WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 9 |

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

-- [ Страница 5 ] --
Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, г. Улан-Удэ Республики Бурятия Почвы долин рек отличаются относительно высокой продуктивностью и выполняют важную роль в поддержании водного баланса в маловодных внутриконтинентальных бассейнах рек. Значимость этих экоси стем для жизни степных и пустынных территорий огромна, так как именно на них располагаются более лучшие Усл. обозначения: – – – маршрутные исследования;

– места закладки почвен- классификационное по метры почв пойменных экосистем до настоящего времени остаются практически не изученными [7-9].

В данной работе рассмотрены материалы, полученные по почвам поймы р. Завхан, являющейся одной из двух важнейших водных артерий бессточного Центральноазиатского бассейна (рисунок). Длина ее составляет 808 км, водосборная площадь -72210 км2. Завхан характеризуется летними паводками, связанными с сезонным выпадением дождей в этот период. Половодья же от таяния снегов невысокие.

Проведенными исследованиями изучены эколого-географические условия формирования, разнообразие, классификационное положение почв поймы р. Завхан, охарактеризованы их морфогенетические, физико химические и агрохимические свойства.

Водосборный бассейн Завхана расположен в разнообразных физико-географических условиях. Верхний участок реки находится в пределах Хангайской геоморфологической провинции, Евроазиатской степной облас ти Западно-Хангайской горно-лесостепной провинции [1, 3]. Значительная часть р. Завхан протекает по Котло вине Больших Озер. Большая часть бассейна этой области занята аккумулятивными и денудационными равни нами, расчлененными отрогами Алтая и Хангая на ряд самостоятельных котловин. В наиболее пониженных участках этих котловин распространены озера. В аккумулятивной равнине преобладают бугристые и бархан ные пески, образующие крупный массив Монгол Элс. По ботанико-географическому районированию эта тер ритория относится к Евроазиатской степной области Северогобийской пустынно-степной провинции. Ланд шафт определяется степями, пустынными степями, а кое-где пустынями [1, 4]. В нижнем течении р. Завхан протекает по пустынной местности, представляющей собой равнину, наклоненную к оз. Айраг-Нур.

Выявлено, что почвы пойменных экосистем аридных территорий Внутренней Азии являются сложными Основные типы почв речных пойм бассейна Завхана Первич- Слаборазви Синлито генный Постли- Галоморф- ный, солончак ква 314   аллювиальные поймы, на которых преимущественно развиты почвы слаборазвитого отдела первичного ствола почвообразования (слоисто-аллювиальные гумусовые) и аллювиального отдела синлитогенного ствола (аллю виальные темногумусовые). На расширенном отрезке поймы при слиянии рек Шара-Ус-Гол и Буянт-Гол (бес сточный Центральноазиатский бассейн) выражен проточно-сегментный тип поймы. В структуре почвенного покрова отмечается преобладание аллювиальных светлогумусовых почв в комплексе со слоисто аллювиальными гумусовыми почвами. В среднем течении доминируют аллювиальные светлогумусовые засо ленные почвы, вдоль массива Монгол Элс – стратоземы, в нижнем течении и ее дельтовой части - солончаки.

В целом, разнообразие почв поймы р. Завхан представлено 3 стволами, 4 отделами, 8 типами (табл.):

слоисто-аллювиальными гумусовыми, аллювиальными светлогумусовыми, аллювиальными светлогумусовыми квазиглеевыми, аллювиальными темногумусовыми, стратоземами светлогумусовыми, солончаками типичны ми, квазиглеевыми, сульфидными.

Для всех изученных типов почв пойменных экосистем аридных территорий Внутренней Азии характер ны неблагоприятные водно-физические, физико-химические и агрохимические свойства, что свидетельствует об их низком уровне плодородия. Поэтому для рационального использования данных почв в интенсивном лу гопастбищном хозяйстве и земледелии необходимо их орошение и адаптивно-дифференцированное и экологи чески нормированное применение удобрений – навоза, NPK и некоторых микроэлементов, особенно кобальта, меди, цинка.

1. Буян-Оршиг Х. Растительность Котловины Больших Озер и юго-восточной части Монгольского Алтая (География, классификация, кормовые ресурсы): Автореф. дис. … д-ра биол. наук. Новосибирск, 1992. 31 с.

2. Доржготов Д. Почвы Монголии (генезис, систематика, география, ресурсы и использование): Автореф. дис. … д-ра биол. наук. М.: Изд-во МГУ, 1992. 51 с.

3. Национальный атлас. Монгольская Народная Республика. М.;

Улан-Батор: ГУГК СССР, ГУГК МНР, 1990.

4. Огарь Н.П. Растительность долин рек семиаридных и аридных регионов континентальной Азии: Автореф. дис. … д ра биол. наук. Алматы, 1999. 47 с.

5. Почвенный покров и почвы Монголии. М.: Наука, 1984. 189 с.

6. Убугунов Л.Л., Убугунова В.И. Почвы речных пойм Монголии // Почвоведение. 1991. №11. С.105-117.

7. Убугунов Л.Л., Меркушева М.Г., Убугунова В.И. Свойства и плодородие неорошаемых и орошаемых аллювиаль ных дерновых почв Забайкалья //Почвоведение. 1994.№ 1. С. 81-87.

8. Убугунова В.И., Убугунов Л.Л. Биологическая продуктивность и гумусное состояние аллювиальных почв монголь ской части бассейна оз. Байкал // Почвоведение. 1996. № 8. С. 972-979.

9. Opp С., Hilbig W. Soil and plant cover at zonal and non-zonal sites of the Uvs-Nuur basin (Mongolia, Tuva). Ecosistems of Central Asia: Inverstigations, conservation and nature-use problems/ Proceedings of IX Ubsu-Nur International Symposium.

2008. P. 104-109.

УДК 631.

НОВЫЕ ЛОКУСЫ АЗОТФИКСАЦИИ В ПОЧВЕ

Факультет почвоведения Московского государственного университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва По современным представлениям биосфера Земли «стоит» на «трех китах» (процессах):

– фотосинтезе - источнике органического углерода;

– фотолизе воды - источнике молекулярного кислорода;

– азотфиксации - источнике органического азота.

Понимание глобальной роли микробной азотфиксации (диазотрофии) пришло не сразу – долгое время ее вообще не принимали во внимание при расчетах баланса азота в биосфере. Основной причиной было отсутст вие прямых оценок активности и масштабов этого процесса в природной среде. Согласно полученным к на стоящему времени данным, микробная азотфиксация по масштабам и значимости для живой природы сравнима с другим глобальным процессом – фотосинтезом, играет ключевую роль в балансе азота в биосфере и выступа ет основным поставщиком связанного азота во всех природных экосистемах. Другой причиной игнорирования глобальной роли микробной азотфиксации являлось доминировавшее в течение многих лет мнение о способно сти к азотфиксации лишь у весьма ограниченной группы микроорганизмов – представителей р.р. Azotobacter, Clostridium, Cyanobacteria, Rhizobium. Полученные в последние годы данные кардинально изменили это пред ставление - диазотрофия обнаружена практически у всех групп прокариот – у фототрофов, хемолитотрофов и гетеротрофов, у аэробов, анаэробов и микроаэрофилов, у трихомных, почкующихся и мицелиальных, у бакте рий и архей. Одновременно из числа диазотрофов были окончательно исключены грибы и водоросли, растения и животные, а сама способность к азотфиксации включена в список принципиальных различий между организ мами-прокариотами и эукариотами. Азотфиксация протекает во всех природных средах, где обитают прока риоты – в почвах, илах, пресных и соленых водоемах, на корнях и стеблях растений, в желудочно-кишечном тракте животных. Наиболее высоким уровнем азотфиксации характеризуются экосистемы Суши (почвы), вы деляющиеся наивысшей численностью диазотрофов и, соответственно, именно наземным экосистемам принад лежит ведущая роль в поддержании азотного баланса планеты;

почву предложено рассматривать в качестве глобального биогеохимического реактора, снабжающего биосферу доступными соединениями азота.

