Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Фосфор как показатель почвообразования и вопросы механизмов трансформации его соединений в подзолистых почвах северо-востока Европейского нечерноземья

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Фосфор как показатель почвообразования и вопросы механизмов трансформации его соединений в подзолистых почвах северо-востока Европейского нечерноземья"

// ,

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ^

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ / СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ /(/&

На правах рукописи

ХМЕЛИНИН Иван Николаевич

УДК 631.416.2-1-631.455.2

фосфор как показатель почвообразования и вопросы механизмов трансформации его соединений в подзолистых почвах северо-востока европейского нечерноземья

Специальность 06.01.03 — Почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

ЛЕНИНГРАД 1989

Диссертационная работа выполнена в Институте биологии Коми научного центра Уральского отделения АН СССР.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор КОРОТКОВ А. А., доктор биологических наук, профессор АХТЫРЦЕВ Б. П., доктор биологических наук, профессор ФОКИН А. Д.

Ведущая организация: Кировский сельскохозяйственный

институт.

Защита диссертации состоится «...'» . . . 1989 г. в 13 час. 30 мин. на заседании специализированного совета Д 120.37.02 по защите докторских диссертаций при. Ленинградском сельскохозяйственном институте (189620, г. Пушкин Ленинградской области, Ленинградское шоссе, 2).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ленинградского сельскохозяйственного института.

Автореферат разослан « . : . »..... 1989 г.

Ученый секретарь специализированного совета Д 120.37.02, доктор сельскохозяйственных наук,

профессор И. П. ЛЕПКОВИЧ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБ0№

Актуальность темы исследования. Все эпох» дволкцм» бйо-оферы сопровождались изменениями характера процессов- новообразования. Особенность!} настоящего периода! является пряное и определенное усиление антропогенного1 воздействия на эти процессы. Отсвда вытекает необходимость прогнозирования развития почв, выполняющих роль глобального регулятора био-геохиыических циклов жизненно необходимых, веществ. Прогноз возможен на принципах генетического почвоведения1,• исходя из представлений о ведущем значении аккумулятивное составляющей почвообразования. Однако данное направление не получило достаточного развития в почвоведении,- особенно для природ-но-климатичесхих зон с преобладанием элювиальных процессов. . Критерии количественной оценки почвенных аккумуляций не разработаны. Это и определило цгль диссертационной работы: обосновать возможность использования фосфатной характеристики почв для разработки количественного показателя аккумулятивной составляющей процесса почвообразования.

Поставленная цель достигалась решением совокупности следующих взЯ1!:лноподчиченных задач: сформулировать теоретическое положение об отражении аккумулятивной сущности почвообразования в циклах трансформации фосфатов в почве; исследовать состав фосфатов в типичных рг срезах подзолистых почв, расположенных на сопряженных элементах микрорельефа и выделить циклы и направления трансформации фосфорных соединений в период целинной фазы почвообразования; выявить особенности состава фосфатов в фазе культурного почвообразования; изучить в подзолистых почвах биогеохимическую миграцию некоторых фоофатобразупцих элементов в процессах почвообразования,, характерных для целинных и пахотных почв; провести полевые наблюдения за динамикой фосфатов, сделать математический анализ полученных материалов для выяснения возможной роли основных факторов почвообразования в превращении фосфатов различной растворимости; используя чикрополевые, ве-гетоционно-полевые, лизиметрические, лабораторные, радиоиндикационные (32Р) методы, выполнить опыты по эксперимен- • тальному моделированию процессов, раскрывающих причины нестабильности слаборастворш.шх фосйатов в почве; выявить наиболее вероятные направления исследовании по мобилизации

слаборастворишх фосфатов почвы.

Связь темы исследований с планом научно-исследовательских работ. Диссертационная тема выполнялась как раздел тем Института биологии; з 1974-76 гг. - "Почвы северо-востока Европейской части .СССР и их биопродуктивность" (ГР 71052007), в 1377-81 гг, - -"Генетические особенности почв Европейского северо-Еоетока ,и их рациональное использование" (ГР 77000863), б 1981-86 гг. - "Научные основы мелиорации и высокопродуктивного использования земель Нечерноземной зоны северо-востока Европейской части СССР (ГР 810456°3). В 198690 гг. исследования закономерностей трансформации фосфатов в связи с почвообразованием продолжаются как оформулированный и руководимый диссертантом раздел плановой темы Института биологии "Влияние КО',{-удобрений (комплексного органомине-рального) на основе гидролизного лигнина на свойства почвы величину и качество уропая полевых культур на Севере", выполняемой по заданию ГКНГ (ГР 01.87.0 001944).

Научная новизна и теоретическая значимость исследований. Работа обобщает и развивает теории аккумулятивной составляющей почвообразования, относящеюся к важнейшей проблеме генетического почвоведения. 3 ней впервые фоафор и его соединения в почве рассматриваются как индикаторы почвообразования; впервые предложен и обоснован количественный показатель для оценки степени выраженности'аккумулятивной составляющей почвообразования в целинных автоморфных почвах и найдены подходы для разработки аналогичного показателя в окультуренных почвах; изучены наименее освещенные вопросы биогеохимии фосфора в связи о почвообразованием в таежной зоне Европейского Северо-Востока; обоснован шкроочаговый подход к исследованию почвенных процессов, вытекающий из локального характера превращения веществ и энергии при почвообразовании; разработана структурно-функциональная схема классификации почвенных неоднородностей; обнаружено новое явлэние периодической нестабильности соединений слаборастворишх фосфатов в почве при постоянстве внешних условий} найдены экспериментально и описаны математические основные параметры процесса, лежащие в основе этого явления; сделана классификация реакций трансформации фосфатов в почвах на основе отношения этих реакций к факторам внешней среды; установлены два дополнительных факта физиологического порядка (усиление фотосинтеза клепера 2

в условиях пониженной освещенности и синтез полп£оофатов при выращивании' его на высоком фосфатном фоне) объясняющие пачо-жительное действие фосфорных удобрений на растения; определены наиболее вероятные пути исследований по мобилизации фосфора из его слаборастворишх соединений в почве.

На защиту выносится гипотеза о тесной связи содержания и форм фоофатов с аккумулятивной составляющей почвообразования, которая явилась результатом системного .анализа содержания фосфатов в различных по генезису почваг и корах выветривания и оригинальных исслрдовакзЛ автора, выполненных им на серых лесных и подзолистых почвах.

На защиту выносится также положение о наличии в почве периодически,, изменений силы связей соединений слаборастворимых фоофатов, которое может лечь в основу нового направления исследований по мобилизации жк'стко связанных фоофатов ¡¡ решения общетеоретических вопросов регуляция функционирования биологических систем.

Практическая значимость и предложения об использовании полученных результатов. Практическое значение работы заключается в том что она позволяет разработать систему направленного формирована'! плодородия почв, основанную на количественном учете а максимальном согласовании природных процессов почвообразования с мерами и нормами искусственного воздействия на них.

Материалы изложенные в диссертации были использованы: для уточнения и корректировки методов подбора участка и наблвде-ний в полевых многофакторяых опытах по изучению эффективности фоофорных удобрений в подзолистых почвах; при разработке "Системы ведения сельского хозяйства Коми АССР" (1983 г.) и оценке материалов по изменению агрохимической характеристики почв под воздействием' их сельскохозяйственного использования (1985 г.); при исследовании влияния способов известкования кислых подзолистых почв на их свойства, выполненного по заданию Минсельхоза Коми АССР в 1978-83 г.г., использование рекомендаций которого дает чистую прибыль 39 рублей с гектара;; а' таете при выполнении коллективной работы по двум хозяйственным договорам с Ленгипроводхозом в 1980 г. и с СевНШГ;:.'." в 1986 г. и для экспертизы эффективности использования мелиорированных земель в совхозах Сыссльского района, проведенной по задада-'п Когитета Народного контроля Коми ACO? в IS83 г.;

'кроме того ¡результаты были использованы при разработке системы возделывания, картофеля в совхозе Лоемский Коми АССР.,что позволило долучить экономический эффект 0.1 ылн.рублей за 1988 г.. на ллащади 130 га. От Коми республиканской проектно-кзыскател^ской станции химизации сельского хоаяйства, Комитета Народного Контроля Коми АССР, Объединения "Комисель-хозхпмкя, ,оовхо,за "Лоемский" Коми АССР получены положительные отзывы чз практическом использовании представленных материалов с указанием значительного экономического эффекта. Основные положения диссертации, опубликованные в монографической oopue .находят применение в учебном процессе по почвоведению в ВУБах нашей страны (Горьковский СХП, Харьковский СХИ, Ленинградский СХП, Сыктывкарский Госунпверситет, Воронежский Госуниверситет).

Разработанный показатель "А", отражающий степень выраженности аккумулятивной составляющей почвообразования, нонно ввести з таксономическое название почв на подтиповом уровне, что позволило бы придать количественный смысл генетической классификации почв. На основании прогноза направленности почвообразования в условиях усиливаидегося антропогенного воздействия на почвы можно выработать научно-обоснозанную систему, шрмкрующю использование почв в хозяйственных целях и сохранения их биоос&еркой роли. Установленные закономерности трансформации фосфатов могут использоваться для обоснования планов поставок фосфорных удобрений и районирования их видов в зависимости от гидроморлизма почв.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Всесоюзных и региональных кощерекци-ях и совещаниях (Горький I9C0, 1382, 1987, I9GC; Воркута, 1985; Пенза, 1986; Рига, 1986; Пущино-на-Оке, IS88 на заседаниях секции химии почв Московского отделения Всесоюзного общества Почвоведов (Москва, I9C6) и Коми отделения ВОП (Сыктывкар, 1986).

