Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние бурого угля и углегуматов на почвы Ростовской области

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Влияние бурого угля и углегуматов на почвы Ростовской области"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ОД им. М.В. ЛОМОНОСОВА

Факультет почвоведения

На правах рукописи

еценкова елена викторовна влияние бурого угля и углегуыатов

на почвы ростовской области

Специальность 03.00.27 - почвоведение АВТОРЕФЕРАТ

N

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва' - 1993

Работа выполнена на кафедре хилш почв факультета

I

почвоведения Московского государственного университета иы. Ы.В. Ломоносова

Научные руководители:

Официальные оппонент:

■ Ведущая организация:

Запрета состоится "оС- "/Ы'лу 1993 г. в 15 час. 30 мин. в аудитории и-2 на заседании Спегрализирозаяного Совета К.053.05.16. факультета почвоведения МГУ им. М. В.Ломоносова. Отзывы ев автореферат просим направлять по адресу: 119839, Москва, Ленинские горы, МГУ, факультет почвоведения, Учеши Совет. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан

«М» ее*;/?? ■ 1993 г.

доктор биологических наук, профессор Д. С. Орлоз; кандидат биологических наук, доцент О.С. Безугдоза доктор се-Еьскохозяйствеяных наук, профессор Е.В. Полузктов; кандидат биологических наук, вед.научн.сотр. С.А. Николаева Донской сельскохозяйственный институт

9 Г"

Ученый секретарь

Специализированного

Совета

^/^г/^^Ж^'Г.В. Мотузова

• ' КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы обусловлена тем, что почвы Ростовской области в течении длэтельясго временя подвергаются интенсивной обработке; они выпаханы, содержание гумуса счи-а;1лось в 1,5-2 раза., утрачена агрономически цензая структура. К числу важнейших приемов восстановления гумусного и структурного состояние почв относится внесение органических удобоешш. Традиционных органических удобрении в области недостаточно для обеспечения даже бездефицитного баланса гумуса. Поэтов необходима полная характеристика гунусного состояния почв, поиск новых материалов для попалзенюи запасов органического ведества, опенка их экологической безопасности и влияния на свойства почв и урожаи растений. Такими материалами могут быть бурые угли и углегуматы. Эти вещества способны повышать урожайность растений, улучпая условия их питания, повышая устойчивость к неблагоприятным внешним воздействиям, таким, как недостаток влаги и высокие температуры, что особенно актуально для Ростовской области. Залежи бурого углгг распространены е России повсеместно, они доступны и дешевы; в энергетике используются мало, так как их топливная ценность незначительна.

Цель исследований состояла в изучении свойств преобладающих почт Ростовской области, выявления их химической специфики и изменений под действием бурого угля к углегуматов.

• В соответствии с целью были поставлен!; следующие задачи:

1. Охараятерисозать гумусное состояние главнейших почз Ростовской области.

2. Исследовать состав и свойства бурого угля и углегуматов, процессы их трансформации в почвенных условиях.

■ о - С "

3. Выявить влияние Сурою угля V углегуматов на свойства почв: содержание и состав органического вещества, пита-, тельный режим, структурное состояние.

4. Изучить влияние бурого углл и углегуматов ка уронай растении.

Для реиэния агк: задач были поставлены ко^ельше и полевые опыты,, отобранные пробы проанализированы общепринятыми методами, порученные результаты статистически обработаны.

Научная, швизна. Впервые дана сравнительная кгешлексная оцвнка гуыусного состояния черноземов обыкновение, черноземов гешх, тгыно-каатансвой и аллпвиально-луговой почв Рос-тсвсгай области, находящихся под различным сельскохозяйственным использованием (богара, орошение, затопление при возделывании риса по безгербицидной технологии).. Показало, что реаььеклс нетрадиционным источником органического вещества мсиет быть бурый уголь. Внесение бурого угля и углегуматов стабилизщг/ет содержание гумуса, вызывает изменения в его составе. Еыявлены особенности оценки содержания углерода е почвах при кшсшьаовэнии бурого угля методами сухого сжигания (экспресс-анализатор) и по окисляоыости (метод Тирн-на).

Практическое значение. Показано, что использование уг-легуминовых удобрений не нарушает физико-химического состояния почв, способствует стабилизации их гуыусного и структурного состояния и улучшении питательного реашаа. Углегумиао-вые удобрения погасают урожайность растений, экологически безопасны и шгут быть рекомендованы для использования на почвах Ростовской области.

Глава 2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИССЛЕДУЕМЫХ ШЧВ

Исследования проведены на наиболее распространенных з Ростовской области почвах: черноземах обыкновенных, черноземах ганых, тегао-каштглэвой, яттлгзиадно-дуговой почвах.