Как правило, азотфиксация протекает в сообществах организмов, включающих диазотрофов и потреби телей связанного ими азота - в симбиозах и ассоциациях. Согласно полученным в последние годы оценкам, в биосфере по распространенности и суммарной продуктивности основная роль принадлежит ассоциативной азотфиксации (ассоциативному симбиозу), за счет которой, как предполагается, поддерживается азотный ба ланс таких климаксных экосистем как степи, тайга и тропический лес.

К настоящему времени относительно хорошо изучены особенности азотфиксации в симбиозах и ассо циациях диазотрофов с высшими растениями. Значительно меньше сведений об азотфиксации у животных и в целом роль почвообитающих животных в аккумуляции и миграции соединений азота - одна из малоисследо ванных проблем современного фундаментального почвоведения, хотя известно, что деятельность животных вызывает резкое усиление биологической активности почв.

В почвах поселений животных относительно хорошо изучены особенности микробной трансформации углерода. В то же время имеются лишь отрывочные сведения о роли животных в балансе азота на этих терри ториях, хотя именно доступность азота во многом определяет биологическую продуктивность и биологическое разнообразие экосистем и влияет на эмиссию из почв важнейших биогенных «парниковых» газов – N2O, CH4, CO2. По имеющимся оценкам, наиболее отчётливо этот феномен проявляется в почвах поселений (колоний) массовых по численности и длительно использующих одну и ту же территорию животных, в частности, грызу нов и термитов. Их уникальной малоизученной особенностью является способность длительно питаться низко протеиновыми целлюлозосодержащими кормами, не испытывая при этом недостатка в белковом азоте. Соглас но полученным в последние годы данным, у таких животных дефицит «диетарного» (в корме) азота может вос полняться за счет микробной азотфиксации в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ), в результате чего они полу чают до 1/3 необходимого азота, что, в свою очередь, отражается и на свойствах населяемых ими почв. В на стоящее время активность процессов азотного цикла (азотфиксация, денитрификация), а также тесно связанных с ними процессов углеродного цикла (метаногенез, эмиссия СО2) изучается в ЖКТ различных видов грызунов (полевка обыкновенная, восточноевропейская, лесная и серая, слепыш, разные виды песчанок, кролик, бобр), термитов и дождевых червей. Среди грызунов наибольшим уровнем азотфиксации в ЖКТ и, соответственно, Концентрация азота в содержимом различных отделов ЖКТ речного из задней кишки. Известно, что копрофагия – характерная особенность большинства грызунов.

Еще одним примером животных, многочисленных в природе и длительно использующих одну территорию, служат термиты. Древесные остатки, являющиеся основным источником питания большинства почвообитающих термитов, бедны азотом (около 0,20%), вследствие чего ведущая роль в снабжении этим элементом отводится микробной азотфиксации в их кишечнике - за счет диазотрофии в пищеварительном тракте термиты покрывают до 65% своей потребности в азоте. До настоящего времени нет ответа на вопрос – являются ли эти диазотрофы симбионтами термитов (постоянно живущими в кишечнике) или же они относятся к «транзитным», которые необходимо регулярно вводить в организм животного. Установлено, что при изъятии из термитника животные уже через 1-2 недели утрачивают способность к азотфиксации, из чего следует, что значительный вклад в этот процесс вносят транзитные диазотрофы, численность которых в кишечнике поддерживается за счет регулярной копрофагии и использования гнездового материала («лепок»), представляющего собой в основном экскременты. Лабораторные эксперименты с термитами Reticulitermes lucifugus показали, что бактериальное сообщество их кишечника, экскрементов и «лепок» весьма сходно, а функциональные возможности (в т.ч. активность азотфиксации) этих комплексов практически идентичны. При лишении термитов возможности использовать собственные экскременты и материал термитника («лепок»), микробное сообщество кишечника становится неустойчивым, что выражается в резком качественном и количественном редуцировании прокариотного комплекса, приводя в итоге к гибели животных. Очевидно, что копрофагия и, главным образом, «лепки» служат основным источником диазотрофов и именно постоянное возобновление указанных микроорганизмов из этих источников позволяет животным существовать в природе.

Следовательно, отношения между азотфиксаторами и термитами R. lucifugus не являются облигатно симбиотическими, а отсутствие симбиоза с диазотрофами у рассмотренного вида приводит к однозначному выводу о взаимодействии по типу ассоциативной азотфиксации.

Накопленные к настоящему времени данные позволяют сделать заключение о заметном влиянии грызунов и термитов на активность биогеохимического цикла азота в почве за счет дополнительного поступления из ЖКТ этих животных. При этом изменяются не только численность и микробный состав, но и функциональные возможности микробного сообщества почв, а почвы на таких поселениях приобретают повышенную биологическую активность по сравнению с незаселенными участками.

1. Вечерский М.В., Костина Н.В., Наумова Е.И., Умаров М.М. Особенности азотфиксации в пищеварительном тракте речного бобра Castor fiber // ДАН. 2006. Т. 411. № 1. С. 128-130.

2. Голиченков М.В., Костина Н.В., Кузнецова Т.А., Умаров М.М. Диазотрофы пищеварительного тракта термитов Neotermes castaneus // Изв. АН. Сер.биол. 2006. № 5. С. 624-629.

316   3. Вечерский М.В., Костина Н.В., Горленко М.В., Добровольская Т.Г., Умаров М.М. Особенности азотфиксации у термитов Reticulitermes lucifugus // Изв. АН. Сер.биол. 2008. № 5. С. 522-527.

4. Умаров М.М., Стриганова Б.Р., Костина Н.В. Особенности трансформации азота в кишечнике и копролитах дожде вых червей // Изв. АН. Сер.биол. 2008. № 6. С.746-756.

5. Вечерский М.В., Наумова Е.И., Костина Н.В., Умаров М.М. Ассимиляция биологического азота у Европейского бобра // Изв. АН. Сер.биол. 2009. № 1. С. 108-112.

6. Умаров М.М. Азотфиксация в ассоциациях организмов. //Проблемы агрохимии и экологии. 2009. №2. С. 22-26.

УДК 631.

К ВОПРОСУ О РОЛИ БУГРОВ БЭРА ДЛЯ ЛАНДШАФТОВ ДЕЛЬТЫ ВОЛГИ

Рельеф играет огромную роль в процессах почвообразования. Именно рельефом в большей степени оп ределяется характер гидрологического режима, распределение влаги и миграция растворимых веществ. Это особенно актуально для территории дельты Волги, где среди факторов почвообразования влияние рельефа на засоление почв в подобных аридных областях особенно значимо. Антропогенные нарушения рельефа приводят к необратимой перестройке экосистем в результате трансформации факторов почвообразования. Одним из яр ких примеров подобных изменений являются ландшафты бугров Бэра.