Согласно плану научно-исследовательских работ Института биологии Ко;.ш филиала АН СССР материалы, вошедшие в диссертацию, в виде научных отчетов (направлены во ВШЧЦентр, Москва) слушались на заседаниях лаборатории Географии и генезиса почв и Ученого Совета института, а также на ведомственных Совещаниях, 4

Публикация результатов исследований. Содержание диссертации изложено в 18 работах общим объемом 20.4 п.л. (из них после защиты кандидатской диссертации - 15 работ, 19.4 п.л.), включая 2 монографии (Фоофор в подзолистых почвах..., 1984; Агрохимия подзолистых почв..., 1982) выпущенных в изд-ве "Наука", а также в статьях и тезисах докладов.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 451 стр. машинописного текста, включает 63 таблицы, 26 риоунков. Состоит из введения, 6 глав, основных положений и выводов, списка литературы из 571 названия, в том числе 110 на иностранных языках и приложения из 9 табл. и 6 рис.

СОДЕРКАЕИЕ РАБОТЫ

I. Биогеохишя фосфора в связи о выветриванием горных пород и почвообразованием (Краткий исторический очерк)

Основным первоисточником фосфора почвы является апатит (Полынов, 1956). В процессе выветривания горных пород фоофор подобно главным элементам интенсивно выносится (Лисилина, 1973; Маккелви, 1977). Почвообразование сильно ослабляет абиогенный потери фоофора приводя к его аккумуляции в почвах.

История изучения фосфора в почвах насчитывает полтора века, начиная с известной работы Ю.Либи>а (1840) в Германии, а в России о исследований Д.И.Менделеева в 1867-69 г. . И.О.Левит ского в 1873 г., П.А.КОстычева (1881). Благодаря этим и последующим работам было установлено '■чогообразие форм фосфорных соединений в почве. Уже во второй половине прошлого века офорщровалисг. представления о быстром связывании водно-растворимого фоофора, внесенного в почву, вследствие образования фосфатов Ca,Ге, AI ( Po ter s , Ï867; Wagner , 1871; Левитский, 1873; КОстычев, 1881 и др.). Фосфор был обнаружен в составе органического вещества (Senft , 1871; orandeau , 1872; Костычев, 1881, 1890; Гаврилов, 1883 и др.). Познание фоофатов почвы сильно сдерживалось отсутствием надежных методов выделения их форм. Положение к началу 20 века усугубилось тем, что под влиянием известных работ Б.Дайера (Dyer ,1894) внимание многих исследователей переключилось на разработку простых методов определения "доступных" растениям фоофатов. Данное направление не могло вскрыть сущность фосфатного

режима почв.

Качественно новый этап в изучении фоофатов почвы связан с появлением методов их фракционирования. В конце 30-х годов появилооь три таких метода (Беев. , 1938; Чириков, 1939; Давтян, 1939), а позже еще три ( Ghani , Allem , 1943; Chang• Jackson , 1957; Гинзбург, Лебедева, 1971), которые позволили выделять фоофор отдельных групп из его соединений в почвах и судить о преобразовании фосфатов под влиянием почвообразования. Включение фосфора в состав разнообразных соединений биологической и химичеокой природы (Ас :инази, 1949; Фокин, 1975, 1986; Кудеярова, 1982 и др.) зависит от типа почв (Давтян, 1946; Чириков, 1956; Шковде, I960; Гинзбург, 1981; Зуйков, 1986 и др.). Несмотря на очевидную связь форм фоофатов с типами почвообразования, попыток использования фосфора для генетической оценки почв не было, хотя такие мысли неоднократно высказывались.

Блике всех к этому подошел В.Р.Вильяме (1949). В результате биогеохимического аналига миграции основных биофильных элементов он заключил, что концентрация фоофора в почве является наиболее твердым признаком, позволяющим отличать почвенные образования от горной породы. Однако этот вывод не подтверждается в подзолистых почвах, где фоофор в минеральной части профиля распределен по элювиальному типу. . Для установления связи фоофора с генезисом почв важны исследования не только по составу его соединений, но и работы направленные на познание процессов и механизмов мобилизации элемента. Такие материалы можно найти в работах по увеличению доступности растениям почвенных фоофатов. Эти работы Объединяет одно общее: в них исследуется влияние экзогенных факторов на фосфатную систему почвы, таких как гипсование черноземов (Гедройц, 1955), известкование кислых почв (Аски-нааи, 1949), микробиологическое воздействие ( Sackett .Patten , Brown , 1908; stoklasa , I9II; Аскинази, 1949; Муромцев, 1957{ Мищустин, 1972; Звягинцев, 1987 и др.). Эндогенные процессы динамики фосфатной системы в почве практически неизучены.

2. Характеристика объектов и методы исследования

■ Фактический материал использованный в диссертации был получен в осногном при изучении фоофатов подзолистых почв в 6

среднетаежной подзоне европейского оеверо-воотока в 19741988 гг. Почвенные разрезы и наблюдательные стационарные . площадки были заложены на полого-увалистой олаборасчлененной Вычегодской равнине (Варламов, 1963) с хорошо выраженным микрорельефом в 3 км к юго-западу от г.Сыктывкара. Микрорельеф, представленный замкнутыми западинами разнообразной форш, оказывает существенное влияние на перераспределение атмосферных осадков и талой воды: в мшфодепрессиях скапливается вода толщиной слоя до 30 см. Почвообразугацая порода -пощювные 1фупнопклеватые суглинки не вскипающие от 10% HCl.

Климат по данным метеостанции "Сыктывкар", умеренно холодный. Средняя многолетняя температура воздуха 0,4°С, абсолютный -49°С, абсолютный максимум +Зб°С. Средняя температура января -15°С, июля +I6,S°C. Продолжительность периода выше 0°С составляет 203 суток, выше 5°С - 152 суток, выше Ю°-Ю1 сутки. Среднее количество осадков 568 мм, в том числе твердых - 181 мм, жидких - 387 мм. Гидротермический коэффициент изменялся по месяцам от 1.28 до 2.10. Глубина проникновения в почву отрицательных температур обычно не превышает 40 см, что объясняется значительной мощностью снежного г^пфова.

Растительность территории представлена ельниками зелено-мошными 1У бонитета о примесью березы, сосны. В моховом ярусе преобладают зеленые мхи, в депресоиях - сфагновые.

В этих условиях на мшфоповышениях формируются типичные подзолистые почвы с характерным элювиальным типом распределения веществ по профилю. В депрессиях формируются торфянис-то-подзолисто-глееватые почвы. Под влиянием окультуривания подзолистых почв происходит улучшение агрономически ценных свойств, в основном пахотного слоя.

При исследовании фосфатного фовда кочв использовался комплекс методов: сравнительно-географический; сравнительно-аналитический; стационарный; моделирование (Роде, 1971). Сравнивались целинные почвы, различающиеся по степени проявления временного избыточного увлажнения. Содержание фоофатов в целинных почвах сопоставлялось с составом фосфатов в пахотных аналогах, на основании чего делалось заключение о характере трансформации фоофатов в процессе культурного почвообразования. На трех ключевых участках были заложены пары разрезов, каядый из которых сопрсподдался то-n полуямами и

прикопками. Один paspes из каждой пары размещали на микроповышенной части участка, второй на микропониженной. Образцы для лабораторного анализа отбирали сплошной колонкой через 10 см до глубины I м, а глубже этого через 20 см с учетом границ генетических горизонтов почвы. Каадый образец составлялся ,из 3 индивидуальных взятье с 3 стенок в каждом разрезе. 'Принятое расположение разрезов позволило оценить широкий диапазон типичных для" таежной зоны условий формирования фосфатного фонда в подзолистых почвах.

Исследование .процессов включения фосфора в почвообразовательный цикл и влияния на них факторов почвообразования проводилось в основном в динамическом режиме в полевых крупно-и мелкоделяночных и вегетационно-полевых опытах и сопровождались экспериментальным моделированием.

Таблица I

Статистическая характеристика методов определения фоофатов в подзолистой слабоокультуренной почве

Группы ! фосфатов !

S ! V

t

I Бх !

!t t'SxHa %

srfo .'давне зна-¡чимости

Валовой I П

ш 1У У

5 5 5 5 5 5

118.7 0.1 7.4 38.5 40.0 32.7

2.7 0.01 0.2 ■ 0.9 1.6 2.1

2.3

8.3 2.9

2.4 4,1 6.3

1.2 1.0 0.004 3.7 0.1 X.2 0.4 I.I 0.7 1.8 0.9 2.8

3.34 0.01 0.28 I.II 1.95 2.50

В работе получили обоснование и нашли широкое применение несколько принципов исследования почвенных принципов: стабилизации, исключения, ыикроочаговости. Весьма результативным было использование математического метода криволинейной корреляции.

Вэделение групп фосфатов из почвы проводилось по основному варианту метода В,Чирикова (1939) в модификации Э,И.Шкоаде (1952) с некоторыми нашими изменениями (Хмели-нид, 1984). Статистическая характеристика метода приведена в табл,I. Этим методом автором диссертации проанализировано около 1000 образцов почвы; образцы вегетационно-полевого опыта и экспериментального моделирования анализировались во влажном состоянии, а образцы полевых опытов и разрезов - в В

воздушно-сухом состоянии. Кроме почвенных было проанализировано около 350 образцов лизиметрических вод и воды поверхностного стока.

Колориметрическое определение фосфора проводили на ФЭК-56 усовершенствованном нами для работы с проточной кюветой^ зольные элементы определяли на атомно-абсорбционном БР -90 и термоэмиссионном спектрофотометрах.

