимента. В отдельных вариантах вегетационного опыта указанные осушенные торфяные поч вы находились под воздействием двух градаций увлажнения: переменного – от 50 до 90% полной влагоемкости (ПВ) и постоянно высокого – 90% ПВ (см. Суворов и др. «Влияние залужения и влажности на выделение мета на…» в настоящем сборнике).

Навески торфяной почвы сухой массой 14-22 г помещались в герметичные флаконы объемом 60 мл. При определении потенциальной активности метаногенеза газовой фазой являлся диазот, метанокисления – атмо сферный воздух. Флаконы инкубировались 40–120 ч в термостате при температуре 25°С;

почва сенокосного участка, а также почва вегетационного опыта, отобранная на том же участке, инкубировалась при двух темпе ратурах – 17 и 25°С. Каждый вариант инкубационного эксперимента имел трехкратную повторность. В течение инкубации из газовой фазы три раза отбирались пробы объемом по 1 см3. Анализ проб проводился на газовом хроматографе «Кристалл 2000М» (СКБ «Хроматэк», Россия) с пламенно-ионизационным детектором;

анализи руемый объем 0,125 см3.

Наибольшая потенциальная активность метаногенеза была зафиксирована в донных отложениях карто вого канала торфоразработок, где она была в несколько раз выше, чем в торфяной почве неосушенного болота – более 100 нг СН4 на 1 г сухой почвы в час. Это объясняет исключительно высокую эмиссию метана, измерен ную на элементах дренажной сети осушенных торфяников (1, 5, и др.).

Для торфяных почв максимальная потенциальная активность метаногенеза была зафиксирована на уча стке естественного болота на уровне n·10 нг СН4 г-1 ч-1. При тех же температурных условиях (25°С) потенци альная активность метаногенеза торфяной почвы с сенокоса и фрезерной добычи была ниже на 2-3 порядка – n·0,1 и n·0,01 нг СН4 г-1 ч-1, соответственно. Аналогичная тенденция была выявлена и для осушенных торфяных почв вегетационного опыта. Однако, если потенциальная активность метаногенеза образца грунта, взятого ис ходно с участка фрезерной добычи торфа, имела тот же порядок – n·0,01 нг СН4 г-1 ч-1, то потенциальная актив ность метаногенеза образца из монолита почвы с сенокоса была выше как минимум на порядок, достигая уров ня n·1,0 г-1 ч-1. Причина, по которой почва "прошедшая" вегетационный эксперимент имела более высокую по тенциальную активность метаногенеза, пока не ясна.

Изменение температуры инкубационного эксперимента с 17 до 25°С способствовало увеличению как минимум на порядок потенциальной активности метаногенеза осушенной торфяной почвы с сенокосного уча стка. Это наблюдалось вне зависимости от отмеченных выше порядковых различий потенциальной активности метаногенеза для исходной и "использованной" в вегетационном опыте почвы.

Наименьшая потенциальная активность метанокисления была отмечена для осушенной торфяной почвы с сенокосного участка и составляла 0,01 нг СН4 г-1 ч-1. Одинаковый уровень был отмечен как для образцов, взя тых в поле, так и из сосудов вегетационного эксперимента. Существенных различий между температурой ин кубации, а также влияния предшествовавших условий увлажнения для образцов из вегетационных сосудов вы явлено не было. Для образцов с торфоразработки и неосушенного болота потенциальная активность метано кисления была примерно на одном уровне – 0,1 нг СН4 г-1 ч-1, т.е. примерно на порядок выше по сравнению с почвой на сенокосе.

Результаты инкубационных экспериментов подтвердили наличие предпосылок для образования метана в осушенных торфяных почвах, что соотносится с имеющимися данными измерений эмиссии СН4 с таких пло щадей. Потенциальная активность метаногенеза осушенных торфяных почв на 1-2 порядка ниже, чем для не осушенных, однако может быть достаточно заметной для условий интенсивного развития травяной раститель ности, например на сенокосных участках или заросших торфоразработках. Многократно более высокие значе ния потенциальной активности метаногенеза по сравнению с естественными болотными почвами могут иметь донные отложения дренажных каналов, которые, занимая относительно небольшую долю поверхности освоен ных торфяников, имеют потенциальную возможность существенно повысить суммарную эмиссию метана с площадей занятых осушенными торфяными почвами.