Червозо^ сбыхзови&ый страэрс&аешй, расположенный па высокой террасе р.Лсп, хорошо обеспечен доступными элементам ми питания (табл.1). Изучение гумусного состояния в сезонной динамике показало, что ьэгхикальная окислрегасть органического вещества в пахотном слое пабашдается летсы - содержание углерода (метод Тзркча) з .зют период составило 2,92, осеньг она падает до 1,8-2,2% (тайл.2). В составе гумуса преобладают гушшовыэ кислоты - 39% от Собщ., отношение Сгк:С«к составляет 1,1. На долю гумагов и фульвагон дрлочноземеаьпых металлов гриходется соответственно 59 л 53£ углерода этих групп. Значительно содержание веществ декапьцинзта - 10-112 от общего углерода.

Таблица 1

Агрохимическая характеристика изученных почв, Апах

Почва рНзоди N-N03 Р205 К2 0

кг/кг

Чернозем обыкновенный

старооршаемый 6,7 31,2 51,5 67,0 404

Чернозем обыкновенный

средиесмьггый 8,6 19,4 13,0 10.1 350

Чернозем нишый 7,2 7,0 4,6 Ю',5 273

Чернозем южный 220

солонцеватый" 7,8 не опр. 21,3

Темно-каштановая*:

- богара 6,8 15,9 1.7 46,0 560

. - рисовое поле 7,0 39,2 21,9 65,0 560

Аллпзиально-луговая 8,6 13,1 1,7 11,0 220

* - данные В.И. Стенового

Таблица 2

Групповом состав гумуса изученных почв, Апах

Ппчва Ссбщ.. % Сгк Сно ^гк ЬфК

X К Ьсйд

Чернозем обыкновен-

ный стараарошаешй: -май 1990 2,3 39,7 35,4 22,3

1,1

-илнь 1S90 2,9 39,3 37,0 25,4 1,1

-октябрь 1990 2,2 32,8 29,8 38,1 1,1

-октябрь 1691 1,3 34,5 33,3 32,8 1,0

Чернозем обнкнсвен-

шй среднггаыты: 1А 24,5 13,3 61,5 1,3

Чернозем сжый 1,3 4,7,9 26,5 25,6 1.8

Чернозем кгаый

соловцевазкй 1,1 28,2 36,1 35,7 0,8

Темнсь каштановая:

-богара 1,2 16,3 13,8 69, Я 1,2

-рисовое ноле 1,3 15,2 12, S 72,0 1,2

АлливиальЕо-лутозая 1,3 34,8 8,6 55,6 3,9

Различил з окисляемости органического вещества весной и осенью отсутствовали, содержанке углерода равно 2,2-2,32. Ссеньи на порядок снииаетси доля фракция ФК-1а - от 10-11% до 1-2Z к Собц. В 2-3 раза уменьшается к осени содержание свободных гумвновых веществ. Для этого чернозема характерна высокая степень гумификации.

Чериогеи оНыквавэж&ай средзесшпий, приуроченный к зад-' а.м.ооесгл

пойменной террасе яовк, слабо обеспечен подвижными соединениями азота и фосфора. Почва малогумуснан, органического углерода содержится 1,3-1,5Z от массы почвы. Основная часть органического ве!цества представлена негидрилизуемым остатком - почти 62Z от Собщ. Отношение Сгк:Сдас равно 1,8. Более половины углерода гуминовьк кислот приходится на доли гумзтов кальция и магния, в составе фульвокислот также преобладает аналогичная фракция. Для этой почвы характерна средняя степень гумификации.

Черноземы таные расположении на второй надпойменной террасе рйДаа. Эти почвы в недостаточной степени обеспечены подвижным фэсфсрсм, очень шло минеральными етедтетепютги азота. Оргаикческсго углерода в чсрногекэ пкесм содержится î,8i к 1месе потаы. В составе гумуса преобладает группа гу-îsinOBEX кислот, отползете Cn-jC®:- разно 1,8. Среда гуиптазых кксдах резко превалирует фршди г-иатов ка^ция и -магния, на доля углерода которой преходится до 73% от углерода группы. ®/лы?оклолоты приставлены, г» основной, фрггцрями 2 и 3.

В чернозецэ ешсм сшшнцезатси содержание углерода гза-читэльно гкяа - 1,1%. Заметнее иг:.:епепия, обуслхзленные са-шнцеватостьи, наблидаотсн в качественной составе гукуса: отношение Сгк:Ссас составляет 0,8. В отлкчке от чернозема едкого песолонцеватого, степень 'ттштЪпсзции средняя.

Гемно-даашшяак почва рисового севооборота, расположенная б долине р.Зазадныи Машч, хзргятершуетет нейтральной средой, вксокш содержанием пбменЕОГс ¡закя, хорошо обеспечена лодвгжг-i фосфором. Углерода содержится 1,2-1,33: от массы почвы, тип гумуса фужь затно- гуматкьм - отнесение CncrCV« составляет 1,2. Преобладав? фракции, прочло связанные с минеральной частая потеы. Степень гуиифзвздии почвы -слабая.