Точность термостатированш при экспериментальных исследованиях составляла £ 0.05°С. Это было достигнуто благодаря изготовленному нами блоку-приставке к сермостатируищей камере ТСГН-100 с водяной рубашкой и значительных усовершенствований самой камеры. Была также разработана электическая схема для поддержания нижней и верхней границ заданного режима термостатирования.

3. Содержание и профильное распределение фоофора в целинных почвах как показатель направления почвообразования

Валовой фоофор в профиле подзолистых почв распред°лен по элювиальному типу (см.табл.3). Такое распределение характерно и для других элементов минеральной массы (Бе, А1, Са, Щ, К и др.). Однако циклы трансформации фосфатов и других названных выше элементов при почвообразовании существенно отличаются. Это связано в значительной мере с тем, что фосфор проявляет свойства ярко выраженного биофила и в отличие от элементов с низкой бисфильностыэ (А1,Ре, 31) находится под воздействием не только силы геохимической миграции, но и силы биологического переноса. Поэтому для количественной оценки своеобразия фоофора в цикле почвообразования мы воспользовались биогеохимическими законами миграции элементов.

Если соотнести распределение в пропиле почв содержания, фоофора - ярко выраженного биофила с соответствующим распределением элемента - слабовыраженного биофила, то можно получить качественно новую ш^ормацию, отражающую роль биологического фактора в почвообразовании. При этом важна не только удаленность сопоставляемых элементов в ряду биофиль-ности, но и крайне необходима их близость в геохимическом ряду миграции.

В качестве свидетеля геохимических процессов миграции мы ' избрали железо. Удаленность этого элемента от фоофора в ряду

биофильности доказывается разной степенью их концентрирования подавляющим большинством организмов. Близость геохимической (абиогенной) миграции данных элементов выявляется через специально разработанный нами показатель К, являющийся по существу коэффициентом пропорциональности миграции элементов :К 100, где %? и - валовое содержание фосфора и железа в' оцениваемом объекте. В рассматриваемых типичных подзолистых почвах величина "¡{"характеризуется малой изменчивостью в значительной части профиля (ВрВ2,ВС,С). Это значит, что фосфор и железо характеризуются близкой миграционной способностью в условиях низкой биологической активности (табл. 2). Близкие результаты мы получили при сопоставлении выноса фосфора и железа с водой поверхностного и внутри-почвенного стоков. Все это послужило основанием для использования железа в качестве элемента свидетеля облогенных потерь фсофора в автоморфных условиях почвообразования.

На основании изложенного, а также принимая во внимание литературные данные о генетической связи фоофора и железа в природе (Оокин, Синха, 1969) и об использовании железа для диагностики почвообразования (Зонн, 1982), мы пришли к выводу о возможности количественной сценки биогенной аккумуляции фоофора через показатель "А", нашейный как разность между процентом (от почвообразующей породы) содержания фосфора (Р остаточное) и железа (Ре остаточное) в интересующих горизонтах. А^Рост. - Ра ост.

Расчет "А" в подзолистых почвах (табл.2) показал, что наиболее высокие значения этого показателя обнаруживаются в верхней части профиля (А= 2,4/2-16,8^). В горизонтах, сла-бозатронутых почвообразованием (ВрВ2,С) величина "А" резко уменьшается. В то же время "А", вычисленная в дерново-подзолистых, серых лесных и черноземных почвах, характеризуется возрастающим рядом чисел от 12,$ до 187,8/», соответствующим усилению аккумулятивной составлявшей почвообразования в этих почвах. Оба получении результата свидетельствуют о том, что показатель "А" отражает степень развития аккумулятивных процессов в почвах. Данные результаты находят подтверждение при сравнительно-аналитическом рассмотрении группового состава фоофагов в профиле подзолистых почв (табл.3). Этот анализ показал, что в процессе почвообразования происходит тран-10

Таблица 2

Расчет биогенной аккумуляции фосфора (А) в типичной

подзолистой почве (разрез I)

— ■■'■■■ ■ | |

Гори- ¡Глубина,¡Плотность! Содержание \ }

зонт { см |сложения. I в слое_| дх) ^х)

! ! г/см3 I Р I Ре ! ! _I_|_¡в 7о от породы 1_|_

А2 7-11 1,02 25,5 21,2 +4,3 1,49

11-19 1.41 44,2 27.А +16,8 2,00

А2 19-30 1,44 42,2 39,8 +2,4 1,32

30-40 ■ 1,53 44,8 52,6 -7,8 1,06

4Р-5П 1,53 53,2 69,9 -16,7 0,95

В1 50-60 1,55 77,3 88,8 -11,5 1,08

60-70 1,57 90.7 91,4 -0,7 1,23

70-80 1,58 92,7 91,4 +1,3 1,26

80-90 1,62 98,1 94,8 +3,3 1,29

В2 90-100 1,62 97,2 94,8 +2,4 1,27

100-120 1,63 96,4 98,0 -1,6 1,22

120-140 1,67 99,8 100,0 -0,2 1,24

ВС 140-150 1,66 98,2 - -1,8 -

с 190-200 1,68 100,0 100,0 0,0 1,24

формулы расчета "А" и "К"на странице 10

оформация фосфорная соединений в формы свойствен!: е зональному почвообразованию. В частности, фоофаты полуторных окислов оказались типоморфной формой фосфатов в подзолистых почвах, что связано с повышенной активностью полуторных окислов при подзолообразовании, являющейся генотипическим признаком этого процесса. Интенсивность их образования в подзолистой почве по сравнению с почвообразушцей породой в 1,5-2 раза выше, о чем свидетельствуют данные профильного распределения' фоофатов Й^Од и результаты экспериментальных исследований. С другой стороны, имеет место сильное уменьшение щелочноземельных фоофатов в 6-12 раз по сравнению с почвообразующей породой, что также находится в соответствии с потерей щелоч-но-земельных элементов при подзолообразовании.

Фоофор органических соединений входит в состав гумусовых веществ как конституционный элемент. Его содерзглние хорошо коррелирует и с зональными типами почв и о'их гумусовыми

Таблица 3

Содержание фосфатов различных груш (1-У) в типичных .подзолистых целинных почвах (разрез

Горизонт ¡Глубина, •! см ¡Валовой ,1 1 I ,! " " —Г ! П ! ш .] 1У 1- ! у

{ || 4мг/100 г! ■¡почвы ■! ! .1 ! 1

Ао ,0-4 311,4 • - — _ - _

4-7 147,3 - - - - -

,7-11 43,9 .0,02 итиг 7.9 1В70 15.4 8,8 ЯТ/О 11,7 Жч

—.и— 11-19 '55,1 следы Щи 29.9 "5373 2.9 ■573 18,6 "3378

/ А2 19-30 52,7 Следы ТТ^Г 28,7 "5375 2.6 Ф 16,5 ШТЗ

—и — 30-40 •55,5 Следы и, и 6,3 1Т75 32.5 "5Н75 3?2 14.8 Ж?7

А2В 40-50 63,3 0.19 пгг- II. 6 1Н73 30.3 7С779 0.3 п75 20.5 "327Т

В1 50-60 87,8 0.44 и71э 11.5 Т371 31.4 "357Б 41.0

60-70 101,0 1.02 Т705 14.2 34.7 337? 7^3 43.7 7373

В2 90-100 105,6 0.73 итш 31.3 Ъ&ТБ 29.0 Г77В 0.0 и7и 44,6 3272

ВС 140-160 101,8 0.85 иТБЗ 37,3 ЗБТБ 22,3 "2ТТЗ 2.9 ■¿тв 38.4 3777

С 190-200 105,4 о,. 29 0728 43.9 7СТ7Б 23,4 "2272 0,8 П7Б 37.1 3572

х'Над чертой - содержание мг/100 г почвь ; под чертой -

то же в % от валового содержания фоофора

црофвлявд, .Органические фосфаты оказывают существенное влияние на величину показателя аккумулятивной составляющей почвообразования "А", т.к. эта форма фоойатов прямо связана с синтезом специфических продуктов почвообразования.

• "Нерастворимые" фосфаты в профилях подзолистых, серых лесных, черноземных почв распределены по элювиальному типу и характеризуется обратной связью с органическими фосфатами. Они унаследованы от почвообразующей породы. Сопоставление степени разрушенности соединений минеральной массы в подзолистых и черноземных почвах показывает, что в первых разрушенность весьма сильная, а ео вторых - слабая. Аналогичное 12

сопоставление по разрушенности фосфорсодержащих минералов (группа фоофатов У) показывает в обоих почвах сильную их ,. деградацию. Отсюда можно заключить, что фосфорсодержащие минералы и соединения в цикле почвообразования характеризуются иным механизмом выветривания по сравнению с другими не содержащими фоофор соединениями. Такая особенность обусловлена биологическим поглощением элемента. Поэтому есть основание говорить о биологической селективности процесса включения фоофора из его минеральных слаборастворимых соединений в цикл почвообразования. Это еще одно доказательство высокого сродства фоофора к аккумулятивным продуктам почвообразования. Последнее подтверждается, и его низкой геохимической подвижностью в почзе.

Суммируя результаты исследования группового состава фосфатов можно заключить, что фоофор "в почве проявляет высокоз сродство к аккумулятивным продуктам почвообразования и следовательно показатель "А" отражает величину аккумулятивной составляющей почвообразования.

При почвообразовании размеры почвенной аккумуляции зависят от соотношения аккумулятивного и элювиального процессов. Напряженность процесса аккумуляции будет тем больше, чем сильнее выражен элювиальный процесс. Наименьшая напряженность характерна для черноземных почв, наибольшая - для подзолистых.