Авторы признательны Д.М. Киселеву, участвовавшему в выполнении работы, а также О.С. Гринченко и Л.Е. Дулову, оказавшим практическое содействие. Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (№ 09-05-01113-а).

1. Чистотин М.В., Сирин А.А., Дулов Л.Е. Сезонная динамика эмиссии углекислого газа и метана при осушении боло та в Московской области для добычи торфа и сельскохозяйственного использования // Агрохимия. 2006. № 6. С. 54– 2. Holmgren K., Kirkinen J., Savolainen I. Climate impact of peat fuel utilization. In: Strack M. (ed.) Peatlands and Climate Change. International Peat Society, Saarijrven Offset Oy, Saarijrvi, Finland. 2008. P. 123–147.

3. Oleszczuk R., Regina K., Szajdak L., Hper H., Maryganova V. Impacts of agricultural utilization of peat soils on the greenhouse gas balance. Ibid. P. 70–97.

4. Sirin A., Laine J. Peatlands and Greenhouse Gases. In: Parish F., Sirin A., Charman D., et al. (Eds) Assessment on Peatlands, Biodiversity and Climate Change. Main Report. Global Environment Centre, Kuala Lumpur and Wetlands International Wageningen. 2008. P. 118–138.

5. Глаголев М.В., Чистотин М.В., Шнырев Н.А., Сирин А.А. Летне-осенняя эмиссия диоксида углерода и метана осу шенными торфяниками, измененными при хозяйственном использовании, и естественными болотами (на примере участка Томской области) // Агрохимия. 2008. № 5. С. 56–68.

УДК 551.8, 631.

УРОВНИ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПОЧВЕННЫХ СИСТЕМ

В настоящее время в различных областях естествознания активное развитие получает эволюционно синергетическая парадигма, приходящая на смену генетической. Единая эволюционная теория имеет большое научное, теоретико-познавательное и практическое значение. В почвоведении она выражается в появлении но вого направления – эволюционного почвоведения.

Данная теория опирается на системный подход и теорию самоорганизации, возникшую в рамках cинергетики – науки о самоорганизации сложных нелинейных систем. Синергетика выявляет и формулирует общие принципы самоорганизации и основанной на ней эволюции любых систем. Весь мир представляется, как самоорганизующийся Универсум (мир как целое), состоящий из меньших по рангу самоорганизующихся под систем. Под самоорганизацией понимают тенденцию природы изменяться от менее сложных к более сложным и упорядоченным формам организации материи.

Цель – обосновать концепцию пространственно-временной организации почвенных систем – показать развитие разных по пространственному рангу почвенных систем на фоне разных продолжительности и глубине природных (климатических) ритмов.

Почвенные системы от педона, как элементарного почвенного тела, до зоны, заканчивая педосферой, как и другие подсистемы географических систем являются самоорганизующимися. Они неравновесные и открытые к получению притока энергии, вещества и информации извне. Любые системы, в том числе и почвенные, суще ствуют и развиваются во времени. Категория времени является важнейшей проблемой в любой науке. Пред ставления о нем менялись, и до сих пор нет устоявшего мнения. К настоящему моменту наиболее обоснована релятивистско-динамическая концепция времени. В ее контексте время, протекающее на поверхности Земли, можно разложить на элементы, структуру которых составляют на этапы, стадии, колебания и соответствующие их временные ритмы. Повторения ритмов, с возвратом к исходному состоянию, образуют циклы. Самооргани зующиеся системы в свете этой концепции обладают следующими временными свойствами: точкой отсчета времени и пространства;

прошлым, настоящим и будущим;

скоростью изменения состояния;

колебаниями ин тенсивности движения на микро- и макроуровнях;

памятью – внутренней временной историей системы;

свой ством развития и старения. Важным свойством является фрактальность, определяющая, что любая из фаз коле бания становится причиной следующей, и автоколебания вне зависимости от их размеров подобны друг другу.

Это дает возможность говорить о подобии структур ритмов разной иерархии.