Аипазиглъясг-луговзл лотга находятся в пейиэ р. Ту а лов; шзет щзшщш среду - значение рН равно 3,6. Почва шло сбеспэоеяа доступными элементами питания. Углерода в пахотном слое - 1,9%. В составе гумуса преобладает негидролизуе-мый остаток, ..составляющий 57% oï Собщ. На доля) гуыиновых кислот приходится почти 35Z органического углерода, отясае-ние Сгк^Сек равно 3,9. Преобладавт гуиаты к фульЕлта кальцин

и магния - соответственно 74 и 701 углерода групп. Для этой почвы характерна высокая степень гумификации.

глава з. бурый уголь к этлнттты

На возмояность использования бурых углей в качество удобрений и стимуляторов роста указывал еще И.В: Тюрин. Зли-яняе бурого угля на растения изучали Т. А. Кухэровко, Л. А. Христева, И.д. Кгашссароз, С.С. Драгунов, А.И. Горовая, Н.Н. Уланов.

Ш использовали бурый уголь Адександрижксго исстсрск-денил к удобрения на его основе, подученные сотрудникам кафедры хиппи и прикладной гколо:-ии Новочеркасского инженэр-но-мэлиорзтивЕого института. Для получения удобрений размельченный бурш уголь обрабатывали при температуре 70-80°С гядроксидоы натрия пли а1Аеталкой водой. В дальнейшем мы используем следущее обозначения: ЗУ - бурый уголь; Ыа-УГ -натриевый углегумат; Ж^-Ка-УГ - аммопийно-натриевый углегу-мат; Ш4-УГ - амшшшвыи углегумат. Закладка полевых опытов, учет урожая, проверка экологической безопасности угля также -проводились сотрудниками упомянутой кафедры.

Бурый уголь "В водной суспензии имеет рН 5,1, что соответствует величине рН дистиллированной годы, следовательно, бурый уголь скорее всего не имеет свободных функциональных групп, обуслозлЕвасцих кислотность или щелочность. Углегуматы характеризуются щелочной средой с рН около 10. Уголь и углегуматы имеат зольность 40-45%.

Определенное методом сухого сжигания содержание углерода составляет 51,72 (на безвольную навеску), по методу И.В.

_ n e

ТЬрина - 27, ЗХ (табл.З). В обоих случаях получаются заниженные значения. То есть, оба метода не давт возможности полностью определить содержание углерода в углях. Метод Тюрина выявляет того ко легклокислреиув часть утля. Сухоэ сжигание ъ данном случ?.? -гакхе нэ пригодно, тек как" условии работы зке-прэсс-анализатора - 800° С и 2-3 шеучы сжигения, испольгэ-занвэ смеси газов, а не d-гстогс кислорода, не обеспечивает полноты реакции, Uoarouy при последующих балансовых расчетах содержание углерода находил:! по рэзулътазгаа определенна зольности. По нглша ргсчетсм, в бегаотгнси буран угле содержится около 702, углерода, то есть о 1-ой тонне;: угля вносится примерно 420 кг углерода; следовательно, внесение 1 т/га бурого угля мскс-т повысить содержание углерода в пахотном горизонте почвы примерно ва 0,0?.?-.

Таблица 2

Спойстза бурого угля и углегуматоз

Удобрение РН Зсьть- ность, 2 Углерод Азот

сухое сжигзгиэ метод 'Ларина

X па беззодьпеэ зс^есето

ВУ КзгУГ IJK4-Na-yT 5,1 9.6 9.7 40,0 43.2 43,4 51,7 52,4 59,9 27,3 43,9 45,1 1.2 1,6 4,0

Чтобы определить, какие фракции и группы гумуса прореа-гяруэт иа знесеш;е бурого угля и утлегуьэтев иы фракционировали удобрепш неводом Позоизрегай-Пла так совой (табл. 4). Ереобладагцув часть органического'вещества составляет кегид-ролпзуеыый остаток, в ВУ на его дешз приходится 87X Ссбщ. 3 углегуматах содержанке негидролизузмого остатка ниже, чем в БУ почти в 1,8-1,9 раз, выход гушгаовых кислот при этом сос-

тааляет почти половину всего органического вецьстза. Доля фульвокислот в углегуматах увеличена по сравнении с БУ, однако остается очень низкой. Обработка БУ гидроксидом натр^д и аммиачной водой изменила соотношение между пгцролизуемсй и негидролизуеыой частью: если в БУ сно равно 0,15, то в угле-гукатах степень гидршсзуеиссти органичгсксго вещества повысилась в 7-8 раз. В составе гу?сшовкх веществ преобладает фракции, пробно сеяззнаые с минеральной частью угля к угле-гу}'.атов, одзалэ в углегу&атах яовызенз доля свободных гугя-нозыл в ответа.