Количественную оценку интенсивности элювиального процесса (Э) можно рассчитать по формуле: ЭгЮО-^едГре^'ЮО, где Ре-р запас железа в колонке почвообразузощей породы, по мощности равной мощности оцениваемого го^лзонта почвы; Ре^- запас железа в колонке почвы оцениваемого горизонта. Для суждения о напряженности аккумулятивного процесса (Н) в почве мы предлагаем использовать отношение показателя интенсивности элювиального процесса (Э) к показателю аккумулятивного процесса (А): Н=Э:А, при А>0.

Смысл данного показателя можно истолковать как совокупное ■ влияние факторов, препятствующих аккумуляции веществ в почве.

В типичных подзолистых почвах величина 3 достигает 78.8/5, а величина Н равняется при этом 18.3, что указывает на заторможенность в этих почвах аккумулятивных процессов. 3 ряду почв подзолистые - дерново-подзолистые - серые лесные - черноземы пок&зателп"э"и"н"закско;.:ерко уменьшается, '.йншальная

13

•величина Н, наблюдаемая в типичных подзолистых почвах (4.3), является максимальной в дерново-подзолистых. В серой лесной почве'н'уменьгается до 1.1, а в черноземе до 0. 2.

Почвенные аккумуляции в разных почвах и горизонтах развиты неодинаково. Поэтому возникает необходимость их суммарной оценки. Для этого мы считаем целесообразным ввести показатель емкости почвенных аккумуляций (Е), который можно расочи-.тывать по формуле: Е = А • т , где А - аккумулятивная составляющая почвообразования, и - тсса почвы (в т) в колонке сечением I м^, для которой определяется емкость почвенной

^ и к.

аккумуляции. В рассмотренном выше ряду почв Е увеличивается от типичных подзолистых к черноземам от единиц до сотен.

Вследствие того, что показа?ель"А"дает количественное представление от аккумуляции продуктов почвообразования, от ' чего, зависит плодородие почв, его целесообразно использовать в качестве классификационного термина, вводя в название почв ка подтипов о:.; уровне. Например, название изучаемых подзолистых почв будет следуг'"им: почвы подзолистые, А-7.7, легкосуглинистые на покровных суглинках. Количественное определение "А" является основанием для исследования возможности применения этого показателя для бонитировки почв. Для этого в большей мере подошел бы показатель -емкости почвенных аккумуляций "Е" - производный от "А".

4. Биогеохимия фосфатов в процессе культурного почвообразования

Валовое содержание фосфора в профиле окультуренных подзолистых почв распределено по элювиально-аккумулятивному типу, в основном за счет поштения его количества в пахотном слое. Основным источником этого повышения являются как показал анализ, фосфорные удобрения. Поэтому оценка аккумулятивной составляющей почвообразования по величине показателя "А" в пахотных имеет ограниченное применение, поскольку искусственное внесение фосфора в количестве, превышающем его отчуждение с урожаем, приводит к увеличению "а" не в соответствии возрастанию аккумулятивной составляющей-почвообразования. В подобных случаях фосфор находится в почве, как бы в виде включения, хотя и образует химические соединения с продуктами культурного почвообразования. В то же время в окультуренных почвах, по сравнению с целинными, резко (в 614

10 раз) увеличивается содержание органических фоофатов'(см. табл. 4 и 3), образование которых почти целиком связано с,, биологическим циклом трансформации фосфора и которые, следовательно, могут быть использованы для оценки аккумулятивной составляющей почвообразования. Чтобы рассчитать показатель "А"'в окультуренных:почвах, нужно для вычисления Ростат> (в формуле А^Р0СТ>- £еост ) взять содержание'минеральных фосфатов в целинных аналогах и увеличить на количество органического фосфора в окультуренных вариантах,- При этом содержание железа (Реос„,) берется такое, какое есть фактически в окультуренных почвах. В разрезе 5 показатель "А,г, найденный по данному методу, составил 28.3$ при уменьшенной по сравнению с целинной почвой напряженности (Н=1.6Г).

Принятый подход дает возможность оценить степень измене- • юи аккумулятивных процессов почвообразования под влиянием окультуривания почв.

По групповому составу минеральных фоофатов можно судить о направлении и степени преобразования минеральной массы почвы при' изменении условий почвообразования. В частности, активизация полуторных окислов приводит к усилению образования со-ответствукпих фосфатов группы Ш. Увеличение в почве кальция способствует накоплению щелочно-земельннх фосфатов. Окультуривание, как правило вызывает активизацию "нерастворимых" фоофатов и, как показано выше, усиленное накопление органических фоофатов, которые в значительной мере сосредоточены в гумусе. Все это показывает, что фосфор в окультуренных почвах, так же как и в целинных, проявляет сродство к аккумулятивным продуктам почвообразования органического и минерального характера.

Дальнейшие исследования ш сосредоточили на раскрытии отдельных сторон механизма прсцессов,' лежащих в основе рассмотренных выше изменений состава фоофатов под влиянием почвообразования. Одним из приемов, сильно меняющих условия почвообразования в кислых подзолистых почвах, является из-. весткование. На делянках полевого опыта, заложенного в 1973 г., связь между содержанием валового фоафора и отдельными группами фоофатов, как в. известкованных, так и в неиз-весткованных почвах подчиняются зависимости близкой к линейной (рис.1). Центрупповые связи содержания фоофатов характеризуются з подавляющем боль листве слччаев высокими

90 ПО 130 150 170 130 ОТ ' ¡20 ' М ' ¡ВО ' 180 ' 200

р20; ,мг/юе г почт

Рис.1. Экспепиментальше линии оегрессии связи содержания групп йоофатов (по оси оццинат) с содетжанкем валового (фосфора (по оси абцисс) в неизвестковакноп (а) и известкованной (б) почвах: римские цифры - номера групп йоофатов.

значениями коррелядиошого отношения и описываются уравнениями первой степени. Вместе с тем в известкованных почвах наблюдается уменьшение образования фосфатов группы Ш, особенно при шсоком содерканш валового йоофора и устойчиво возрастает количество органа!)оофатов (группа 1У). Отмечается усиление мобилизации "нерастворимых" фоофатов (группа У) при относительно невысоком содержании валового фосфора в почве. Изменение содержания щелочно-земельных (группа П) и водно-растворигл'х фосфатов (группа I) под влиянием извести слабое.

Таким образом известь способствует переходу фосфора из минеральных соединений в органические, при этом количество наиболее растворимых фосфатов увеличивается ненамного.

Постоянство соотношения фоофатов почвы различной растворимости при широком интервале содержания валового фосфора позволяет предполагать, что внесенный в почву фосфор будет трансформироваться в формы свойственные для данных почв с накоплением органофоофатов. При быстром изменении рН от 3,8 до 6,7, что имело место в лабораторном и вегетационно-поле-вом опытах, в составе фоофатов по вариантам с известкованием почвы наблвдались лишь небольшие сдвиги (при этом сильно изменился фракционный состав гуадса, концентрация Са,Нг,У$). Это свидетельствует с одной стороны об устойчивости фоофор-ных соединений почвы к быстро меняющимся условиям почвообразования, а с другой - об их способности к постепенной трансформации в формы, соответствующие новым условиям почвообразования. Лзвесткование почвы несколько изменяло характер

трансформации фоофатов из внесенных фосфорсодержащих солей: 1)снизилось содержание воднорастворимий части фоофора; 2)з автоморфных условиях наблюдалось увеличение количества фосфатов группы II, а в гидроморф кых - интенсивность их образования ослабла; 3)весьма значительно (до 4-6 раз) уменьшился абиогенный вынос фосфора о фильтрующейся через почву златой. Усиление образования фосфатов полуторных окислов под влиянием извести, судя по результатам модельного опыта с очаговым расположением СаС03, связано с активизацией железа за счет вытеснения его кальцием из соединений с бурыми гумусовыми кислотами, что подтверждается, во-первых, уменьшением их содержания и соответствующим увеличением гуматов кальция; во-вторых, п^яшеняым содержанием железа в водной вытяжке из почв известкованшх пс сравнению с неизвесткованными (в почве, контактирующей с очагами извести в течение 6 месяцев, содержание железа увеличилось по сравнению с контролем в 4.6 раза и состазило 12.8 мг ?е20д, а в почве известкованной по I г.к. - 10.2 мг).

Все это говорит о том, что при окультурпвакип поч1^ в резко меняющихся условиях почвообразования фоалатная система показывае^весьма высокое сродство к продуктам почвообразования аккумулятивно3 природы.

Для оценки рола лриродных условий на транофор;.:ацию фосфатов в почве мы в 1978 г. залсшшз стационарный нелкоделякоч-ный опыт на подзолистых легхосуглинистых, слабокислых, пахотных почвах, сформированных на покровных суглинках. Чтобы свести к минимуму помехи от пространственной неоднородности, пахотный слой почвы вынимали, тщательно, перемешивали и возвращали на прежнее место. Часть делчнок площадью по I размещалась в замкнутой депрессии, а другая часть на сопряженном с ней микропогышенки. Почва 4 дзлякок (по 2 на каждом элешнте микрорельефа тпательно перемешизалась с СаШ-рРО^« Н20 (доза 61.5 мг/100 г почвы Р^), а почза других 6 делянок (по 3 на каждом элементе микрорельефа) оставлялась без . изменений. На 2 делянках шифоповыпения и 2 делянках микропонижения з 1978 г. посеяли клезеро-тимофЗечкуя тразосмесь. На части делянок установили 16 лизиметров ка глубинах 20,40, 60 см, соответственно под слой п под горизонты А.,, Вр

8 1970-61 г. г. периодически отбиралась а авизировались образцы почни, фшьтрущогос.1* раствора и годы поверхностного

17

сто:а, а также образцы растительности. Привязка делянок к элементам г.шкрсрельефа способствовала изучению влияния на состаз фосфатов, широкого спектра природных сфактороз почвообразования и их сочетаний: влажности почвы, кислотности, микрорельефа, фильтрации осадков и абиогенной миграции фосфора, растительности, температуры.