В физической географии и ландшафтоведении, дисциплинам наиболее близким к почвоведению, уже мно гие десятилетия разрабатывается теория временной организации географических систем. Выделены следующие категории временной изменчивости геосистем. Функционирование – изменения, происходящие во взаимодейст вующих компонентах (элементах), выполняющих определенные функции по отношению к геосистеме для под держания устойчивости ее структуры. Динамика – саморазвитие геосистемы, как целостного образования, когда происходят изменения компонентов и подсистем. Эволюция – изменения, обусловленные взаимоотношениями геосистемы с суперсистемой, что влечет изменение всей системы. В процессе функционирования и динамики ин вариант геосистемы не меняется, в процессе эволюции – меняется. Многими исследователями самоорганизация систем понимается как элементарный процесс эволюции. Этого взгляда придерживается и автор.

Автором была предложена гипотеза временной организованности геосистем (Сычева, 1988, 1990), кото рая может быть применена (с определенными оговорками) и для почвенных систем от педона, как элементар ного почвенного тела, до почвенного покрова и педосферы в целом. Функционирование почвенных систем: из меняются лишь элементы, составляющие почвенную систему – это механизм поддержания устойчивости, обеспечивающий колебание почвенной системы вокруг какого-то среднего состояния. Примером могут слу жить работы Хитрова по изучению изменение СПП. Динамика почвенных систем: результат накопления коли чественных изменений в элементах почвенной системы, приводящий к некоему изменению общего состояния.

Однако любое такое изменение обратимо, и оно не оказывает влияние на суперсистемы. В почвенной литера туре близко понятие – «саморазвития почв». Эволюция почвенных систем: необратимый процесс, приводящий к смене самого инварианта – ее структуры, то есть состава элементов и связей между ними. При этом происхо дят некие изменения в суперсистеме – почвенной системе следующего иерархического уровня. Например, из менения почвенных типов, типов почвообразования, почвенных зон и т.д.

Последнее наиболее полное обобщение по пространственной организации почвенных систем сделано И.В. Ивановым в 2004 г. Однако высшее звено почвенных систем (покровный уровень), как указывает автор, оказался наименее разработанным. Но именно он явился основным объектом нашего исследования.

Перед тем как, перейти к изложению концепции пространственно-временной организованности почвен ных систем (почвенных покровов), остановимся на характеристиках природных ритмов, как временном фоне (шкале), на котором происходят изменения почвенных систем. Выделяются ритмы воздействия: экзогенные космические (астро-планетарные), когда из-за изменения параметров взаимодействия космических тел и Земли менялась суммарная радиация;

эндогенные (гео-планетарные) и суммарные: климатические, геологические, а также ритмы отражения: ландшафтогенеза, литогенеза, педогенеза. Каким геологическим ритмам соответст 298   вует эволюция почвенного покрова физико-географических поясов, материков, зонально-провинциального строения и структуры почвенного покрова?

В истории Земли, как планеты, ученые выделяют основные геологические циклы: цикл Вильсона про должительностью 500-600 млн. лет, циклы Штилле и Бертрана (мантийного магматизма) длительностью око ло150-180 млн. лет. Одиними из ведущих ритмов являются ритм воздействия – Галактический год (с периодом около 180-200 млн. лет) и соответствующий ему ритм отражения – Великие оледенения продолжительностью около 150 млн. лет, когда состояние Земли менялось от «Белой» с шапками льда до безледной. Выделены и бо лее мелкие геологические ритмы: 85-95 млн. лет, 35-45 млн. лет, 3-4 млн. лет.

В плейстоцене прослеживаются ритмы влияния, связанные с изменения параметров земной орбиты и, соответственно, величины прихода солнечной энергии на поверхности Земли: циклы эксцентриситета продол жительностью 400 и 100 тыс. лет (главный климатический ритм в плейстоцене, обеспечивающий смену меж ледниковий оледенениями). А также ритмы Миланковича: 41-тысячелетний, вызванный изменением наклона эклиптики, и 19-23-тысячелетние, связанные с изменениями прецессии.

В голоцене наиболее ярко проявился основной ландшафтный ритм Шнитникова продолжительностью около 1800-1900 лет. Выделятся удвоенные многовековые ландшафтные ритмы с периодами 3500-4500 лет, а также внутривековые ритмы с периодами около: 111 лет, 80-90 лет.

Данные ритмы находят отражение в изменении разных по иерархии уровнях почвенных систем, при чем объектами изучения временной организованности выступают не только почвенные тела (педоны и полипедо ны), но карты СПП и почвенных покровов разных временных срезов.