Таблица 4

Сракцетшо-групповой состав органической части бурого угля и утлегуиатов, % к сумме фракций

Углерод групп, фракции

Сгк-1 Сг.ч-2 Сгк-3 Сумма Сгк

Сфк-1 Сфк-г Сфк-3 Сумма С®;. Сдс

Удобрэниц

ЗУ

0,18 1,60 а,88

11,65 0,05 0,06 0,18 0,77 1,07 87,40 10,90 0,15

Яа-УГ

3,79 8,95 33,30 ■45,54 0,03 0,03 0,11 3,37 3,59 49,85 12,99 1,01

Жи-Ка-УТ

8,10 11,02 30,90 50,02 0,03 0,89 1,12 1.75 з;79 46,18 13,20 1,17

Минералогический состав угля был определен рентгендиф-рактометрическиы методом. В составе БУ обнаружен филлипсит; глинистые минералы представлены группой монтмориллонита. Присутствует тонкодисперсный кварц и, возможно, гипс.

Бурые угли существенно различайся по микроэлементному составу, поэтому .их необходимо анализировать на содержание

ч >

¿А

элементов, которые в больших концентрациях токсичны. Изучая содержание микроэлементов, мы условно принял:: гипотезу, что при трансформации в почвенных условиях вге они могут стать доступны растениям. Эмиссионный спектральной анатаз показал, что фтор, ц:ик, мышьяк, стронций, мтлпбдэн, кадагй, ртуть, сзнпэц, уран в буром утля отсутствует (или их содер;«зние ни? хч предела обнаружения). Бчм: обнарудены валадкн, мгоганец, хром, медь, цирконий, никель. Проведенные расчета но приросту валового ссдеркания микрозлекзнтсв показали, что дате при длительном применении углегуматов на основе бурого утля Александрийского месторождения не произойдет значительных изменений в содержании этих злемгптоЕ в лочагх.

Определение сод&рааяия бекз/а/пярена и- радиоактизннх элементов ^ахяе. по:сагало, что использование бурого угля Александрийского иесторсадения экологически безопасно.

Глава 4. ВЛИЯНИЕ БУРОГО УГЛЯ И УГЛЕГУМАТОВ НА СВОЙСТВА ПОЧВ

4.1. Влияние бурого угля и углегуматов нз почвы модельных опытов. В модельных опытах ставилась задала выяснить, что происходит с бурым углем в почвенных услснся:: и г-ок он влияет на лочзу.

4.1.1. 3 первом модельном опыте компостировался чернозем обыкновенный с бурым углем (в дезах 1, 5 и 20 т/гч) я с натриегыы углегуыатом (0,25, 0,5 и 1 т/га). Компостирование проводилось в течение 6 месяцев в сосудах емкостью 700 мм в. трех повторностях при температуре 22-24°С и яря различной

Л п

¿X, ~

алатассти почвы - 60%, 75Х, 80« половой влагоемкости к при переменной влажности (от 60 до 100£).

Максимальная окисляемость найдена при влажности 60» по-лэвой влйгсгмкосги. Во всех вариантах в условиях Солее высокой влажности ньбладалась тенденция к сякженлв окисляемости ерганичеекзте вещества. БЕгоеште БУ в дозах 1-5 т/га стихало содержание общего углерода (по методу Тюрина) з:з 0,1-0,2% (тзбл.5), таз можно обьпекп-ь усксрёнгзй ыипералкэацией органического вещества. Внесение 20 т/га БУ в условиях 20£-ной влагшости пошеило содергсния углерода по сразнезт с вари-знтзыг Солее шзгкей влажности. В условиях переменного увлажнения содэряание углерода оставалось на уровне контроля, нес2-ютря на го, что при дозе £0 т/га долалнательна бшо внесено почти 0,ЗХ углерода, то есть внесенный углерод определить метедш ТЕрина не удалось, так как эта величина - 0,32' - находится 2 пределах сшибки метода определения.

Таблица 5

Содержанка углерода (метод 7вриза) е черноземе обыкновенном (модельный опыт), У.

Влажность, Варианты, дозы, т/га НСР05

X ПВ Контроль ■ БУ На-УГ

1 5 20 0,25 0,5 1

60 75 90 60-100 2,13 1,75 1,82 1,73 1,84 1,56 1,74 1,63 1,95 1,62 1,86 1,73 2,00 1,62 1,92 1,76 1,82 1,91 1,79 1,58 1,84 1,89 1,74 1,60 1,96 1,87 1.75 1,81 р о о р ! исоК-!-' )

Внесете натриевого углегумата вызвало снижение содержания углерода, что мокко объяснить активизацией микробиологической деятельности при появлении дополнительного источни-

л о

- АО -

кз питания. Исключением являются варианты с 751-ной влажностью, на котор^;: проявляется тенденция к швыпению содержание углерода, определенного методом Гюрияа.

4.1.2. Во второй иодэльнсм опыте изучалась трансформация БУ и его злданн» на состав гумуса. С этой целью в сосудах емкостью 2 кг кклгасткровгли чернозем обнкновекнкй смч-тнй с БУ :в дозах 5, 20 , 80, 160 и 320 т/га при температуре 28е С и 801-ной влажности в трех шэвторзостях. Пробы отбирали» через 2 и 6 месяцев после начала эксперимента.