ЗЗлаяность почвы, судя по литературе (Ярков,1949,1961; Ноздрунова, 1957; Кауричев, Лик Чки-юань, 1963; Адерихин, Волкова, 1967; Стрельченко, 1979 и др. )должна влиять-прежде всего на содержание фоофатов полуторных окислоз.

Обобщение материалов кккрополезого, вегетационно-полево-го и лабораторного опытов показывает, что при периодическом переувлажнении почвы активизируется часть "нерастворимых" фосфатов (группа У) до уровня раствори;,ости фосфатов группы 12; при длительном переувлажнении, но в окислительном режиме начинают мобилизоваться органофосуаты (группа 1У), переходя в состав фосфатов группы Ш; наконец, при длительном переувлажнении с восстановительны." режимом, наряду .с фосфатами групп 1У п У, мобилизуется часть фосфатов группы Ш до уровня растворимости свойственного более растворимым фосфатам группы Л (табл.4). В рассмотренном ряду почв содержание вод-норастворимого фосфора постепенно увеличивалось.

Таблица 4

Групповой состав фосфатов .в подзолистой суглинистой известкованной почве при разных режимах увлажнения в вегетацаонно-полевог»! и лабораторном опытах

Режим увлажнения почвы !Группы !почвы) фосфа тов (мг Р^д/ЮО ■п

1 I ! П ! 1!1 ! 1У ! V

Нормально увлажненная 0,34 4,9 25,5 у 0 13,5

Периодически переувлажняемая 0,40 4,8 30,4 25,8 8,3

Длительно переувлажненная - бурая зона 0,77 4,3 33,5 23,6 7,5

Длительно переувлажненная - осветленная зона 0,90 17,2 20,2 21,5 9,9

Примечание: валовое содержание фоофора - 69,7 мг Р.,0Ц на 100 г абсолютно сухой почвы ^ 0

Фосфор из внесенных в почву фосфатов кальция под влиянием длительно! ; переодического переувлажнения с[,лгмтг\ется 18

интенсивнее в слаборастворимую форму (группа и;) в кислой среде, а при реакции близкой к нейтральной этот процесс ослабляется и количество образующихся фоойатоз группы Ш становится даже меньше, чем в нормально увлажненных почвах.

Реакция почвы и следы по вариантам микрополевого опь. ¿а сильно не различалась. По истечении 2,5 лет в исходно одинаковой почве (рНС0Л_-6,6, рНиоди.- 7,5) отмечается подкисле-ше ее на микрокоды шении по сравнению с почвой расположенной в депрессии. Это различие не превышало 0.1 рН и не могло оказать прямого влияния на отмеченное выше увеличение содержания фосфатов группы Е в почве депрессии. Более значительным оказалось уменьшение рН почвы во времени, достигающее 0.4 рН за 13.6 месяцев. Это изменение согласуется с выкосом из почвы Са2+, М^21", ГГ в составе фильтрующейся воды, воды поверхностного стона и растениями, составившим за 2 года 0,499 мг*экв/100 г почвы, что могло повлиять на постепенное увеличение содержания фосфатов группы Ш (см.р:-с. 3 ).

Фильтрация атмосферных осадков изученная с помощью лизиметров показалаг что, зо-перзых, движение гравитационной влаги в почве локализовано и происходит по ходам корней, трещинам 'Ькнам" талой почвы, менее уплотненным ее частям; во-вторых - зоны фильтрации смещаются в пространстве. Все это имеет важное згачение для общих оценок почвенных процессов, закономерностей формирования неоднородности свойств почвы, и состояние фосфатной системы.

Микрорельеф окапывает существенное влияние ка фильтрацию влаги. По средним данным за 2 года фильтрационная способность почвы депрессии оказалась на меньше таковоII мшроповыше-ния, а на делянках без растений эта разница достигает ЗА%. Кяеверо-тимофеечнагс травосмесь увеличивала фильтрацию влаги особенно зтчительно в депрессии - каг-70^2. Пониженная фильтрующая способность почвы в депрессии объясняется ее заплы-ванием под влиянием периодического застоя воды. На основании коэффициента фильтрации,- вычисленного как отношение профильтровавшейся воды к количеству шпавшх осадков, мы нашли, что не менее 7;$ весенних талых вод уходит за пределы [.яцфопошшения с поверхностным стоком, который происходит,-как следует из наших наблюдений, по кеоттаявсег.у слою почвы, а такке по поверхности почвы пересыщенной водо;;.

Наблвденгл за содержанием вод. з лизиметрах, располояен-

19

ных на глубинах 40 см (под горизонтом и 60 см (под горизонтом привели к заключению о том, что в подпахотных горизонтах подзолистых дочв хорошо выражено боковое движение воды (латеральный поток)..

Рассмотренное своеобразие фильтрации воды оказывает косвенное влияние ка состав фоофат^в в почве, в основном, через продолжительность ее переувлажненного состояния. Непосредственное влияние фильтрация оказывает на миграцию фоофо-ра с Енутрипочвенным и поверхностным стоком.

Абиогенный вынос фоойора из пахотного слоя почвы в абсолютном выражении невелик к составляет на неудобренных делянках в среднем 0.81 кг/га в год, а при внесении фосфорных удобрений1.46 кг/га. Около .этого количества мигрирует с водами поверхностного стока и 20£ с внутрипочвен-Ш1.1 стоком. .Средняя величина потерь фоофора с поверхностным стоком из почвы без растений и без внесенного фоаТюра составляет -0.248 кг/га, что близко к данным А. А.Еылинкиной (1980). Потери фоофора с внутрипочвенным стоком ослабляются: под действием известкования до 4-6 раз поглощения; растениями в 2-2.7 раза; микрорельефа (вынос фосфора из почвы в депрессии в 3 раза меньше, чем на микроподгшении).

Рассмотренные материалы показывают, что абиогенные потери фосфора не могут сильно влиять на состав фосфатов в почве. Эта результаты представляют значительный интерес для генети-. ческих аспектов почвообразования и оценки путей формирования фосфатного фоада почв. В частности, сопоставление концентраций фоофора в водной вытяжке из,почвы и в лизиметрической воде, профильтровавшейся через эту почву, подтвервдает сделанный выше швод о локализации путей движения гравитационной воды в пахотном слое. При этом оказалось, что фильтрующаяся в течение года вода взаимодействует менее чем с 1/500 частью почвы. При наличии растений движение воды сосредоточено преимущественно по ходам корней и ее состав характеризует в значительной мере ризооферную часть почвы.

Изучение содержания фоофора а твердом остатке лизиметрических вод позволило обосновать причину отсутствия аккумуляции элемента в иллювиальных горизонтах подзолистых почв. Оказалось, что твердая фаза лизиметрических вод менее насыщена фосфором (0.043-0.083$), чем масса почвы из которой твердые частг'ы вымываются (0.12-0.18$) и еще меньше, чем 20

ил и колловды общей массы почвы. Такие частицы, оседая в горизонте В будут снижать в нем -процентное содержание фосфора.

Очевидно в зонах движения воды (трещины, ходы корней, грани структурных отдельностей) почвенный материал испытывает наиболее сильное, по сравнению с общей массой воздействие современных процессов протекающих в почвах. Направленность этого воздействия такова, что шкос фосфора в составе твердых частиц ослабляется. Уменьшение фоофора в составе мигрирующих твердых частиц указывает на участие биологического фактора в процессах преобразования минеральной шссы. По величине миграции фоофора с поверхностным и штериальным стоком можно судить о нижнем уровне интенсивности природного процесса включения фосфора в почвообразовательный цикл. Это количество невелико и составляет в целинных почвах около 0.28 кг/га PgOg, а в пахотных - 0.41 кг/га, что подтзер- • ждает шсокое сродство фосфора к аккумулятивным продуктам почвообразования.

Растительность, поглощая фосфор, незначительно влияет на групповой состав фосфатов в почве, вследствие небольшого количества элемента нужного для построения биомассы. В полевых опытах мы установили, что из всех групп фосфатов, включая и подвижные по Кирсанову, наиболее тесно с урожаем овса коррелирует содержание фосфатов группы П. К аналогичному заключению мы пришли, изучая связь групп фосфатов с густотой растений в посевах клевера. Анализ экспериментальных линий регрессии, выражающих зависимость мезду содержанием фоофатов группы П и урожаем овса, показал закономерное возрастание урожая на единицу фосфатов в год внесения суперфосфата в почву и в последующие за этим три года последействия (рис.2). По всей видимости растения формировались под влиянием суперфосфата лишь в год .то внесения, а в последующие годы их формирование цроисходило при подавляющем участии почвенных фоофатов. Данный результат подтверждается и резким уменьшением величины корреляционного отношения между внесением суперфосфата и урожаем овса - он) =0.965 + 0.967 в год внесения, до7 = 0.075*0.485 в первый год после внесения. Даже от шсокой дозы суперфосфата (120 кг/га) последействия почти не было. Полученные материалы доказывают нецелесообразность запасного внесения больших доз суперфосфата в подзольные почвы при шращивашш однолетних культур. К аналогичному впподу прихо-

21

Рис.2. Экспериментальные линии регрессии связи содержания фосфатов (по оси абцисс) групп П (а) и ИГ(б) с урожаем овса (по оси ординат): 1-1973 ц 2-1974 г.. 3~

1975 г., 4 -

1976 г..

S 12 te f} 05, мг/woг попы

Л 4S S 7 £" РгО^, мг/Шг почвы

дат и другие авторы {Дерюгин, Одинцова, 1976; Авдонин, Фро-ловская, 1979; Фроловская, 1982). Отметим, что на других типах почв получены результаты, показывающие экономическую эффективность запасного внесения больших доз суперфосфата (Гулякин, Чуприков, 1973; Базегский, 1979; Гырбучев, 1981 и др. ).