Элементарный уровень касается необратимых изменений педонов и полипедонов, когда основным объек том выступает строение почвенного профиля. Данная проблема – эволюция почв наиболее разработана в почво ведении. Примерами изучения временной изменчивости этого уровня могут служить исследования автора по многовековой ритмичности развития почв в голоцене, а также по эволюции межледниковых полипедонов в дни щах микулинских депрессий. Формирование полипедона, состоящего из элементарных почвенных профилей, на ложенных или совмещенных друг с другом, с последующим погребением новой породой, предполагает длитель ную и неоднородную эволюцию. Она протекала на фоне различных климатических ритмов от вековых до тысяче летних, и в ее участии принимали не только почво-, но и рельефообразующие, седиментационные, мерзлотные, гравитационные и другие процессы, признаки которых нашли отражений строении почвенных профилей.

Локальный уровень касается изменения почвенных систем на уровне катен и СПП (высший временной уровень – эволюция СПП на фоне межледниково-ледникового ритма). Автором реконструированы смены эво люционных состояний СПП через изменения форм рельефа, почв и катен на фоне ритмов позднего плейстоце на: микулинское межледниковье – валдайское оледенение, интерстадиально-стадиальных 41, 23- тысячелетних ритмах. Ведущим фактором выступает реконструкция изменения форм палеорельефа определен ного фрагмента местности и связанные с ним изменения почв и пород в катенах. В течении межледниково ледникового ритма происходит создание новой ландшафтной картины местности, обусловленной максималь ным расчленением рельефа при переходе от оледенения к межледниковья и формирование относительно ус тойчивого, наиболее сложного межледникового ПП (прогрессивная ветвь эволюции). При переходе к оледене нию и в оледенение преобладает тенденция к сглаживанию рельефа, упрощения строения катен и СПП (регрес сивная ветвь развития).

Региональный уровень отражает изменения ПП – эволюцию зонально-провинциального строения на фо не сотнитысячелетих до миллионолетних ритмов. Примером могут служить реконструкции почвенного покро ва Восточно-Европейской равнины в брянский интерстадиал и микулинское межледниковье, выполненные А.А. Величко с соавторами;

многочисленные работы М.Ф. Веклича, Н.А. Сиренко и др. по реконструкции ПП Украины на разные временные срезы плейстоцена. Эта тема более разработана в палеоботанике – история формирования природных зон: степи, лесостепи, суббореальных, бореальных лесов умеренного пояса, тундры, укладывающаяся в возрастные рамки последнего ледникового периода, начиная с олигоцена, плиоцена, неоп лейстоцена (перигляциальная, тундровая зоны).

Глобальный уровень. Основной климатический ритм около 150-180 млн. лет проявляется в возниконове нии ледниковых покровов на суше – великих оледенений (по Б. Джону и др., 1982). Он близок к галактическо ому году с периодом около 180 млн. лет. За это время происходит перестройка материков и формирование по ясности Земли и в том числе эволюция ПП материков. Пример – реконструкция эволюция поясов в пермское время (Чумаков, 2004) и восстановление фрагментов ПП пермского периода (Наугольных, 2004).

Планетарный уровень наименее изученным и касается ПП материков и изменения педосферы в целом.

УДК 631.861: 631.862.

ВЛИЯНИЕ РЕГУЛЯРНОГО ПРИМЕНЕНИЯ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА

НА ПРОЦЕССЫ ГУМУСООБРАЗОВАНИЯ В АГРОЦЕНОЗАХ

С БЕССМЕННЫМ ВОЗДЕЛЫВАНИЕМ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ

Всероссийский научно–исследовательский институт органических удобрений и торфа Россельхозакадемии, п. Вяткино Судогодского р-на Владимирской обл.

В структуре сельскохозяйственных отходов свыше 60% составляют бесподстилочный навоз, помет. Ос новным способом утилизации является их использование на удобрение. В большинстве хозяйств, из-за отсут ствия необходимых площадей, низкой надежности средств внесения, значительных транспортных, эксплуата ционных расходов бесподстилочный навоз, помет, как правило, применяют в интенсивном режиме, в сверхвы соких дозах, в бессменных биоценозах кормовых многолетних злаковых трав. В литературе имеются много численные сведения, основанные на результатах краткосрочных полевых опытов по изучению влияния высо ких доз бесподстилочного навоза на величину и качество урожая с.-х. культур, на изменение свойств почвы.