Бугры Бэра – специфические геоморфологические образования. Протекающие процессы почвообразова ния на буграх Бэра специфичны и присущи только им. В пределах бугрового ландшафта веками устанавливался водно-солевой баланс почв и бугры Бэра являются центрами аккумуляции легкорастворимых солей [1]. В на стоящее время бугровые ландшафты одни из самых уязвимых в экосистеме и в последнее время их экологиче ская уязвимость интенсивно усугубляется антропогенным вмешательством. В Астраханской области наблюда ется повсеместное механическое уничтожение и разрушение бугров. Это приводит к изменению рельефа ланд шафтов, причем как одного из ведущих факторов почвообразования. Обваловка территории меняет водный ре жим, начинается перестройка структуры почвенного и растительного покрова. Проблема антропогенной на грузки на почву на сегодняшний день является весьма актуальной. Особенно остро проблема стоит именно в аридных регионах, где следствием деградации почвы являются процессы опустынивания.

Исследования показали, что средняя величина содержания гумуса в ландшафте разрушенного бугра со ставляет 0,01%, в то время как для ландшафта бугра, характеризующегося незначительными нарушениями (за кладка оросительных каналов) среднее значение составляет 2,95%, а для не разрушенного бугра – 3,13%. Таким образом, среднее содержание гумуса в ландшафте разрушенного бугра в сотни (!!!) раз меньше. Это обусловле но нарушениями начальной стадии формирования гумуса на исследуемой территории в результате механиче ского нарушения поверхностного слоя техникой, разрушающей бугор и тяжелым грузовым автотранспортом, вывозящим материал бугра. Установлено, что величины плотности почвы в ландшафте разрушенного бугра Бэ ра значительно выше (более 1,7 г/см3), чем для почв других объектов. На поверхности оказываются нижележа щие слои более легкого гранулометрического состава, имеющие высокие величины водопроницаемости, что приводит к перераспределению солей в пределах окружающей территории.

При подобном изменении почвенных свойств нарушается установленная веками геохимическая обста новка в ландшафте, трансформируются биосферные функции почвы.

Данные результаты позволяют предположить, что сокращение площадей бэровских бугров способствует деградации почв окружающего ландшафта, меняет его структуру, что может способствовать интенсификации процессов опустынивания и деградации в регионе.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 09-04-97002-р-поволжье_а) 1. Владыченский С.А. Почвенно-мелиоративные исследования в Волго-Ахтубинской пойме (рукопись). М., 1953. 415с.

УДК 631.4:631.

ЗАВИСИМОСТЬ ПРОДУКТИВНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ

ОТ УРОВНЯ ХИМИЗАЦИИ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ НА ПРИМЕРЕ ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ

Плодородие почвы во взаимодействии с другими природными условиями составляет особую производ ственную силу, существенно влияющую на продуктивность и ценность сельскохозяйственных угодий В то же время почвенное плодородие – легко утрачиваемый и трудно возобновляющийся ресурс, который требует не только рационального использования для удовлетворения потребностей населения страны в продовольствии и сельскохозяйственном сырье, но и систематического поддержания и воспроизводства.

За последние 15-20 лет произошло снижение производственного и ресурсного потенциала продовольст венного сектора АПК. В этих условиях возрастает потребность в объективной оценке потребности почв в из вестковании, применении фосфорных и калийных удобрений, оценке загрязнения почв, растений, кормов, сельскохозяйственной продукции нитратами, тяжелыми металлами и другими токсикантами.

На территории Тверской области наибольшее распространение получили дерново-подзолистые почвы (более 90 %), преимущественно дерново-среднеподзолистые (80 %). По механическому составу преобладают Изменение показателей плодородия почв, применения удобрений и продуктивно сти пашни Тверской области в различные периоды химизации новном легкосуглинистые Средневзвешенная величина В т.ч.сильно – и среднекис Нейтральные и близкие к нием Р2О5 (до 50 мг/кг), % Площади со средним содер жанием Р2О5 (до 150 мг/кг), Площади с высоким содер жанием Р2О5 (150 мг/кг), % Площади с низким содержа нием К2О (до 80 мг/кг), % Площади со средним содер жанием К2О (до 170 мг/кг, % Площади с высоким содер жанием К2О (170 мг/кг), % Среднегодовое применение агрохимических средств и удобрений Внесение органических уд Рис. 1. Распределение площади пашни Тверской обл. по содержанию органического вещества.

318   увеличения производства сельскохозяйст венной продукции (табл. 1). Полученные результаты агрохимического обследования показали, что доля сильнокислых почв (рН до 4,5) в обследованной площади состав ляет 50,4 тыс.га, или 4,9%, среднекислых с рН 4,6-5,0 – 162,5 тыс.га (15,5%), слабо кислых с рН 5,1-5,5 – 314,2 тыс.га (29,9%), близких к нейтральным с рН 5,6-6,0 – 314,0 тыс.га (29,9%) и нейтральных с рН более 6,0 – 208,1 тыс.га (19,8%). Средне взвешенное значение рН в целом по облас ти составило 5,6 единиц, что соответствует нижнему уровню группы почв близких к нейтральным. Несмотря на то, что в целом по области рН находится на уровне 5,6, в Рис. 1. Динамика средневзвешенного содержания органиче ряде районов идет интенсивный процесс ского вещества в почве за 1997–2005 гг..

вторичного подкисления почв.

В связи с сокращением объёмов применения органических, минеральных удобрений и других средств химизации формирование урожаев сельскохозяйственных культур происходит в основном за счёт почвенного плодородия, накопленного в предыдущие годы. Необходимо иметь в виду, что расходование почвенных запа сов элементов питания должно рассматриваться как временная, вынужденная мера.

Расчёты баланса основных элементов питания показали, что в последние годы он складывался отрица тельным, что связано с сокращением объёмов применения удобрения, известкования, фосфоритования. Так, по сравнению с 1990 г. объёмы внесения органических удобрений сократились с 9343 тыс.тонн до 773,2 тыс.тонн, минеральных – с 206,0 тыс.тонн питательных веществ до 4,6 тыс.тонн, известкование – с 212,6 тыс.га до 0, тыс.га. Работы по фосфоритованию не проводятся с 1996 года (в 1990 г. было профосфоритовано 73,6 тыс.га).

УДК: 631.

ТРАНСФОРМАЦИЯ ПОЧВЕННОЙ МИКРОБИОТЫ В ПРОЦЕССЕ

САМОВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ СУКЦЕССИИ В СРЕДНЕТАЕЖНОЙ ПОДЗОНЕ

Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, Республика Коми, г. Сыктывкар В таежной зоне Республики Коми в результате хозяйственной деятельности (промышленные рубки леса, строительство дорог и др.) значительно уменьшаются площади коренных хвойных лесов. В результате экзоген ных сукцессий происходит смена пород – на вырубках формируются смешанные или почти чистые насаждения лиственных пород (березы и осины). На техногенных пустошах самовосстановление экосистем может проис ходить, начиная с пионерных травянистых группировок. Почвенная микробиота чутко реагирует на изменение экологических условий, и поэтому представляет большой интерес при изучении сукцессионного процесса.

Исследования проводили в подзоне средней тайги на стационаре, расположенном в 17 км к юго-западу от г. Сыктывкара. Площадка наблюдений находится в лесном массиве, который ранее представлял собой ель ник зеленомошный, а в дальнейшем в результате строительства автодороги и выборочных рубок был преобра зован. Объект исследований - многолетнее разнотравно-злаковое сообщество, которое сформировалось в про цессе самовосстановительной сукцессии в течение 20-25 лет на техногенном суглинистом субстрате (покров ные суглинки, вскрытые и оставшиеся после реконструкции автодороги). В последние 10 лет здесь происходит замещение разнотравно-злакового сообщества лесным в процессе естественного возобновления сосны, березы, ивы, образующих группы – парцеллы.