В мелкоделяночном опыте с однородной почвой установлено, что на делянках в течение двух лет занятых клеверо-тимофееч-ной травосмесью устойчиво уменьшается среднее содержание фоофатов первых трех групп (по группе I на 0.1-0.5 от/100 г почвы PgOg; по группе П на 0.1-0.8 мг; по группе Ш на 0.1-10.I мг) и также-устойчиво увеличивается содержание органо-фоофатов (на 0.5-2.4 мг). За это же время растения поглотили не более 3.6 мг Р^О^ в расчете на 100 г почвы. Отсюда можно предположить, что растеши усваивали фосфор и из слаборастворимых форм. Проведенный на\ди эксперимент с изотопом ^Р показал, что фосфор поглощает ся проростками овса из специально приготовленных солей алюминий- и железофосфатов, в которых энергия соединения фоофора отвечала фосфатам группы Ш. Я хотя поглощение элемента растениями из данных соединений было слабее, чем из фосфатов, кальция (в 1.6 раца 22

для Р-А1 и в 3.9 раза для Р-Ре), растворяющая способность корней оказалась высокой. Градиент концентраций ^^Р между почвой зоны ризооферы и в общей ее массе составлял 24-26^ (табл.5).

Таблица 5

Активность общей и ризооферной частей почвы и поглощение овсом фосфора из солей фосфатов, меченых 32Р (тыс. имп./мин.)

Вариант опыта

Почва (10 г)_¡Растения(6 штук)

Общая!Ризо-!Разница !Средне-!Условно } масса! сфер-'.менду общей!взве- 'усвоен-!ная !п ризоофер-!шенная !ный !часть!лоЭ частью,¡актив- !йоофор, ! ! % !ность ! %

0.0 0.0 - 0.0 -

28.9 22.5 22.1 21.7 75.2

31.4 21.4 31.8 23.7 75.4

23.3 17.6 24.5 II. 2 47.9

27.4 20.3 25.9 5.3 19.5

Контроль Са(Н2Р04)2' Н20 Са3(Р04)2 AI Р04 Ре Р04

ввиду большего самопоглощения эйфектизность счета почвы ниже, чек растительных образцов, поэтому глнг рассматриваем условное усвоение фосфора

Из литературы известно, что повышение биолродуктивности растений под влиянием фоофора сопровождается возрастанием в овсе, кукурузе содержания минеральных фосфатов (Соколов, 1975), увеличением скорости образования азотсодержащих соединений в клевере (Табаленкова, 1981;, ускоренным ростом корневой системы (Соколов, 1950; Станков, I960; Barber , 197¿), повышением интенсивности фотосинтеза растений (Самуилов, 1978), снижением токсичного влияния AI, Ш, Fe (Небольсин, 1977 и др.). От содержания фосфора зависит видовой состав растительных сообществ (Fresco , Hermana , bane ,1984). Отмеченные закономерности, раскрывающие механизм влияния фоофора на продуктивность биоценозов были дополнены еще двумя результатами полученными в мелкоделлночном опыте. Во-первых, оказалось, что под влиянием высокого содержания фосфора в почве, повышается интенсивность фотосинтеза клевера, но только в условиях низкой освещенности (10-38 тыс.лк).При освещенности 50-60 тыс.ли такое влияние резко уменьшается.

:Ia'tV4en!4ifl материал обменяет причины устойчивости биоцено-

23

'зов под влиянием фосфора в условиях недостаточной освещенности и особенности продукционного процесса в листьях нижних ярусов при их затенении или в плотных посевах. Во-вторых,, повышенное содержанке фосфатов в почве вызвало образование псшфосфатов в растениях клевера. Этот результат интересен тем, что дозволяет с энергетических позиций объяснить отмеченные выше количественные и качественные изменения в развитии растений под влиянием фосфора. Дело в том, что полирос-фаты являются соединениями с иакроэргическими связями Силаев, 1975), поэтому их накопление предполагает дополнительный источник энергии для метаболизма растений. Полученный мате- . риал позволил нам формулировать полифоофатную гипотезу, объясняющую положительное влияние фосфорных удобрений на развиту растений.

Приведенные результаты исследований, а также большое количество публикаций, свидетельствующих о шсокой отзывчивости растений на фосфорные удобрения, дают основание рассматривать фоофор не только в качестве индикатора внутрипочвен-ных процессов, но и как регулятор почвообразования благодаря его влиянию на продуктивность фитоценозов.

Динамические исследования, проведенные в полевых многофакторных опытах в 1974-1975 г.г., показали непостоянство групповвго состава фоофатов различной растворимости в почве. На делянках опыта амплитуда колебаний содержания фосфатов составляла для групп I и П от десятых долен мг на 100 г почвы до нескольких единиц, а для групп Ш, 1У, У - от нескольких единиц до нескольких десятков. Характерной особенностью динамики фоофатов являлась периодичность изменения содержания их слаборастворимых форм. Анализ литературных и наших данных привел к заключению, что изменение кислотности почвы, колебания ее влажности в автоморфных условиях, поглощение фоофатов растениями и микроорганизмами не являются факторами посредством которых мокно было бы объяснить динамику содержания слаборастворимых фосфатов. В микрополевом опыте (описание ctvj. на с. 1? ) с однородной по свойствам Гсочзой изменения в составе фосфатов для разных групп равнялись 17-33$.от их среднего содержания (рис.3). Графики динамики слаборастзориг.лх фссф&тоз представлены сложными кривыми з составе которых, мы ввделяем два подуровня. Пер~ь::; выражается через общее направление процесса и характеризует-

Рис.3. Динамика фос-йатоз групп 1-1Ув различны;: вариантах мелноделяночяого опыта на микропозы-шении. По оси абсцисс - сроки отбора проб; по оси ординат - содержание груш фосфатов, иг/100 г почвы.Прерывистая линия на графиках - зимний период. А - без внесения фоофора,

3- с внесением Са(Н2Р04)2.Н^).

1-3 делянки опыта: 1,2 - без растений; 3 - клеверо-тимо-феечная травосмесь.

4- максимальные значения простран- • ственной неоднородности содержания групп фосйатов по

о образцам почвы

взятых с I м2 делянки.

21. т зо. V т./х юм $л жи гт ¡2.1 и../ 1378 1975 1980

' —— 3

I4

21.ЧН я.ч шт га.и за

28.1Х 20 VII 12.У 15 VII 197« (979. 19«

I*

г

ся наибольшей координатой времени; второй связан с изменением фосфатов на отдельных участках хода динамики, характеризуется меньшей координатой времени, чем первый подуровень, и качественно отличается от него хорошо шражеиной периодичностью процесса. Ввделение подуровней динамики не только упрощает анализ, что cai.ro по себе важно, но и позволяет характеризовать два достаточно самостоятельных процесса, регулирующие состояние фосфатов в эчве.

5. Экспериментальные исследования механизма динамики фоофатов в почве

В трех сериях экспериментов решались взаимосвязанные вопросы, обусловленные целью исследования. В серии I изучалось влияние на состав фосфатов в почве температуры, влажности почвы, микроорганизмов, внесенной в почву соли СаСН^РО^^

HgO. В серии 2 и частично 3 исследовались основные характеристики процесса периодического.изменения содержания слаборастворимых фосфатоз в почве. В 3-ей серии была сделана попытка определить природу этого процесса.

Методика проведения экспериментов основывалась на 2-х принципах: стабилизации и исключения. Суть первого заключается в том, что оценка влияния фактора, например температуры, на динамику фосфатов производится в условиях постоянства температуры; если в этих условиях динамика не снимается, то делается заключение об отсутствии прямого влияния данного фактора на динамику фоофатов. Суть второго принципа состоит в исследовании фактора влияния не путем введения в систему дополнительных ингредиентов, а наоборот, путем их исключения» т.е. посредством упрощения системы. Анализ почвы проводился при ее естественной влажности, повторность экспериментов 2-3-кратная.

Первая серия экспериментов проводилась по схеме показанной на рис.4 с чрототой отбора образцов через 3,5 суток.

В каждом из 4-х температурных режимов было найдено содержание соответствующих групп фоофатов и по результатам построены графики (рис.4). Оказалось, что наибольшее влияние температура оказывает на содержание органических фоофатов и на связанные с этой формой обратной зависимостью содержания фосфатов группы У. Повышению температуры от 5.8° до 19.2° соответствует закономерное уменьшение содержания органофос-фатов (группа 1У) и увеличение содержания "нерастворимых" форм (группа У). Близкая к отмеченной зависимости имела место в подзолистых и в типичных серых лесных почвах разной окультуренности при наблюдении в полевых условиях. Связь содержания других групп фосфатов неизмененной почвы с температурой менее выразительна. Однако и в этом случае можно видеть некоторые закономерности. Прк повышении температуры от 5.8° до 19.2° ускоряется связывание воднорастворимого фосфора, примерно на 0.1 мг Р205 на 100 г почвы в сутки в варианте с внесенным в йочву фосфатом кальция. Одновременно с этим ускоряется образование щелочноземельных фосфатов (ifl)ynna П) на 0.2 мг PgO^ на 100 г почвы в сутки. Наблюдаемые явления удовлетворительно объясняется термодинамикой процессов осаж-декгл-растворения фосфатоз. Г/дкроорганпзг.и мобилизовал^ фосфор до зоднсрастзеркмого ссотсянм. От понгсения температуру

а?