Вместе с тем, согласно требованиям ГОСТ 17.4.3.06-86, краткосрочные исследования не позволяют достоверно определить эффективность применения бесподстилочного навоза.

В рамках «Программы длительных опытов географической сети по комплексному применению удобре ний и других средств химизации» на опытном поле ВНИПТИОУ в долгосрочном опыте (опыт № 02.11.17.105.04), регистрационный № 088 в «Реестре аттестатов длительных опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами РФ»), начиная с 1983 г., изучаются агроэкологические последствия систематиче ского длительного применения различных доз бесподстилочного навоза в интенсивном режиме на одном и том же поле с бессменным травостоем.

Почва участка дерново-подзолистая, супесчаная на мощной суглинистой морене. Перед закладкой опыта почва (0-20 см) имела следующие агрохимические показатели: рНсол. 4,9;

содержание гумуса (по Тюрину) 1, %;

подвижных фосфора и калия (по Кирсанову), соответственно, 5,6-6,8 и 14,7 мг/100 г;

Нг (по Каппену) 1,9 мг экв./100 г, S (по Каппену, Гильковицу) 3,7 мг-экв./100 г. Схема полевого опыта включала следующие варианты:

1. Без удобрений (контроль);

2. Бесподстилочный навоз (БН), в дозе N300;

3. БН, N400;

4. БН, N500;

5. БН, N700;

6. Минеральные удобрения N300РК (эквивалентн. варианту 2). Площадь опытной делянки 70 м2, учетной – 54 м2. повторность четырех-кратная. Опытная культура – кострец безостый сорта Моршанский 760. Агротех ника общепринятая для зоны Владимирской области. Используемый на удобрение бесподс-тилочный навоз КРС характеризовался низким содержанием сухого вещества, азота, фосфора, калия, высокой степенью биоло гического загрязнения (Nобщ., Кобщ. – 0,8-4,1 кг/т;

Р2О5общ. – 0,6-1,8 кг/т). Бесподстилочный навоз и минеральные удобрения при внесении равномерно распределяли по всей поверхности делянки перед отрастанием трав. При внесении удобрений единовременная доза бесподстилочного навоза составляла N300.

При большей норме бесподстилочный навоз применяли дробно под три укоса: N400(300+100+0);

N500(300 +100+100);

N700(300+200+200).

В соответствии с результатами 27-летних исследований (1983- 2009 гг.) регулярное применение удобре ний обусловило заметное изменение содержания органического вещества в почве. Наибольшее увеличение ко личества гумуса обеспечило применение бесподстилочного навоза. По максимальной дозе жидкого навоза, на возных стоков (N700) получено наибольшее увеличение содержания гумуса в почве – в среднем на 0,1% в год.

Систематическое применение бесподстилочного навоза в дозе N300 повышало содержание в почве органиче ского вещества в среднем на 0,07 % в год. Заметный рост содержания гумуса, прежде всего, обусловлен еже годным поступлением в почву органического вещества в составе бесподстилочного навоза, пожнивно корневых остатков многолетних трав. При средней урожайности зеленой массы многолетних трав 337ц/га (по дозе N300), 427 ц/га (N700) накопление в почве пожнивно-корневых остатков составляло 227и 230 ц/га (в пере счете на сухое вещество) органического вещества, соответственно, 216 и 219 т/га. Поступление в почву органи ческого вещества в составе бесподстилочного навоза за период с 1983 по 2009 гг. составляло при дозах N300 – 183 т/га;

N700 – 427 т/га. Суммарное поступление в почву органического вещества в составе пожнивно корневых остатков, бесподстилочного навоза за 27 лет исследований превысило 400 т/га (N300) и 646 т/га (N700). Коэффициенты минерализации поступившего органического вещества в почву вариантов с внесением бесподстилочного навоза в дозах N300, N700 составляли, соответственно, 92 и 94%.

В соответствии с результатами исследований ежегодное увеличение содержания гумуса в почве кон трольного варианта составило в среднем 0,016, а в варианте с регулярным применением минеральных удобре ний 0,021%, что вероятно, обусловлено поступлением органического вещества в составе пожнивно-корневых остатков (54 т/га – на контроле;

150 т/га – при систематическом применении минеральных удобрений). Коэф фициенты минерализации органического вещества в почве контрольного варианта опыта составляли в среднем 87%, в почве варианта с систематическим применением минеральных удобрений – 89%.