Енесепкг утт увеличило содержание углерода, однако это пстшяэнне не быт пропорционально количеству дополнительно яН9С9Е!того углерода; с узо.илчением срока компостирования количество углерода сзичпссь (табл.5). Возросла доля гумлко-вых ¡стало? и что усгео отнести ?а счет салого угля,

в составе которого преобладал кегидролкзуелгж остаток, а под злилпгем гадрокгадз. гатрта и доступе кислорода могло происходить окисление угля, что повыпало выход гуминовге? кислот.

Углерод сую*ы фракции на вариантах с дозами БУ более 80 т/га превышает СоОщ. на 15-801 (табл.5). Зто модно обьяснить тем, что внесений уголь полностью не определяется методом Тюрина и наеденное содержание органического углерода (гумус + уголь) бшю занижено. Когда ие органическое ЕещестЕО почвы фраяцкоЕируит, то условия определения углерода существенно меняются. При определении Собщ. хромовая спесь воздействует прямо на уголь. В хеде определения фракционно-группового состава органического вещества пробу сначала обрабатывают щелочью, что способствует частичному окисления угля; щелочь дополнительно гидратирует бурый уголь, который после этого

Таблица 6

Фраквдонно-групповой зоотав чернозема обыкновенного смьтого при компоотировании с бурш углем (модельный опыт), 7. к суше фракций

Доза бурого угля, т/га

Углерод, 7.

оухое сжигание

метод Тюрина

Сгк

о^ша

ра

1а

суша ок

с;;о

С

СУ!,ИЫ

фракций, г/

Сгк

о . Б 20 £50 160 320

о Б 20 80 160 320

1,9

1,9 2,1 £.4 3,4 4,4 8,0.

1,9 2,0

2.3

3.4 4,3 6,7

1,4

1,4 1,4 1,7 2,4 2,6 4,3

1,3

1.3

1.4 1,0 2,6 4,1

2,1

2,1 3,3 г,,6 6,1 б,7

5.3

5.4 5,7 6,0 7,4 7,6 ■0,3

До закладки опыта

13,61 С,3

25,0! 2,1

1.4

14,3

14.7

17.8 17,1 20,0 18,7

два месяца компоотировьния

5,7

15,4 17,9 1Б,3 24,8 17,8 17,8

е,3 10,0 12,0 11,0 17,3 16,1

25,7 28,0 36,2 34,2

43.0

40.1

1,4 2,7 3,3

Г ч

0,9

•1,4 2,7 3,9

■ье

5,7 3,7

6.4 8,0 7,8

5.5 4,8 3,7

Шесть ыеопцвв кослоочирования

9,с 9,3 10,0 14,8 14,0 14,6

30,0 32,9 36,3 4Й,Б 40,0 41,0

0,8 0,7 0,7 0,4 1.6 0,3

2/3

'' 1 »- , а

4,0

4.3

2.4

10,8 13,6 14,0 1,3 1.6 0,3

4,3

4,3

5.3

5.0 4,5

4.1 . 2,4

5.4 4,3 4,0

11,7

3.5 0,9

13,5

13,5 18,7 20,0 17,7 16,2 10,7

19,3 20,7 22,7

£1,0

61,Б

60,8 Ба.з 43,8

48.1 40, Е'

49.2

50.7 46,4 42,0

35.8 Б0,9 5!3,0

1,4

1.4

1.5

4,4 7,9

1.3

1.4

1.5 2,3 3,7 6,9

1,9

1.0

1,Б

1,е

1,9

2.7

3.8

1.6

1,6 1,6 2,6 4,4 13,7

0,8

0,7

0.9

1.3 1,1 1,5 1,0

1.0 1,2

1.4

1,В 1.0 0,3

более легко смачивается и более полно определяется. Эти методические особенности приводит к необходимости расчета фракцизЕпсг-группового состава гумуса по отношения к суше фракций, а не к Со5щ. Необходима таг-оге разработка метода совместного определения углерода гумуса и. угля в почвах, которая зклглает предзариа'ельауп грдрофяаизсЛЕя органического вецесгва.

3 ходэ обсуядаеипго опыта было такие определено спдрр-жаакэ углерода оргаличесъзм соединении, извлекаемых еодной вытяжкой, 0,05 н. п 0,1 н, ШЗН-зытянкауц при соотинеакя почва: рзотзор 1:20 (табл.7). Водорастзср'-аогх органически соединений оказалось менее 171 от общего углерода, с увеличением срока компостирования зта фракция почти целиком шшэра-лнгэгалась - ее содс-ракнне снизилось на порядок. Щелочные вытякка (0,05 н. и 0,1 п.) иззлгкапт почти одинаковые количества углерода гуиинозых кислот, за искличешгам вариантов с догами 16С-220 т/га бурого угля.

Таблица 7

Гумяпозые кислоты, извлекаемые различными зытяжкаыи (модельний ошт), СГк в % к Соед. почвы

Доза бурого угля, т/га 2 месяца 6 месяцев

н2о НаОН Н20 N304

0,05 н. 0,1 н. 0,05 н. 0,1 н.