3. Почва+ Са(Н2Р04)2 • Н^О + стерилизация;

4. Почва+ СаШ^РО^^ • Н^О + стерилизация + инокуляция

данный процесс ускорялся в 2.9-12.5 раз и к концу эксперимента при Ь°=12,2 содержание воднорастворимого фосфора достигало по варианту 4 7.2 мг/ЮО г почвы, или 216 кг/га, а по варианту 3-51 кг/га Р2°5* Таким образом, из результатов изучения трансформации фоофатов. в статике,.;следует, что температура влияет на скорость процесса.

Динамические наблюдения в рассматриваемом эксперименте показали, что при постоянстве влажности и температуры почвы, а также в отсутствии микрофлоры периодические изменения содержания слаборастворимых фосфатов во всех 4-х режимах температуры сохранились, хотя величина амплитуды несколько уменьшалась при понижени" температуры. Не исчезает динамика и-з варианте с внесением в почву СаШ^О^)^К20. Все это говорило Об эндогенной природе периодической нестабильности слаборастворимых фоофатов и необходимости исследования внутренних свойств самой фоофатной системы. Для этого № провели эксперименты, направленные на определение сновных параметров процесса (длина периода, амплитуда, частота, скорость) и установление влияния на него некоторых веществ и условий (гумуса, ортштейнов, коллоидов, прокаливания). Остроконечность линий динамики слаборастворимых фоофатов в экспериментах с отбором образцов через 3.5 суток и затруднительность математического описания процесса свидетельствовали о недостаточности частоты наблюдений.. Поэтому частота наблвдений была увеличена сначала до I суток, а потом до I часа, что позволило зарегистрировать закономерный процесс периодического изменения состава слаборастворимых фосфатов (рис.5), основное параметры которого по группе Ш удалось описать уравнениями первой и второй степени (рис.6), а сам процесс описывается с поыощью квазисинусоиды (рис.5). Расчетные параметры изучаемого процесса удовлетворительно совпали с результатами ежесуточных наблвдешГ (рис.7). Отсвда вытекает необходимость исследования динамики слаборастворимых фосфатов с частотой наблюдений не реже 1,раза в час. С этой частотой отбора образцов была выполнена серия экспериментов по ВМасненюо природы нестабильности слаборастворимых фосфатов. Остальные условия были теми же, что и в предыдущем эксперименте.

Внесение в почву ортстейноз в количестве 1.5$ от массы почвы не привело к принципиальным изменениям периодической 2Й

Рис.5. Внутрисуточная динамика содержания фосфатов групп 1-У в условиях пос-л тоянных температуры (19. <г) и влажности почвы (60%) при ежечасном наблюдении. 1,2 - повторности опыта.

I } * 7 3 И !3 15 <7 и 2! гее.

нестабильности слаборастворимых фосфатов. Отмечено только смещение процесса по фазе на 4 часа. Следовательно, ортштей-ны почвы не служат центрами возбуждения изучаемого процесса. Исключение из процесса органического вещества, что достигалось использованием в эксперименте почвообразующей породы (покровный суглинок), не привело к стабилизации содержания слаборастворимых фоофатов. Это послужило основанием для заключения о том, что органическое вещество почвы не возбужжа-ет периодических колебаний в содержании слаборастворимых минеральных фоаратов. Только в следующем эксперименте с прокаленной породой и необратимым разрушением коллоидов амплитуда колебаний содержания фосфатов группы Ш резко уменьшилась до 5. ¡¡'о от среднего их количества. Смешав прокаленную и непрока-ленную почйообразующую породу в соотношении 1:1 и повторив наблвденш, установили, что низменная почвообраэующая порода весьма активно влияла на прокале"ную,- Амплитуда колебаний содержания фоофатов группы Ш восстановилась, почти достигнув уровня в ненарушенной почвообразующей породе. Сопоставление амплитуд колебаний содержания фосфатов группы Ш в последних 3-х экспериментах привело нас к заключению о каталитическом характере активизации фоофатов в прокаленной почвообразующей породе под влиянием ненарушенной породы. Упрощая фосфатную систему дальше, мы провели эксперимент по изучению динамики

Рис.6. Характеристика параметров колебательного процесса превращения Фосфатов группы*Ш при ее инкубации

НОСТЬ 60/6, отбор образцов ежечасные).

3 цикл

8iас.

фосфатов в четырехкомпонентной специально приготовленной комплексной соли, включающей Са^+, Ре3*, Ц, Ро|~. В качестве носителя использовали речной песок, пропущенный через оито 0. ¿5 мм и многократно отмытый 15$ HCl и водой. В системе практически лишенной колловдов определяли содержание фосфатов групп I-Ш в динамике, строго соблвдая условия предыдущих экспериментов. Оказалось, что данамика фосфатов группы Ш небольшой амплитудой колебаний была близкой к прокаленной почвообразуицей породе (не больше 5.3 ыг P^Og на 100 г массы).Достоверные периодические изменения имели место в составе фосфатов группы П и связанных с ними фосфатов группы I. Процесс нестабильности содержания слаборастворимых фоофатов оказал ¿л смещенным на более низкий энергетический уровень. Отмеченное сходство -результатов в экспериментах с прокаленной почвообразуицей породой и с солью очевидно не случайны. И в том и в другом случаях количество коллоидной фазы было ничтожно. В то же время под влиянием коллоидов ненарушенной почвообразующей породы процесс .периодических колебаний содержания фосфатов полуторных окислов в прокаленной породе восстанавливается с проявлением каталитического эффекта. Каталитическая активность почвенных генералов отмечена в литературе (Ejviob, Лично, 1976; ¿"скова,

SB

Рис.7. Динамика содержания фоойатов группи Ш в условиях-постоянных температуры (19.2°) и влажности почвы (ад). Сплошная линия -экспериментальная, прерывистая - рассчитанная теоретически

7 9

с/т.

13 15

Карпачевский, 1979). Отсвда можно заключить, что коллоидная система почв шполняет роль катализатора периодических изменений содержания слаборастворимых фоофатов несиликатных полуторных окислов. Анализ условий существования этих изменений, исследованных в экспериментах позволяет сделать вывод о кристаллохимической природе наблвдаемого явления. Этот вывод прямо или косвенно подтверждается литературными данными. • Вде в прошлом веке П.А.Костычев (1881) обратил внимание на то, что "... в почвах нерастворимые фосфорноизвестковые соли постоянно переходят одни в другие...". Такой яе процесс описан Bear (1964) при трансформации дегидратдикальций-фосфата в октокальцийфосфат. Материалы подтверждающие этот механизм разложения соли есть и в других работах (Коссович, 1916; Цыганок, IS70; фдеярова, Трубин, 1977 и др.).

Принципиальная схема данного механизма сводится к следующим процессам: осадок фоофата Р-Н-Н преобразуется распадаясь на более и менее растворимые части P-H^-R и P-R, обе части подвергаются дальнейшим изменениям с образованием, как и в предыдущем цикле, более и менее растворимых соединений Такие преобразования повторяются периодически, усиливаясь под влиянием катализаторов, роль которых выполняет коллоидная CL-тема почвы. Вероятно в этом процессе значительную роль играет дзета-потенциал коллоидов. Обнаруженный процесс периодической нестабильности силы связи фосфатов, судя по его параметрам, может быть оч-несен к классу автоколебательных в гетерогенных системах. Периодическое ослабление силы связи фосфатов до биологически активного уровня в весьма значительных количествах (только по группе Ш - до 360 кг/га) играет решающее значение для включения фосфора в цикл почвообразования, особенно при слаборазвитой биоте.Это явление представляет видимо и общебиологический интерес,

т.к. связывает ритмику поглощения элементов питания растениями, с ритмикой доступности фосфора в почве.

6. Очаговость реакций и ее значение для/изучения почвообразования

При исследовании закономерностей включения'фоофатов в почвообразовательный цикл стало очевидным,, что большинство реакций, в том числе и трансформация фоофора, локализованы в определенных микрозотах почвы. Фактические материалы показали, что в почве неоднородность по содержанию фоофатов приурочена к определенным элементам ее структурной организации (ассоциативному, горлзонтному, агрегатному, коллоидному и кристаллохимическому (Розанов, 1975).

В целинных подзолистых почвах содержание валового фосфора и фосфатов групп Ш,1У,У может различаться в 3-2.3 раза на расстоянии 10-15 метров, а содержание фосфатов группы П- в 3-3.6. Такие различия, как показано ранее (гл.3,4), в значительной степей.* зависят от микрорельефа, который существенно влияет на состав фосфатов через неодинаковое промерзание, и оттаивание почвы на разных элементах микрорельефа, через перераспределение атмосферных осадков, на поверхности почвы. Вследствие этого изменяются ее водный и газовый режимы, фильтрующая способность, характер миграции и концентрирования фоофора и других веществ, что в свою очередь приводит к дифференциации видового состава растительных сообществ. Все это создает неодинаковые условия для почвообразования и ведет к появлению комплексности почвенного покрова по содержанию фосфора.

Межгоризонтная неоднородность содержания фосфатов (см.гл. 3 и 4) обусловлена ьзчвообразовательным макропроцессом. Ее анализ позволил установить глубокую генетическую связь содержания и форм соединений фосфора с почвообразованием, что в свою очередь послужило обоснованием к использованию фосфатной характеристики для количественной оценки аккумулятивной составляющей почвообразования.

Различия вещественного состава отдельных частей структур-нкх агрегатов отмечались неоднократно (Таргульян и др. 1974; Бабоеза,1975 и др.). Каст исследования с лизиметрами показали, что материал поверхности почвенных агрегатов, «игр оую-

щий ,с фильтрующейся'водой, значительно беднее по фосфору, чем .внутриагрегатная масса, что связано главным образом с биофильностью элемента.