За годы наблюдений (с 1996г.) установлено, что на участке с травянистым покровом состав его изменя ется в сторону снижения участия злаков, в группах древесных растений - парцеллах развивается моховой слой, дернина деградирует. В связи с изменением состава растительного сообщества отмечено преобразование поч вы. Хотя количество наземной фитомассы за счет трав остается довольно высоким, однако в ее составе сниже но присутствие видов - задернителей, что проявляется в морфологическом строении новообразованной сугли нистой почвы, а именно, в ослаблении дернины и одернованного гумусового горизонта. Отмечена аккумуляция грубого гумуса в формирующемся слое подстилки.

Для изучения состава и биомассы микробного населения почв пробы отбирались общепринятыми мето дами из верхнего горизонта почв (0-2(10) см) на участке с травянистым покровом и в парцеллах. Комплекс ти пичных видов микромицетов определяли на основе пространственной и временной встречаемости по методу Т.Г.Мирчинк (1988). Бактерии учитывались на мясо-пептонном агаре (МПА), актиномицеты – на крахмально аммиачном агаре (КАА), сахаролитические грибы - на среде Чапека, целлюлозолитические - на среде Гетчин сона. Прямой учет биомассы грибов, определение количества спор и фрагментов мицелия проводили методом люминесцентной микроскопии. Расчет биомассы производили в соответствии с общепринятой методикой (Ко жевин и др., 1979).

В почве под травами отмечено преобладание по биомассе микроскопических грибов. Доля грибов в об щей биомассе микроорганизмов составила в горизонте Адер 96.4%, гор. АдерА1 – 91.9%, доля бактерий и ак тиномицетов - в гор. Адер-3.5 и 0.1%, гор. АдерА1 – 6.8 и 0.9%, соответственно. При этом соотношение мице Количественная характеристика основных трофических групп почвенных Количество микроорганизмов в млн. КОЕ / г в.с.п. на пита- ность спор грибов в биомас Местоположение щихся к 11 родам. Подавляющее число видов - типичные сапротрофы из отдела Anamorphic fungi. Наиболее представительная их часть принадлежит семейству Moniliaceae (роды: Cephalosporium, Geomyces, Trichoderma, Paecilomyces, Penicillium). Из семейства Dematiaceae был отмечен только вид рода Cladosporium. Помимо ука занных были также выявлены представители других таксонов из отдела Zygomycotina (роды: Mucor, Mortierella). С высокой частотой выделялись темноокрашенные и бесцветные стерильные колонии Mycelia ster ilia.

Под влиянием внедрившихся на участок древесных растений, таких как сосна, береза и ива, изменился состав микоценоза. В почве под сосной выделено 20 видов грибов, относящихся к 13 родам. Общими с мико биотой под травами являются 9 видов. Из почвы под сосной выделялись в качестве специфических обитателей виды Mortierella vinacea, Monocillium humicola, Trichothecium roseum, Nigrospora sp., Fusidium terricola, Pae cilomyces farinosus. Под ивой и березой микобиота почвы в меньшей степени отличается от микобиоты под тра вами. Специфичными видами в почве под березой являются грибы Trichoderma fertile, T. viride, под ивой - T.

сroceum.

В преобразуемом верхнем горизонте исследуемых почв преобладают усваивающие органический азот аммонифицирующие бактерии, учтенные на питательной среде МПА (таблица). Наибольшее их количество отмечено в почве под березой и ивой. Количество той же группы аммонификаторов в почве под травами и под сосной было наиболее низким. Микроорганизмы, использующие минеральный источник азота (на КАА), также преобладают в почвах под лиственными древесными растениями. Их количество в почве под сосной и под тра вами невысокое.

Количественное отношение бактерий, выросших на среде КАА, к бактериям, определенным на среде МПА – коэффициент минерализации, позволяет отметить заметно большую степень минерализации раститель ной морт-массы в группе лиственных древесных растений, очевидно, за счет лиственного опада, особенно, бе резы. Низкий коэффициент минерализации под сосной (0.1-0.2), определяемый качественно иным составом растительной морт-массы, свидетельствует о складывающемся режиме заторможенной минерализации, форми ровании биологического круговорота, характерного для хвойных лесов. В почвах под березой и ивой было вы делено достаточно большое количество олиготрофов и олигонитрофилов, учтенных на средах Виноградского и Эшби, соответственно. Сахаролитики, выросшие на среде Чапека, в почве под сосной в основном представлены мицелиальными и дрожжевыми грибами, в то время как под травами и лиственными породами - актиномице тами и бактериями. На среде Гетчинсона целлюлозолитики во всех почвенных пробах представлены дрожжами из рода Candida и актиномицетами из рода Streptomyces.

Таким образом, на стадии заселения травянистого сообщества древесными растениями количественно качественная характеристика пула микроорганизмов отражает парцеллярную структуру растительного сообще ства формирующейся лесной экосистемы.

УДК: 631.417.

ВЛИЯНИЕ ГУМИНОВЫХ УДОБРЕНИЙ НА СОДЕРЖАНИЕ ГУМУСА

И УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЕ

РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН НА ЧЕРНОЗЕМАХ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ

ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ», ООО ВНП «БашИнком», г. Уфа, Республика Башкортостан Впервые препарат Гуми в качестве мелиоранта и удобрения на почвах, загрязненных тяжелыми метал лами, был испытан Л.К. Садовниковой [1].

Гуминовые кислоты являются одним из важных компонентов гумуса почвы, с которыми связаны функ ции поддержания жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, растений, животных и обеспечения био разнообразия и сохранения почвенного плодородия [2-5]. Они являются продуктами почвообразования и нака пливаются в результате процесса гумификации. Неоценима их роль в повышении буферности и сопротивляе мости почв к неблагоприятным воздействиям как естественного, так и техногенного происхождения. Все это и является основанием для детального изучения природы и разработки путей рационального использования гу миновых кислот в земледелии и растениеводстве более 70 стран мира.

320   В настоящее время во всем мире все более расширяется применение гуминовых кислот как средство по вышения плодородия бедных почв и эффективности использования азотных и фосфорных удобрений, а также активации ростовых процессов растений и жизнедеятельности микроорганизмов и биоты почв. Для использо вания в сельскохозяйственной производстве гуминовые кислоты выделяются из бурых углей, торфа, озерных и морских отложений и других источников. Физиологическая активность гуминовых удобрений зависит от места их добычи и это во многом определяет степень их влияния в малых дозах на повышение урожая культурных растений.

Механизм положительного влияния гуминовых кислот на обмен веществ у растений связан с повышени ем в них активности природных регуляторов роста – ауксинов и цитокининов при изменении структуры на ружных мембран живых клеток на основе их молекулярного контакта с гуминовыми кислотами. Именно бла годаря этому свойству более активны низкомолекулярные гуминовые кислоты за счет их лучшей проницаемо сти в межклеточные пространства растительных тканей [7].

Наряду рострегулирующими свойствами, к гуминовым кислотам в определенной мере присущи и эф фекты физиологически активных соединений нового поколения, открытых за рубежом и в России лишь за по следние годы. Препаратам этого класса свойственны как ускорение ростовых процессов, так и повышение ус тойчивости растений против действия неблагоприятных физических (жара, холод), химических (засоление, тя желые металлы, радионуклеиды) и биологических факторов (грибные, бактериальные и вирусные болезни).