0 0,9 2,7 2,2 0,03 5,5 5,5

5 1.0 3,6 3,7 0,08 5,2 6,3

20 0,9 5,6 6,5 0,07 7,2 5,9

80 0,9 7,9 8,1 0,05 8,6 9,0

160 0,6 7,8 8,9 0,08 - 9,0 10,7

320 0,4 7,0 9,8 0,05 8,0 14,4

НСР05 0.3 3,4 4,5 0,08 2,5 3,1

Тагам обрасоы, БУ в болъпих догах снижает содержание углерода водорастворкмого органического вещества почти в 2 раза; выход органических соединений, влделяеьмх непосредственную: щелочили вытяякаки, с увеличением до?ы БУ возрастает в 2,5-4,5 раза в 0,1 н. КаОН-шпжке и в 1,5-2,5 раза в 0,05 к.. НаСН-вьг»я*кь.

Определение содержания злемс-ятов питания растений показало, что И способствует к; переводу в Оолег доступные растениям соедпнепш:: оодэргавке подвзгзш фссфатсз повязалось от 10,1 до 15,5 мг/кг, нктра^ого агата - от 13,0 ъо 22,3 »т/кг: смлонийного азота - от 13,4 до 25,1 мг/кг. Содержание обдаяяого калия остается на уровне контроля (табл.8).

Таблица 8

Агрохимическая характеристика черногеьа оСкгно^екзого, компостированного 6 ыеснцев

Доза бурого угля„ т/га рНьодн. N-N03 Л-ЧН4 Р2О5 К20

ьт/кг

0 7,6 13,0 19,4 10,1 350

5 7,4 13,1 23,7 11,0 288

20 7,0 16,0 25,5 12,7 324

80 6,5 18,4 28,0 13,5 330

160 6,3 18,8 29,8 15,7 357

320 р О о, о 22,3 35,1 16,5 385

КСР05 1,0 5,1 7,6 3,6 43

4.2. Влияние бурого угдя угхэгукатов на свойства ппчз полевых опытов. Влияние бурого угля и тгдегуцзтов на свойства почв и на урожай растешш кзучалк в богарных условиях на черноземах еткных и аллшиально-луговой почеэ, в орошаеж)м' севообороте - на черноземе обжнозеннсш старооргоаемсм; в рисовом севообороте при использовании безгербицидной технологии возделывания риса - на темно-каштановой почве. Удобрения

вносились вручную вразброс перед посевом, сатем заделывались Кулът.гвгторои. Полевые опыта проводились в 4-х повтсркостях; смешанЕуз пробу с ксздсй делянки отбирали с глубины пахотного слоя.

4.2Л. Вдгогше на органическое вещество. Внесение БУ'в чернозем обыкновенный сгарооропаемый не изменило содеряапие Собщ. ни; весной, через две недели после затгрдкп опыта, на осенью, после уборки уротая (табл.О).

Таблица 9

Содеряапис углерода и состав гумуса чернозема обыкновенного старсорссаеьюго

Вариант, доза, т/га Углерод, 7- с*« Саде

сухое сяпгакие метод Ттрипа % К Соб!Ч.

Мэй 1990 года

Контроль 2,3 . 2,3 39,7- 35,4 22,4 1,1

БУ; 0,£ 2,3 2,2 32,1 40,2 28,6 0,6

1 2,4 2,3 33,3 35,1 29,4 1,1

2 2,4 2,4 37,8 33,6 31,1 1,1

Шд-УГ;

0,25 2,2 2,2 33,3 34,7 32,4 1,0

0,5 2.2 2,1 35,0 ' 32,7 32,7 1,1

1 2)2 2,1 39,2 26,0 33; 5 1,5

ША-Иа-УТ;

0,125 2,3 2,3 33,3 38,7 28,0 0,9

0,25 2,2 2,2 34,0 36,3 28,8 0,9

0,5 2,1 2,0 34,0 40,5 24,5 0,8

Октябрь 1990 года

Контроль 2,2 2,2 32,6 29,8 38,1 1,1

НУ; 0,5 2,2 2,2 33,8 21,8 45,4 1,6

1 2,2 2,2 35,2 24,3 40,8 1,5

2 2,2 2,2 39,2 27,9 34,7 1,4

КН4-УГ;

0,25 2,1 2,0 35,8 27,5 35,3 1,4

0,5 2,2 2,2 37,2 31,2 30,7 1,2

1 2,2 2,2 38,4 33,8 27,4 1,1

НН4-Ма-УГ;

0,125 2,1 2,1 31,2 38,5 29,8 0,8

0,25 2,1 2,1 29,9 43,6 25,6 0,7

0,5 2,1 2,1 30,2 44,8 24,5 0,7

В состаье гумуса через две недели после внесения БУ изменений не произошло. К концу вегетационного периода в результате сокращения доли фулыюгаслот групповой состав меняется и отношение СгкгОьк от 1,1 вгекой увеличилось до 1,4-1,6 ооеньв. Достоверных изменений фракционного состава гумуса не выявлено.