Как следует из результатов исследований, регулярное применение удобрений обусловило увеличение содержания гумуса не только в пахотном, но и в нижележащих горизонтах почвы. Наибольшее содержание гу муса в почве обнаружено в верхнем перегнойно-аккумулятивном горизонте. Запасы гумуса в почве контроль ного варианта превысили 52,8 т/га, вариантов опыта с систематическим применением бесподстилочного навоза в дозах N300, N700, соответственно, 98,1 и 115,5 т/га, варианта с регулярным применением минеральных удоб рений – 57 т/га. В сравнении с пахотным горизонтом содержание гумуса в подпахотном горизонте (20-40 см) во всех вариантах резко снижалось. Однако в подпахотном слое почвы вариантов опыта с использованием удоб рений количество гумуса было заметно большим по сравнению с его содержанием в почве контрольного вари анта. Наибольшее содержание гумуса в почве горизонтов 20-40, 40-60 см отмечено в вариантах с использова нием бесподстилочного навоза. Максимальной дозе внесения жидкого навоза (N700) соответствовало наи большее увеличение содержания в почве органического вещества. Отмечена тенденция увеличения количества гумуса в слое 40-60 см варианта опыта с регулярным применением минеральных удобрений.

Максимальное содержание гумуса в почве пахотного слоя всех вариантов опыта, очевидно, обусловлено сосредоточением здесь основной биомассы корневой системы многолетних трав, поступлением всего количе ства органического вещества в составе пожнивно-корневых остатков, бесподстилочного навоза. Увеличение содержания гумуса в почве в нижележащих горизонтах (20-40;

40-60 см) вариантов опыта с применением удоб рений вероятно связано с ростом под их влиянием биомассы корневой системы многолетних трав, миграцией подвижных органических соединений из верхнего перегнойно-аккумулятивного горизонта.

300   В соответствии с результатами исследований темпы прироста гумуса по периодам наблюдений в срав нении с исходным содержанием (до закладки опыта) в пределах каждого варианта опыта не снижались, что ве роятно обусловлено сложившимся в почве комплексом положительных факторов, способствующих синтезу гумусовых веществ - регулярное поступление в составе удобрений, пожнивно-корневых остатков, органиче ских соединений;

бессменное возделывание многолетних трав, преобладание анаэробных условий в почве, вследствие отсутствия механических ее обработок.

Согласно результатам исследований, длительное, систематическое применение удобрений обусловило изменение не только содержания гумуса в почве, но и его качественного состава.

Гумус пахотного слоя характеризовался низким содержанием извлеченных щелочью гидролизуемых веществ (менее 44%) и высоким – негидролизуемого остатка (более 56%), прочно связанного с минеральной частью почвы. Наибольшее содержание негидролизуемого остатка обнаружено в почве вариантов опыта с ре гулярным применением бесподстилочного навоза в дозах N300, N700. Систематическое применение органиче ских удобрений повышает содержание стабильного (консервативного, закрепленного) гумуса, и, как следствие, обусловливает рост потенциального плодородия дерново-подзолистой почвы. Регулярное внесение органиче ских удобрений в дозах N300, N700 значительно увеличивает абсолютное содержание в почве углерода гуми новых и фульвокислот по сравнению с почвой контрольного варианта опыта соответственно на 42 и 84%.

В составе гумусовых кислот дерново-подзолистой супесчаной почвы всех вариантов опыта преобла дающими являлись фульвокислоты. Их содержание в зависимости от варианта опыта в 1,5-2,5 раза было боль шим, чем гуминовых кислот. Регулярное применение бесподстилочного навоза N300, N700, способствовало достоверному увеличению доли гуминовых кислот – соответственно на 9 и 30% и снижению доли фульвокис лот – на 24-35%. Согласно литературным данным, увеличение в составе гумуса содержания гуминовых кислот свидетельствует о возрастании степени гумификации органического вещества почвы.

Регулярное, длительное применение минеральных удобрений повышало содержание негидролизуемого остатка, доли гуминовых кислот в составе органического вещества почвы, но в значительно меньшей степени по сравнению с использованием органических удобрений.