Эти соединения экологически безопасны не только из-за малых концентраций, но и их наличия в клетках животных, растений, микроорганизмов, а также в обычных пищевых продуктах, например, в рыбьем жире, пе чени и других. К числу таких соединений относятся и некоторые микроэлементы и гуминовые кислоты. Так например, соли меди в очень низких концентрациях существенно повышают устойчивость растений к болез ням. Хотя высокие их концентрации обладают и прямым фунгицидным действием на ряд болезней растений (бордосская жидкость и медный купорос).

Важнейшей функцией гуминовых кислот является их почвообразующая роль [1,8]. Соответственно в процессе параллельной эволюции микроорганизмов почвы, растений и животного мира гуминовые кислоты приобрели и роль активаторов защитных реакций не только для растительного царства, но и богатой почвенной биоты и микроорганизмов. Именно с этим сопряжено их положительное влияние на жизнедеятельность микро организмов, а также птиц и жвачных животных.

Как известно, органическое вещество почв состоит из живых организмов, живых корней и почвенного гумуса в широком смысле. В почве, наряду с живым органическим веществом, всегда имеются остатки мерт вых организмов. Свободные или негумифицированные органические вещества являются легкой фракцией с по вышенным отношением C:N, подвергающиеся легкой деструкции. В составе гумуса различают гуминовые ве щества, неспецифические соединения и промежуточные продукты распада. Гуминовые вещества разделяются на ряд групп: гуминовые кислоты, фульвокислоты и гумин. Гумин является прочным органо-минеральным компонентом почвы. Куда входят нерастворимые глино-гумусовые комплексы, а также соли и хелаты. В свою очередь, гуминовые кислоты включают в себя две группы: бурые гуминовые кислоты и серые (черные) гуми новые кислоты.

Бурые и серые гуминовые кислоты могут быть отделены друг от друга методом электрофореза. Серые гуминовые кислоты представлены более поликонденсированными соединениями. Бурые гуминовые кислоты характеризуется высоким содержанием алифатических соединений азота и быстрее минерализуются. Собст венно говоря, гуминовые кислоты с высоким физиологическим эффектом действия на растения в основном и относятся к этой группе гуминовых кислот, которые и являются наиболее активным компонентом препарата ГУМИ.

Природный регулятор роста и развития растений ГУМИ, производимый НВП «Башинком», порошкооб разное вещество от коричневого до черного цвета. Жидкие препараты ГУМИ представляют собой водные рас творы натриевых солей гуминовых кислот, полученные методом исчерпывающей нейтрализации с помощью кавитационно-ультрозвукового способа из молодых бурых углей Кумертауского месторождения, содержащих до 60% соединений гумусовой природы. Действующим веществом препарата является как гуминовые кислоты, так и макро- и микроэлементы, входящие в состав зольного остатка.

В состав препарата ГУМИ входит гумат натрия (до 90%), основные элементы питания (NPK), и микро элементы (Са, Со, Mn, B, Mo, Mg). Препарат может содержать механические примеси (не более 2%), а также соли тяжелых металлов в количестве, не превышающем допустимых уровней.

В настоящее время имеются данные, которые позволяют наметить новые подходы к дальнейшему со вершенствованию препаративных форм ГУМИ. Все это стало возможным благодаря успешному сотрудничест ву НПП «БашИнком» с коллективами Башкирского НИИ сельского хозяйства, кафедры земледелия и почвове дения ФГОУ ВПО БГАУ и других учреждений.

Понимая, что гуминовым кислотам присущи как универсальные для всех фиторегуляторов, так и уни кальные свойства, при применении их использования с пестицидами анализировались и другие аналогичные препараты. Это позволило, во-первых, сопоставить уровень физиологической активности ГУМИ по сравнению с широко используемыми в растениеводстве фиторегуляторами. Во-вторых, удалось наметить пути создания протекторных соединений против токсического действия гербицидов, обосновав одновременно высокую ак тивность гуминовых кислот, в т.ч. и ГУМИ.

Однако нельзя забывать и об уникальных свойствах гуминовых кислот сопряженных с кругооборотом органического вещества почвы. Эти их функции не реализуются в гидропонной культуре или выращивании растений на песчаном субстрате растений с использованием только минеральных удобрений.

Влияние основного внесения биопрепаратов на урожайность яровой пшеницы сорта Омская – 36 и содержание гумуса в почве (Учхоз БГАУ, 2008-2009 гг.) на кафедре земледелия и *ГУ- гуминовые удобрения дозе 100 кг/га, 5) ГУ в дозе 200 кг/га, 6) ГУ в дозе 400 кг/га, опытная культура яровая пшеница сорта Омская 36.

Проведенные исследования показывают, что наиболее целесообразной дозой внесения гуминовых удоб рений является 50 кг/га, при этом повышается урожайность яровой пшеницы Омская – 36 на 4,9 ц/га, содержа ния гумуса повышается на – 0,3% Проведенные исследования свидетельствуют о том, что использование препарата на основе гуминовых кислот позволяет существенно увеличить урожайность яровых культур, а также способствует восстановлению потерь гумуса. Исходными позициями концепции регулирования гумусного состояния почвы является сохран ность и повышение устойчивости почв, обеспечение экологически безопасного земледелия. Анализ уровня гу мусированности и продуктивности почв республики показывает, что с помощью гуминовых удобрений можно стабилизировать и улучшить гумусное состояние почв и определяются приемы его оптимизации.

1. Садовникова Л.К., Нугманова З.М. Препарат ГУМИ как мелиорант и удобрение загрязненных почв // Агрохимиче ский вестник, 2007. - №2.

2. Кононова М.М. Органическое вещество почвы: его природа, свойства и методы изучения. – М: издательство АН СССР, 1963. – 314 с.

3. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. – Л.: Наука. 1980. – 288 с.

4. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество почв РФ. – М.:Наука, 1996. – 225 с.

5. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. – М.: издательство МГУ, 1990. – 332 с.

6. Багаутдинов Ф.Я. Состав, трансформация и регулирование режима органического вещества почв Южного Урала // Автореф.дисс. на соискание уч.степ. д.б.н. – Новосибирск, 1997. – 32 с.

7. Христева Л.А. Влияние гуминовых кислот на рост растений при различном соотношении питательных веществ в начале развития // Докл. ВАСХНИЛ, 1947. – №10.

8. Багаутдинов Ф.Я., Хазиев Ф.Х. Состав и трансформация органического вещества почв. – Уфа: Гилем, 2000. – 197 с.

УДК 631.416.1:633.12 (470.57)

ДИНАМИКА МИНЕРАЛЬНОГО И ЩЕЛОЧНОГИДРОЛИЗУЕМОГО АЗОТА

ПОД ГРЕЧИХОЙ В ЧЕРНОЗЕМАХ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ СПК «ДРУЖБА»

АУРГАЗИНСКОГО РАЙОНА РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

Полевые опыты заложены в СПК «Дружба» Аургазинского района Республики Башкортостан на черно земах выщелоченных с различным уровнем содержания гумуса, азота, фосфора и кислотности. На этих полях испытывались возрастающие дозы минеральных азотных удобрений (сульфат аммония, мочевина) на фоне Р60.

Площадь делянок - 50 м2, повторность опытов - трехкратная, размещение делянок - рендомизированное. Опыт ная культура – гречиха.