Внесение аммонийного к гшошшно-Еатриегста углегумата в Чернозем обыкновенный присело к укеньзенот содэржанин углерода на 0,1-0,3 Амконшшо-иатриеаый углегумат вызвал нарастание фульватаости за счет резкого увеличения доли свободных фульвокислот и отношение СгкгСфк сгапонится меньЕЭ единицы.

Внесение бурого угля в темво-каштановую почву затопляемого рисового пота дгие в дозах 10 т/га не оказало влияния Еа окколяемость почвенной пробы. Ка-лоле, глторое в год исследований уже не затоплялось, что ке количество БУ повысило оадс-рпанаь углерода примерно на 0,2 что практически соответствует количеству внесенного о ВУ углерода.

• Ка .других почвах Ростовской области ычалено аналогичное действие бурого угля на гуыусное состояние.

Таким образом, Енязлено, " что бурый уголь в почвенных условиях способен окисляться. Реальное увеличение содержания гумуса возможно при дозах бурого угля и углегуматов порядка 40 т/га, при этом вносится такое коллчестсэ углерода, :которое позышает Собщ. на 0,0-0,6%. При более низких досах удобрений происходит стабилизация гумусного ссстатыя, изменения качественного состава гумуса за счет повышения выхода подвижных и связанных с кальцием и магнием гуминовых веществ.

4.2.?.. Влияние на питательный режим. В полевых условиях оурчй уголь и аумэшЕшнн углегумат увеличивали содержание подБнпсгх соединений азота в почве. Внесение углегуматов вызвало татае псвыпэдзе содержания подекжеых фосфатов (табл.10). -

Таблица 10^

.'грохиягаесхэя характеристика ^грЕог^й обыкновенного староорошаемого, Апах

Вариант, доза, т/га рЙ£ОДН. ?<-т3 РйСа Кй0

иг/кг

Контроль 6,6 52,5 31,1 66,7 404

БУ; 0,5 6,5 50,3 30,0 67,7 383 .

1 6.6 50,3 37,4 37,9 372

2 6,5 51,0 40,6 107,9 385 .

МНд-УГ; 0,25 6,5 52,7 32,7 •153,8 388

0.5 5,6 54,6 28,4 144,9 390

1 6,4 61,8 61,3 136,0 388

ННд-.Ка-УГ; 0,125 6,9 52,1 32,2 65,0 395

0,25 6,9 60,8 48,2 78,3 395

С,5 7,1 63,5 52,8 115,6 373

НСРд5 1,0 7,7 15,9 49,4 17

4.2.3. Влияние на структурное состояние. Внесение угле-гуматсв и бурого угля в чернозем обыкновенный староортгеши привело к дополнительному остру^турггзашаз почвы и увеличения Еодопрочностк почвенных агрегатов. Углегуматы способствовали снижения рзамываемоети почвенных агрегатов под действием падающих калэль, что особенно актуально при орошении способом дондевания. Наибольший коэффициент структурности отмечен при использовании аммонийного углегумата. На затоиляемуг темно-каштановую почву бурый уголь такяе оказал оструктуризаю-щее действие.

4.2.4. Вшитые на урожай растений. Углегуматы и бури*! уголь оказали значительное влияние на уремии растений. Внесение БУ з черЕосем обыкновенный привело в перзый год к увеличению урокаа зерна кукурузы па 12-201, сои - па 15-30-. На второй год после внесения БУ прирост урозая- сои сосгаскл 101. Прибавка урожаев па 20-502 получены при внеа?нии утле-гуматоа. В Согарнш условиях на черноззмах влных и аишви-альнэ-луговой почве урока:"; ячменя увеличился в 1,5-2 раза.

Таким образом, полевыми опыташ показана, что бурый уголь и углегуматы повышают урожаи растений, не ухудшая свойств почвы, стабилизируя их гумусное и структурное состояние, улучшая питательный реким. Учитывая экологическую безопасность удобрений, мы считаем , возможным рекомендовать их к применению на почвах Ростовской области.

ВЫВОДЫ

1. .Изученные почвы Ростовской области характеризуются средним содержанием органического вещества: чернозем обыкно-

- венный староорошаемый содержит около 5% гумуса, чернозем обыкновенный гаытый - 2,6%, черноземы южные - 1,9-3,IX, тем-Ео-калтановая почва рисозогс севооборота - 2,1-2,22, анлюви-алько-луговая почва - 3,51. Тип гумуса -• гуматный или фуль-ватно-гуиатвый, в солонцеватых почвах - гумаашо-фульЕа'х'нкй. Степень гумифшезцш высокая, иногда средняя.