Внесение удобрений способствовало заметному увеличению в органическом веществе почвы отношения Сгк: Сфк, вследствие чего фульватный тип гумуса (контрольный вариант) трансформировался в гуматно фульватный. Несмотря на заметный рост содержания гуминовых кислот в составе гумуса при использовании удобрений, степень гумификации органического вещества в почве всех вариантов опыта оставалась слабой – менее 16%, что очевидно обусловлено интенсивной его минерализацией.

В соответствии с результатами исследований под влиянием удобрений изменяется не только содержание гуминовых и фульвокислот в составе гумуса, но и свойства самих кислот. Исследования их фракционного со става показали, что систематическое применение бесподстилочного навоза, особенно в дозе N700, сопровожда лось заметным увеличением содержания наиболее важных в определении потенциального плодородия почв гуминовых кислот, связанных с кальцием и полуторными окислами (фракция ГК2;



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 9 |
 




Похожие материалы:

«Посвящается 60–летию Ботанического сада-института ДВО РАН RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES FAR EASTERN BRANCH BOTANICAL GARDEN-INSTITUTE PLANTS IN MONSOON CLIMATE Proceedings of V Scientific Conference Plants in Monsoon Climate (Vladivostok, October 20–23, 2009) V Vladivostok 2009 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ДАЛЬНЕВОСТОЧНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ БОТАНИЧЕСКИЙ САД-ИНСТИТУТ РАСТЕНИЯ В МУССОНОМ КЛИМАТЕ Материалы V научной конференции Растения в муссонном климате (Владивосток, 20–23 октября 2009 г.) V Владивосток УДК ...»

«2nd International Scientific Conference Applied Sciences in Europe: tendencies of contemporary development Hosted by the ORT Publishing and The Center For Social and Political Studies “Premier” Conference papers June 22, 2013 Stuttgart, Germany 2nd International Scientific Conference “Applied Sciences in Europe: tendencies of contemporary development”: Papers of the 1st International Scientific Conference. June 22, 2013, Stuttgart, Germany. 168 p. Edited by Ludwig Siebenberg Technical Editor: ...»

«Национальная академия наук Беларуси Центральный ботанический сад Отдел биохимии и биотехнологии растений Биологически активные вещества растений – изучение и использование Материалы международной научной конференции (29–31 мая 2013 г., г. Минск) Минск 2013 Организационный комитет конференции: УДК 58(476-25)(082) Титок В.В., доктор биологических наук, доцент (председатель) ББК 28.5(4Беи)я43 (Беларусь) О-81 Решетников В.Н., академик, доктор биологических наук, профес сор (сопредседатель) ...»

«Национальная академия наук Беларуси Институт экспериментальной ботаники им. В.Ф. Купревича Научно-практический центр по биоресурсам Центральный ботанический сад Институт леса Материалы II-ой международной научно-практической конференции ПРОБЛЕМЫ СОХРАНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ Минск, Беларусь 22–26 октября 2012 г. Минск Минсктиппроект 2012 УДК 574 П 78 Редакционная коллегия: В.И. Парфенов, доктор биологических наук, академик НАН Беларуси В.П. ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Международная академия авторов научных открытий и изобретений (МААНОИ) ФГБОУ ВПО Горский государственный аграрный университет Республиканская общественная организация АМЫРАН МАТЕРИАЛЫ VIII Международной научно-практической конференции АКТУАЛЬНЫЕ И НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ (Часть 2) посвященной 75-летию со дня рождения ученого - микробиолога и агроэколога, Заслуженного работника высшей школы РФ, Заслуженного деятеля науки ...»

«- ЦИ БАЙ-ШИ Е.В.Завадская Содержание От автора Бабочка Бредбери и цикада Ци Бай-ши Мастер, владеющий сходством и несходством Жизнь художника, рассказанная им самим Истоки и традиции Каллиграфия и печати, техника и материалы Пейзаж Цветы и птицы, травы и насекомые Портрет и жанр Эстетический феномен живописи Ци Бай-ши Заключение Человек — мера всех вещей Иллюстрации в тексте О книге ББК 85.143(3) 3—13 Эта книга—первая, на русском языке, большая монография о великом китайском художнике XX века. ...»

«УДК 821.0(075.8) ББК 83.3(5 Кит)я73 Г. П. Аникина, И. Ю. Воробьёва Китайская классическая литература: Учебно- методическое пособие. В пособии предпринята попытка представить китайскую классическую литературу как важнейшую часть культуры Китая. Главы, посвящённые поэзии, прозе и драматургии, дают представление об общем процессе развития китайской литературы, об её отдельных памятниках и представителях. В пособии прослеживается одна из главных особенностей китайской культуры – преемственность и ...»