В свежих образцах в динамике в 3 срока (в начале, середине и конце вегетационного периода) изучали содержание минеральных (аммиачный и нитратный) и органических (щелочногидролизуемый) форм азота.

Из табл. 1 видно, что содержание аммиачного азота на контроле в начале вегетации гречихи составляет 4,6 мг/кг, в середине - 3,6 и в конце вегетации 2,7 мг/кг. За вегетационный период содержание аммиачного азо та по сравнению с началом вегетации гречихи снижается на 40%. Аналогичная картина наблюдается и по нит ратному азоту, но его содержание к концу вегетации снижается в меньшей степени - только на 25%. Таким об разом, можно допустить, что гречиха потребляет больше аммиачного азота, чем нитратного.

Содержание щелочногидролизуемого азота также изменяется в течение вегетации гречихи. Известно, что щелочногидролизуемый азот является ближайшим резервом для азотного питания растений, это легкогид ролизуемая часть органического азота. К концу вегетационного периода запасы щелочногидролизуемого азота несколько снижаются.

Минеральные удобрения, как мочевина, так и сульфат аммония способствуют повышению содержания минеральных и органических форм азота. На вариантах с сульфатом аммония минеральных форм азота не сколько больше, чем с мочевиной, а органических, наоборот, больше на вариантах с мочевиной.

322   Если по вариантам с моче виной (2-6) содержание аммиач ного азота колеблется от 3,8 мг/кг до 32,8 мг/кг, нитратного азота мония - от 4,8 до 33,0 мг/кг и от анты 6,0 до 14,2 мг/кг, соответственно N-NH4 и N-NO3. Содержание ще лочногидролизуемого азота по мочевине колеблется от 180 до 209 мг/кг, по сульфату аммония от 174 до 203 мг/кг.

Возрастающие дозы, как мочевины, так и сульфата аммо ния, способствовали повышению содержание различных форм азо- Сроки определения: х - всходы, хх - цветение, ххх - уборка.

та неоднозначное.

Кривая динамики мине рального азота, как в удобренных, Табл. 2. Динамика аммиачного, нитратного и щелочногидролизуемого азота так и неудобренных вариантах на черноземе выщелоченном с содержанием гумуса 7,8% под гречихой (слой ла к концу вегетации. По динами по удобренным вариантам карти- анты за счет интенсификации процес сов азотофиксации, при этом уве личивается масса корней и корне вых выделений способствующих развитию ассоциативных азото фиксаторов. На более плодород ной почве (табл. 2) с содержанием гумуса 7,8% азотное состояние чернозема выщелоченного находится на другом, более высоком уровне, однако закономерности, выявленные для почв с низким содержанием гумуса (6,3%, табл. 1), сохраняются. на урожайность гречихи (ц/га) в В богатых гумусом черноземах выщелоченных высокий уровень азот- черноземах выщелоченных с раз ного питания, наряду с благоприятными другими почвенными факторами личным содержанием гумуса способствуют формированию более высокого урожая гречихи (табл. 3). (СПК «Дружба» Аургазинского Максимальный урожай на бедных гумусом почвах достигается при района РБ, 2006 г.) более высоких дозах мочевины (120 кг/га), по сульфату аммония - при кг/га, постольку большие дозы последних приводят к угнетению всходов.

На богатых гумусом почвах для получения максимального урожая требу- Варианты ется меньше удобрений, она достигается при дозе N90, последующее по Таким образом, азотные удобрения в форме мочевины и сульфата аммония приводят к улучшению азотного питания гречихи, запасы мине рального азота повышаются на 25-40%, запасы органического азота на 10%, как на высокогумусных, так и бедных гумусом черноземах выщело ченных.

Мочевина в дозе 120 кг/га способствует повышению урожайности гречихи на 2,3 ц/га, с сульфатом аммония такая прибавка достигается при дозе 60 кг/га. Однако высокие дозы сульфата аммония способствуют угне использовании мочевины в дозе 90 кг/га.

УДК:

ЗАВИСИМОСТЬ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ

ОТ ФОРМ СВЯЗИ ВЛАГИ С ТВЕРДОЙ ФАЗОЙ ПОЧВЫ

Изучение кинетики сушки почв, под которой понимается изменение их среднего влагосодержания и средней температуры с течением времени, может служить в качестве одного из способов получения информа ции о закономерностях взаимодействия воды с твердой частью почвы. Температурные кривые, отражающие изменение температуры почвы с течением времени в процессе сушки, дают надежные и правильные результа ты, так как изменение температуры является основным признаком разного протекания процесса сушки почв. В процессе сушки влажных почв происходит изменение форм связи влаги с твердой фазой почв и изменяются структурно-механические реологические свойства почв [3]. В данном исследовании была сделана попытка про вести сопряженный анализ кривых сушки и температуры с основной гидрофизической характеристикой и кри вой зависимости прочности от влажности.

Объектом исследования служил образец гор. А (10-15 см) чернозема типичного, находящегося в услови ях длительного парования. Основные физические и химические свойства данных почв детально изучены и представлены в работах Е.А. Афанасьевой [1] и А.Ф. Большакова [2].

Рис. 1.  Зависимость скорости сушки и температуры от влажности.

блюдается понижение температуры и понижение скорости сушки, на этом участке кривой, по-видимому, испа ряется поверхностная свободная межагрегатная влага. Далее скорость сушки и температура выходят на плато и имеют вид прямой. В этот период, испарение с поверхности образца равно скорости подтока влаги по внутри агрегатным порам к поверхности, поэтому температура почвы не изменяется. Скорость сушки в этот период за висит от внешних условий – относительной влажности воздуха. Когда значение влажности достигнет опреде ленного критического (К1) значения (в данном случае 20%), наблюдается начало понижения скорости сушки с одновременным увеличением температуры образца. Вероятно, в этой области прекращается непрерывный ка пиллярный подток влаги к поверхности и происходит углубление зоны испарения, влага из капиллярной пере ходит в малоподвижную пленочно-капиллярную [7], что вызывает повышение температуры. Содержание влаги Рис. 2. Сопряженные графики основной гидрофизической характери стики и кривой сушки.

324   туры. От 12% влагосодержания до 6% - ве роятно диапазон пленочной влаги и ниже 6% - адсорбционная влага.

А.Д. Воронин [3] выделял на ос новной гидрофизической характеристике (ОГХ) с помощью секущих различные диапазоны содержания влаги. На рис. показаны сопряженные графики ОГХ и кривой сушки для исследуемой почвы. Се кущая 1 отделяет отделяет область перехо да между капиллярной и капиллярно гравитационной влагой;

секущая 2 – соот ветствует области перехода от капилляр ной к капиллярно-пленочной влаге;

секу щая 3 – переход от пленочно- капиллярной к пленочной рыхлосвязанной влаге;

секу щая 4 – переход от пленочной рыхлосвязанной влаги к прочносвязанной влаге. Область постоянной скорости сушки или капиллярного содержания влаги соответствует отрезку на ОГХ от 2,3 до 3,7 рF, область пленочно капиллярной влаги соответствует от 3,7 до 4,2 рF, область пленочной влаги соответствует от 4,2 до 5,3 рF. Диа пазоны различных форм содержания влаги в почве по кривой сушки в целом соответствует диапазонам содер жания влаги по ОГХ по А.Д. Воронину [3].

Изменениям форм связи влаги с твердой фазой почв должны соответствовать и структурно механические свойства почв.