2. При преобладании в составе гумуса гуматов и фульва-тсв кальция и магния, содержание "свободных" гуминогых веществ (фракция 1) в черноземах обыкновенных находится в пределах 5,7-6,42 Сгк-1 к собщ. и 1,8-2,IX Сфк-1 К Собц., В

черноземах кали соответственно 2,1-2,352 п 2,2-2,32, в тем-зо--каптапсвой почзе 3,0-5,72 и 2,3-2,42, в аллювиально-луго-вой псчЕе 2,5-2,72 и 0,4-0,52. 3 ссенних пробах содержание "свободных" гуниновых веществ во всех почвах сгакагтсн. Яри иаучент сезонной динамики содержания гумуса в черноземе обыкновенном показано, что мияимяттная окисляеыость почвен1 жх проб найлкздастся в коне.

3. Преобладавшая часть углерода Александрийского бурого угля представлена пегпдролиэуемым остатком, на доля которого приходится до 502. В изученном буром угле содержалось до 122 гуиикозкх кислот, его обработка гздроксидом натрия и аммиачной водсй повысила выход гуминовых гаюлот до 502 от Собщ. и в 7-8 раз увеличила степень гзщролкзуеыости угля. В буром угле присутствует фкллгтпепт, минералы группы монтмориллонита, тонкодисперсный кварц, аозиояио, гипс.

4. Модельными и полевыми опытами показано, что бурый уголь окисляется з потаенны;с условиях. Внесение бурого угля в дозе 20 т/га изменяет содержание углерода в почле на величины, находящиеся з пределах ошибки метода определения. Бурый уголь вызывает возрастание доли гуминовых кислот и ryj.ni-на, углегуматы увеличивает подвижность гуминсвых веществ, и доли гуминовых веществ, связанных с кальцием и магнием. Водорастворимые органические вещества почвы при внесении бурого угля быстро минерализуются и через 4 месяца компостирования их содержание снижается на порядок.

5. В полевых опытах внесение бурого угля и углегумиио-вых удобрений вызывало уменьшение содержания гумуса, видимо, за счет ускоренной минерализации. По анализам осенних проб бурый уголь способствует увеличении выхода гуминовых кислот

и отношения СгК:СфК, достигавшего 1,4-1,6; углегукаты увеличивали доле фулъзокислот и сшияли СГК:С;« до 0,8.

6. Бурый уголь и углегуыаты способствовали сстругсгури-ваккв староороиаедага чернозема, повышая кзффицяент структурности. от 0,7 па контроле до 1,2 я коэзфицгент Еодопроч-ности - от 0,5 до 0,7. УДОбреЕЗЯ СНЭТаЛК f43í<heae!¿0ctb поч-вэнных агрегатов, что особенно актуально nps орсзешп: дсжде-ванием. В темпо-кагаановой почзе ркстеого сзвооборота бурый уголь такге способствовал улучшению сгрукгуры и сездрнъя плотности пзхотнсго сдсп.

7. Внесение углегуметов улучшило питательный режим почв, повысилось содержание доступных растениям соединений азота и фосфора.

8. ВвесгнЕе бурого угля увеличивало урожай хорпа кукурузы и сои ЕЗ 1Q-20Z; углзгуиадн способствует росту урожаев до 50Х.

9. Для пополнен;«! запгооз органического гсдества в почвах могут быть рекомендованы хыоскозальные бурые угли Александрийского месторовдения и углегуыатн па их оснозе, поскольку исходный уголь не содеряЕТ токсичных количеств орга-_ нических примесей и мкхроаярмс-нтов .

По теме диооертахуи опуйликозаны следаадиэ работы:

1. Влияние бурого угля и его композита с карбамидом на состав гумуса чернозема шного. // Вестник ЛГУ, серия 3 -биология. - 1990, вып. 4, тезисы конференции "Шчвозедеаие и агрохимия Е решении экологических проблем". - С. 105-106 (в соавторстве).

2. Влияние бурого угля и его композита с . карбамидом на

гумусгное состояние луговой почвы. // Деп. в ВИШНИ 15.03.90

- N 2614-В90 (в соавторстве).

2. Прииекен^е бурого угля и гуминового удобрения на некоторых почвах Ростовской области. //Почвоведение, 1992, N1.

- С. 139-143 (в соавторстве).

♦ ^

4. Влияние углегушгновчх удобрений на структуру староо-рсппаетого чернозема обыкновенного. // Проблемы рацлоЕального вешгепользсЕанил в степной зоне. - Новочеркасск. - 1592. -С. 54-59 (в соавторстве).

5. Влияние углегуыиновах удобрений ка гуиусное состояния чернозема обыкновенного.. // таг; яе, с. 60-65.

6. Изменение гуьусЕсго состояния орошаемого чернозема;^., ; при исполь8о.еанлИ углегушшом^д удобрений. // Тезисы науч-" по-технкческой конференции, 20-21 мая-1992 г. - Нозочер-Г.ЗССК. - 1992. - С. 6.

7. Влияние бурого угля на гумусное состояние и структуру теино-каштановой почвы рисового севооборота. // там же, с. 8-9 (в соавторстве).