«ЧЕРЕЗ ПЛАМЯ ВОЙНЫ 1941 - 1945 КУРГАНСКАЯ ОБЛАСТЬ ПРИТОБОЛЬНЫЙ РАЙОН Парус - М, 2000 К 03(07) 55-летию Победы посвящается Через пламя войны Составители: Г. А. Саунин, Е. Г. Панкратова, Л. М. Чупрова. Редакционная комиссия: Е.С.Черняк (председатель), С.В.Сахаров(зам. председателя), : Н.И.Афанасьева, Л.Н.Булычева, Ю.А.Герасимов, Н.В.Катайцева, А.Д.Кунгуров, Л.В.Подкосов, С.И.Сидоров, Н.В.Филиппов, Н.Р.Ярош. Книга издана по заказу и на средства Администрации Притобольного района. Администрация ...»

«Белорусский государственный университет Географический факультет Кафедра почвоведения и геологии Клебанович Н.В. ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ ПОЧВ Пособие для студентов специальностей география географические информационные системы Минск – 2005 УДК 631.8 ББК Рецензенты: доктор сельскохозяйственных наук С.Е. Головатый кандидат сельскохозяйственных наук Рекомендовано Ученым советом географического факультета Протокол № Клебанович Н.В. Основы химической мелиорации почв: курс лекций для студентов ...»

« Делоне Н.Л. Человек Земля, Вселенная Моей дорогой дочери Татьяне посвящаю. Д е л о н е Н.Л. ЧЕЛОВЕК, ЗЕМЛЯ, ВСЕЛЕННАЯ 2 - е и з д а н и е(исправленноеавтором) Особую благодарность приношу Анатолию Ивановичу Григорьеву, без благородного участия которого не было бы книги. Москва-Воронеж 2007 Сайт Н.Л. Делоне: www.N-L-Delone.ru Зеркало сайта: http://delone.botaniklife.ru УДК 631.523 ББК 28.089 Д295 Человек, Земля, Вселенная. 2-е издание / Делоне Н.Л. - Москва-Воронеж, 2007. - 148 с. ©Делоне Н.Л., ...»

«Президентский центр Б.Н. Ельцина М.Р. Зезина О.Г. Малышева Ф.В. Малхозова Р.Г. Пихоя ЧЕЛОВЕК ПЕРЕМЕН Исследование политической биографии Б.Н. Ельцина Москва Новый хронограф 2011 Оглавление УДК 32(470+571)(092)Ельцин Б.Н. ББК 63.3(2)64-8Ельцин Б.Н. Предисловие 6 Ч-39 Часть 1. УРАЛ Глава 1. Детство Издано при содействии Президентского центра Б.Н. Ельцина Хозяева и Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям Курс — на ликвидацию кулачества как класса Высылка Колхозники Запись акта о ...»

«АССОЦИАЦИЯ СПЕЦИАЛИСТОВ ПО КЛЕТОЧНЫМ КУЛЬТУРАМ ИНСТИТУТ ЦИТОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ISSN 2077 - 6055 КЛЕТОЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ ВЫПУСК 30 CАНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2014 -2- УДК 576.3, 576.4, 576.5, 576.8.097, М-54 ISSN 2077-6055 Клеточные культуры. Информационный бюллетень. Выпуск 30. Отв. ред. М.С. Богданова. — СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2014. — 99 с. Настоящий выпуск посвящен памяти Георгия Петровича Пинаева — выдающегося ученого, доктора биологических наук, профессора, ...»

«Стратегия независимости 1 Нурсултан Назарбаев КАЗАХСТАНСКИЙ ПУТЬ КАЗАХСТАНСКИЙ ПУТЬ 2 ББК 63.3 (5 Каз) Н 17 Назарбаев Н. Н 17 Казахстанский путь, – Караганда, 2006 – 372 стр. ISBN 9965–442–61–4 Книга Главы государства рассказывает о самых трудных и ярких моментах в новейшей истории Казахстана. Каждая из девяти глав раскрывает знаковые шаги на пути становления молодого независимого государства. Это работа над Стратегией развития Казахстана до 2030 года, процесс принятия действующей Конституции ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.