На рис. 3 представлены сопряженные зависимости кривой сушки и прочности. До точки К1 прочность почвенной пасты увеличилась незначительно, т.е. можно сказать, что от влажности 40% до влажности 20% почва находится в пластичном состоянии, при этом тип структурных связей является коагуляционным. Увели чение прочности начинается в области понижающейся скорости сушки, после разрыва капиллярной влаги. В области разрыва капиллярной влаги почва переходит из пластичного состояния в упруго-хрупкое. По мере уменьшения толщины водных пленок прочность межчастичного взаимодействия резко увеличивается, тип структурных связей все больше приобретает характер кристаллизационный.

Таким образом, сопряженный анализ кривых сушки, температуры и прочности показал зависимость структурно-механических реологических свойств почвы от формы связи почвенной влаги с твердой фазой.

Анализ кривых сушки и температуры позволяет выделить области с различными формами содержания влаги.

Сопряженный анализ кривых сушки и прочности почвенных паст позволяет количественно оценить прочность межчастичного взаимодействия в широком диапазоне влажности.

1. Афанасьева Е.А. Черноземы Среднерусской возвышенности. М.: Наука, 1966. 200 с.

2. Большаков А.Ф. Водный режим мощных черноземов Средне-Русской возвышенности М.: Изд-во АН СССР, 1961, 3. Воронин А.Д. Основы физики почв. М., Изд-во МГУ, 1986, с. 4. Лыков А.В. Теория сушки. М. 1968, с.472.

5. Ребиндер П.А., Семененко Н.А. О методе погружения конуса для характеристики структурно-механических свойств пластично-вязких тел. // Докл. АН СССР. т.64. № 6. 1949.

6. Смагин А.В. Определение основной гидрофизической характеристики методом центрифугирования (модификация А.В. Смагина) // Теории и методы физики почв. Колл. монография под ред. Е.В. Шеина и Л.О. Карпачевского, 2007, 7. Шеин Е.В. Курс физики почв. Москва: Изд-во МГУ, 2005. 420 с.

УДК 631.434.

МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЕ ПЫЛЕВАТОЙ ФРАКЦИИ МИКРОАГРЕГАТОВ

Почвенный агрегат является основной структурной и функциональной единицей почвы, в котором ассоциа тивно сосуществуют микроорганизмы, формирующие закономерные эколого-трофические связи. Распределение в агрегатах воды, воздуха и тепла, а также функционирование в них пищевых и энергетических связей между отдель ными группами микроорганизмов определяют жизнедеятельность микробного сообщества, которые в свою очередь обусловливают образование внутри почвенных агрегатов специфических биогенных органических веществ.

Пространственная и структурно-функциональная организация системы ГВ в агрегате, микроце ноз агрегата и свойства агрегата обусловлены его строением, которое формируется в процессе почвооб разования. Анаэробная трансформация свежего ОВ осуществляется в ядрах водоустойчивых частиц, в которых Рис. 1.  В кислой среде (I) боковые сколы (1) глини стых минералов приобретают положительный заряд.

Карбоксильные группы (2) гумусовых кислот (3) в кислой среде в процессе диссоциации за-ряжаются отрицательно;

между глинистыми минералами и гу мусовыми кислотами при рН 5-9 происходит жесткое дипольное взаимодействие с образованием органо- частиц гумусовые кислоты (преимущественно микроагрегаты связаны между собой «гумусовыми гумусовых частиц и гидрофобными боковыми ско мостиками» и по своей природе являются конденса- лами органоглинистых частиц.

ционно фазовыми контактами гидрофобного проис хождения. Особенности строения почвенных макроагрегатов, состоящих из ядер водоустойчивых частиц (ВУЧ), которые являются основной структурной единицей макроагрегатов к настоящему времени практически не исследованы. Нами на основе анализа многочисленных экспериментальных данных и обобщения теоретиче ских представлений о механизмах формирования агрегатной структуры почвы разработана структурная модель строения почвенных макроагрегатов. Основной составляющей этой модели излагаются в данной работе.

Структурна модель набухания глинистых частиц в почвах. На первой стадии гидратации (WWмг) происходит образование водной пленки из адсорбированных молекул воды на поверхности глинистых минера лов и формирование структурных расклинивающих сил на контактах частиц, которые оказываются вполне дос таточными для преодоления сцеплений по малым пло-щадкам контактов: происходит микроструктурная пере стройка в макроагрегате, его разрыхление. На второй стадии гидратации WмгWWр) происходит увеличе ние толщин гидратных пленок на контактах частиц за счет образования диффузного слоя. Объемные изменения в макро-агрегате компенсируются сокращением межагрегатных пор. Набухание системы остается незначитель ным вплоть до влажности, близкой к Wр. На третьей стадии гидратации (Wпл W Wн) объемные измене ния системы обусловлены полным развитием диффузного слоя ионов и ростом ионно-лектростатической со ставляющей расклинивающего давления, увеличением толщины гидратной пленки на контакте частиц, полным заполнение пор водой. Объемные изменения системы эквивалентны изменению общего содержания влаги в макроагрегате.

Рис. 3.  Модель строения пылеватой глинистых частиц. При этом неполярные фрагменты гумусовых фракции микроагрегатов: 1- органомине- кислот, обращенные в сторону раствора, гидрофобизируют по ральные подфракции ила (ОМИ);

2 – гид- верхность боковых сколов глинистых частиц. Последние взаи рофобные связи между ОМИ;

3-4 – гра- модействуют между собой и образуют ажурный каркас, в по нулометрические фракции тонкой, сред- лостях которого размещаются гранулометрические фракции 326   УДК 631.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ПОТОКОВ CO2, CH4 И N2O В ПАХОТНЫХ ПОЧВАХ

С ПРИМЕНЕНИЕМ ОРГАНИЧЕСКОЙ И МИНЕРАЛЬНОЙ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, Пущино Московской обл.

Биологический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, г. Москва При увеличивающейся численности населения Земли, которое к 2030 году достигнет более 9 миллиар дов [1], происходит уменьшение, как площади, так и качества сельскохозяйственных земель. Деградация па хотных почв происходит в 10-40 раз быстрее, чем их восстановление, что угрожает будущему продовольствен ной безопасности человека [2]. Традиционная система земледелия с применением синтетических удобрений и пестицидов играет важную роль в обеспечении человечества продуктами питания. Однако применяемые при интенсивном сельском хозяйстве химические соединения небезопасны для здоровья человека и могут быть причиной ухудшения качества окружающей среды [3, 4]. Поэтому доминирующее положение в мире приобре тает концепция устойчивого и экологически безопасного земледелия с полным или частичным отказом от ис пользования минеральных удобрений и других химических препаратов при широком использовании органиче ских источников воспроизводства почвенного плодородия. Представляется важным выбор чувствительных па раметров индикации быстро меняющихся свойств и режимов почв с целью синхронизации потоков углерода и азота в почве как условия уменьшения их потерь из почвы. О характере динамических изменений в почвах дос тупных микроорганизмам соединений углерода и азота можно судить по скорости продукции и эмиссии CO2, CH4 и N2O, хотя текстура почвы, влажность и температура влияют на их диффузию.

Исследования выполнены в условиях лабораторного опыта с образцами песчаной почвы (Вагенинген, Нидерланды) и в полевых условиях мелкоделяночного опыта на среднесуглиностой серой лесной почве (Пу щино, Московская обл.). Образцы песчаной почвы отбирали на ферме Дровендаал с участков органического (ОРГ) и минерального (МИН) фонов. Свежеотобранную, просеянную через сито почву смешивали с воздушно сухим и размельченным навозом КРС (254 мг С/100 г почвы и 22 мг N/100 г почвы). Инкубацию образцов про водили при Т=20°С и влажности почвы 14.6 весовых % в течение трех недель. Повторность 3-х кратная. Схема опыта имела следующий вид: 1-Почва ОРГ фона без навоза (контроль 1);

2-То же + навоз;

3-Почва МИН фона без навоза (контроль 2);

4-То же + навоз. Концентрацию СO2, CH4 и N2O измеряли с помощью газового анали затора Innova 1412 (Denmark).

В опыте на серой лесной почве измеряли скорость потоков CO2, CH4 и N2O до и после внесения расти тельных остатков по ОРГ и МИН фонам. В почву ОРГ варианта с растительными остатками (смесь овса, гороха и вики) было внесено 139 г/м2 углерода и 9.8 г/м2 азота, а в почву МИН варианта – 117 г/м2 углерода и 9.2 г/м азота. Отбор газовых проб производился методом закрытых камер. Повторность 3-х кратная. Концентрацию га зов измеряли на газовом хроматографе Кристалл 5000.1 (Россия).

Скорость потоков газов рассчитывалась по изменению концентраций в течение времени экспозиции при средней температуре. Одновременно с отбором газовых проб измеряли температуру воздуха и почвы, опреде ляли влажность почвы, pH, содержание N-NO3- и N-NH4+, Ссол, органического углерода с подобной глюкозе скоростью минерализации, вели подсчет КОЕ копиотрофных и олиготрофных бактерий.

В среднем за весь период инкубации при постоянной температуре и влажности скорость выделения C CO2 из песчаной почвы контрольных вариантов с МИН системой была достоверно ниже, чем с ОРГ, составляя 86.0±26.9 и 284.3±70.3 мг/м2 в час соответственно. Внесение навоза по ОРГ фону увеличило эмиссию С-СО2 в 6.3 раза, а по МИН – в 13.8 раза. На 6-ой день после добавления навоза скорость продуцирования С-СО2 в ОРГ и МИН вариантах снизилась до 420.2±27.1 и 567.9±229.40 мг/м2 в час, соответственно. Скорость эмиссии С-СО из серой лесной почвы с МИН и ОРГ системами удобрения до заделки растительных остатков составляла 10.4±0.6 и 16.4±0.4 мг/м2 в час соответственно, достоверно различаясь между фонами. Увеличение эмиссии С СО2 из почвы после добавления фитомассы начиналось с суточной задержкой, достигая максимума через двое суток (39.8±3.1 и 55.3±0.2 мг/м2 в час на ОРГ и МИН фонах соответственно). На 6-е сутки после внесения рас тительных остатков скорость эмиссии С-СО2 из почвы снизилась в 1.1-1.4 раза, оставаясь более высокой, чем на контроле.

На протяжении всего периода наблюдений в опыте с песчаной почвой наблюдалось поглощение метана из атмосферы. Величина почвенного поглощения С-СН4 составила от 0.180±0.06 до 0.480±0.13 мг/м2 в час по МИН фону и от 0.182±0.05 до 0.665±0.10 мг/м2 в час по ОРГ. Внесение навоза приводило к увеличению при мерно в 2 раза скорости поглощения метана в обоих вариантах. Известно, что внесение свежего навоза может стимулировать эмиссию метана из почвы. Используемый в нашем опыте навоз предварительно высушили, что могло привести к гибели метаногенов, а сама по себе песчаная почва, судя по контролям, не обладала высокой метаногенной активностью, показывая на протяжении всего периода наблюдений поглощение С-СH4. По мере разложения внесенного навоза скорость поглощения метана почвой снижалась, что могло быть обусловлено высвобождением N-NH4+, который ингибирует ферменты, катализирующие окисление метана. В вариантах с серой лесной почвой до внесения растительных остатков преобладало поглощение С-СН4 почвой в количестве 0.002±0.001 и 0.003±0.001 мг/м2 в час по МИН и ОРГ фонам, соответственно. Заделка фитомассы вызывала резкое увеличение эмиссии метана из почвы в обоих вариантах, размеры которой были одинаковыми на обоих фонах, достигая 0.020±0.001 мг/м2 в час. После кратковременного периода бурного разложения растительных остатков выделение С-CH4 сменялось его поглощением. Величины потоков метана по МИН и ОРГ фонам обеих почв достоверно не различались. Таким образом, внесение органических материалов было главным фактором, оказывающим влияние на поток метана в почвах.

В лабораторном опыте скорость эмиссии N-NO2 из песчаной почвой ОРГ фона была достоверно выше, чем из почвы МИН фона. Через сутки после добавления в песчаную почву навоза эмиссия N-N2O возросла в раз на МИН фоне и в 12 раз на ОРГ фоне, а на 6-е сутки скорость эмиссии N-N2O из песчаной почвы обоих фо нов существенно снизилась. В полевых условиях эмиссия N-N2O из серой лесной почвы до внесения расти тельных остатков была примерно одинаковой для ОРГ и МИН фонов, составляя 0.003 мг/м2 в час. Максималь ное выделение N-N2O из серой лесной почвы МИН фона наступало через два дня после внесения растительных остатков (0.008 мг/м2 в час), а ОРГ – через четыре дня (0.006 мг/м2 в час). После пиков скорость эмиссии закиси азота из почвы обоих фонов постепенно снижалась.

Таким образом, почвы ОРГ и МИН фонов достоверно различались по скорости эмиссии C-CO2 и N-N2O, и в меньшей мере по С-CH4. Внесение органических материалов в почву давало большее увеличение эмиссии C-CO2 и N-N2O в МИН вариантах, чем в ОРГ. В песчаной и в серой лесной почвах до внесения органических материалов преобладало поглощение С-CH4 из атмосферы. Добавление сухого навоза в песчаную почву приво дило к увеличению, примерно в 2 раза, скорости поглощения метана, а заделка свежих растительных остатков в серую лесную почву – к его эмиссии. В полевом опыте не найдено корреляционной зависимости ежедневных величин потоков газов с температурой воздуха и почвы и влажностью почвы. Скорость потоков C-CO2 и N-N2O из почв в большинстве случаев зависела от колебаний численности копиотрофных и олиготрофных бактерий, содержания солерастворимого углерода, углерода c подобной глюкозе скоростью минерализации и N-NH4+, то гда как С-СН4 – от pH и N-NH4+.

1. The State of Food Insecurity in the World 2003, FAO. Rome. 2003.

2. Pimentel D., Harvey C., Resosudarmo P., Sinclair K., Kurz D., McNair M., Crist S., Shpritz L., Fitton L., Saffouri R., Blair R. Environmental and economic costs of soil erosion and conservation benefits. Science. 1995. V. 267. № 5201. P.1117– 3. Reganold J.P., Glover J.D., Andrews P.K., Hinman H.R. Sustainability of three apple production systems. Nature. 2001. V.

410. P. 926–930.

4. Horrigan L., Lawrence R.S.,Walker P. How sustainable agriculture can address the environmental and human health harms of industrial agriculture. Environ Health Perspect. 2002. V. 110. P. 445–456.

УДК:004.9:631.

ДИНАМИКА КАЛЬЦИЯ В ПОЧВАХ ЕЛОВЫХ ЛЕСОВ: МОДЕЛЬНЫЙ ПОДХОД

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, г. Пущино Московской обл.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 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.