Особая группа неоднородноотей в почве встречается на расстоянии соизмеримом с толщиной зоны наибольшего изменения двух соприкасающихся в почве веществ (от до ЫО см).

Эти неоднородности выраяены очагами, транши которых хорошо выявляются через величину концентрации элементов в зонах прилегающих к этил очагам. Основными источниками данных неоднородноотей служат вещества включений и новообразований. Эти чеодноромости имеют сходное отроение на любом уровне структурной организации почвы.

Первоочередной единицей неоднородности является очаг. В структуре г-тага различаются три зоны (рис.8). Зона 1-ядро, являющееся источником вещества очага (минерального, органогенного, органо-минерального), обуславливающим неоднородность. Эта зона о относительно низкой вариабельностью концентрации веществ. Зона З-ди^фу знойная, отличается химически .эффективной концентрацией вещества диффундирующего из ядра зо вмещающую массу. Наличие новых соединений или свойств вмещающей массы полученных в результате химичеоких реакций, является критерием для определения гранвд зоны 2. Зона 3-дийфузионная, биологически активная. В этой зоне, в отличив от предыдущей, вещество, диффундирующее из ядра через зону 2, не вступает в химическое взаимодействие с веществом вмещающей массы, вследствие низкой концентрации первого и выделяется по наличию вещества ядра в исаном виде. Для этой зоны характерны электрохимические реакции. Совокупность выделенных трех зон микроочага составляет его химическое поле.

сй природных условиях зоны 2,3 ыикроочагов почвы представлены разнообразными в пространстве конфигурациями. Объем зон

Зона I, ядро

Рис.8. Схема структуры очагов в почве

Зона 2, Зиатузионнвя, биологически инертная

Зона 3, диффузионная,

6иологичесни антшап

к

Таблица 6

Стсуктурно-футициональная классификация почвенных неоднородностей

ТШ

(уровень организации почвы)

• РОД !(вещественный ! состав ядра)

{, ВВД ! (направлена !связи ядра с !вмещающей массой)!

! ПОДВВД

!(степень раззития 5 зон)

I-!—Т~

I РАЗНОВИДНОСТЬ •'(продукты взаимодействия веществ ядра с ~! вмещающей тсс ой)

КОЛЛОШНАЯ И

КРИСГАЛЛОШШ-

ЧЕСКАЯ

АГРЕГАТНАЯ

Г0РЙ30НГНАЯ (внутригоризонг-ная и межгори-зонтная)

АСССЦИАТИВНАЯ

МИНЕРАЛЬНАЯ . ОРГАНШЕСКАЯ

ОРГАНОМШБ-РАЛЬНАЯ

ПРАВИЛЬНЫЙ (вещество ядра передвигается во вмещающую массу)

НШРАВЖШЫЙ (вещество вмещающей массы передвигается в ядро)

СМЕШАННЫЙ . (взаимное проникновение вещества ядра во вмещающую массу и вещества вмещающей массы в тдро)

СШШО - СМЬНО (микроочаги KCl, Е Щ Е03 водяо-

растворимые органические соединения и др.)

П

СЛАН) - СЛАБО (микроочаги Р04-В^03

кристаллы первичных ■< выветривающихся минералов, слабораст-вор"ше органические вещества и др.)

Ш

СИЛЬНО - СЛАБО (мивроочаги КдР04

Са(Н2Р04)2 и др.)

1,2 ...

(простые соли и комплексные соединения, осадки гумусовых кислот или воднорастворимые иочогенше группы)

микроочагов теоно связан с растворимостью веществ в составе ядра, их степенью сродства к вмещающей массе. Слаборастворимые соединения имеют небольшой объем зон. Зона 2 при этом монет представлять из себя пленку вшещающей массы непосредственно контактирующей с веществом микроочага (фосфаты RgOg, кристаллы невыветрившихся минералов и др.). Хорошо растворимые соединения могут образовывать сильно развитые зоны 2 и 3 (очаги KCl, HH4N03 и др.). Между ядром микроочага и окружающей его массой почвы часто существует не только прямая но и обратная связь.

В"яв за оииову вещественный состав ядра очага и характер его взаимодействия с веществом вмещающей массы, мы построили структурно-функциональную клас с iio икац но нну ю схему почвенных неог -ородностей (табл.6).

Изложенные выше материалы (гл. 2-6), в основном по трансформации фоофатов, иллюстрируют широкие методические возможности микроочагового подхода к изучению почвенных процессов сущность которого заключается в возможности различать в почве активную и относительно инертную части и моделировать процессы взаимодействия этих частей. Так, результаты микроочагового моделирования трансформации фосфатов в почве позволили выявить предпочтительность перед суперфосфатом применения фосфоритной муки в качестве основного фосфорного удобрения на подзолистых почвах с различной степенью пироморфизма. Экономия от замены суперфосфата фосфоритной мукой на таких почвах по проведенным расчетам достигает 43.2 рубля на 100 кг/га действующего вещества P^Og. Микроочаговый подход был применен нами при разработке способа заделки в почву известковых мелиорантов. По результатам трехлетних исследований в производственных опытах чистая прибыль только от пошшения урожае составила 39 руб. с I га в год. Все это говорит о значимости микроочагового подхода к решению практических вопросов.

. вывода

I, Фосфор и его формы находятся в тесной генетической связи с аккумулятивными продуктами почвообразования. Разработанный показатель "А" отражает состояние аккумулятивной составляющей почвообразования и позволяет дать ей количественную оценку.

П. В почве при постоянстве факторов среды содержание слаборастворимых фоофатов периодически изменяется. Параметры этого процесса следующие: амплитуда колебаний содержания фоофатов группы Ш достигает 9.5 мг/100 г почва Р205, длина периода - 5.3-7.3 часа, частота - около 3 колебаний в сутки, скорость - от 1.36 до 2.5 мг/ч Рз^б* Данный процесс, судя по параметрам и области существования, мы отнесли к классу автоколебательных. Природа периодических изменений силы связи олабораотворимых фоофатов - кристаллохимичеекая с участием катализаторов, роль которых выполняют колловды почвы. Трансформация фосфатов идет в две фазы: I) осаждение, подчиняющееся термодинамическим законам; 2) дифференциация осадка фоофатов по вещественному составу и энергии. Явление перио-дическог; изменения силы связи слаборастворимых фоофатов свидетельствует о существовании ранее неизвестного пути включения фосфора в почвообразование весьма выгодного энергетически, особенно при низкой активности би ты.

Кроме двух названных положений, составивших предмет защиты, имеет смысл выделить несколько частных результатов вытекающих из этих положений, которые представляют научный интерес в региональном общетеоретическом отношении.

Ш. В аспекте генезиса почв: I) при почвообразовании имеет место тотальное и селективное выветривание минералов, последнему подвержены фосфорсодержащие соединения; 2) для почв характерна локализация процессов} в подзолистых почвах сильно выражено латеральное движение гравитационной влаги с находящимися в ней веществами, что является основной причиной отрицательного баланса веществ в профиле этих почв; 4) состав лизиметрической воды в значительной мере отражает состояние ризосферной и межагрегатной частей почвы; 5) очаговость является характерной чертой почвообразовательного процесса.

1У. ¿иогеохимические аспекты: 1)в зрелых почвах количество фоафора выносимое ежегодно за пределы почвенного профиля с водой поверхностного и внутрипочвенного стоков позволяет оценить нижнею границу интенсивности выветривания фосфорсодержащих соединений. 2)лессивированные частицы в подзолистых почвах оказываются обедненными по содержанию фосфора по сравнении с аналогичными по размерам частицами вкутрнагое-ггтис:: лпссы. •Зс

V. Потаенно-агрохимические аспекты; I) высокий фосфорный фон почвы стимулирует образование в растениях клевера синтез полифоофатов, служащих дополнительным источником энергии для физиологических о лродуадиояных прсцеосов растений. 2) автоколебательные реакции, обеспечивающие ослабление силы связи фосфора в.его слаборастворидах соединениях, могут быть положены в оонову нового направления гсследований по мобилизации слаборастворимых фоофатов и повышению коэффициента использования $ -»сфора из удобрений, 33 т предполагаем возможность существования фосфатной автоколебательной системы в растительных и животных организмах« где ояа дажет играть ведущую роль в их биологических ритмах.

VI. Методические аспекты: I) в основу методов исследования почвы должен быть положен принцип основанный на представлениях об очаговости почвенных реакций} 2) подзолистые почвы оказались весьма подходящим объектом для исследования вопросов почвообразования; 3) сочетание кошлекса взаимно-обусловленных методов (сравни г ельно-географическнй, сравнительно-аналитический, стационарный, моделирование) позволяет получить емкую и разностороннюю оценку изучаемых процессов; 4) в изучении механизмов трансформации фоофатов весьма продуктивным оказался принцип стабилизации и исключения.

УП. Прикладные аспекты: 1)всякое воздействие на почву должно базироваться на закономерностях процессов почвообразования и учете их изменений от такого воздействия. 2)пока-затель аккумулятивной составляющей почвообразования позволяет количественно определить степень развития процессов почвообразования в отдельных горизонтах почвенного профиля и таким путем диагностировать нижнюю границу почвы; 3)ыоби-лкьация фосфатов в почве осуществляется тремя путями: микробиологическим, восстановительным, автоколебательным; в автоморфных почвах преобладающими являются первый и третий, а в гидроморфных - второй; 4) показана целесообразность формирования фоофатного фовда в йодзолистых почвах с признаками пироморфизма за счет фосфоритной' муки.

РМШЕВДАЦШ ПРОИЗВОДСТВУ

I. Показатель аккумулятивной составляющей почвообразования (А) целесообразно использовать в генет! .еской классики -кацпи почз вшючая его п виде натурального выражегаш в

номенклатурное название почв на подтиповом уровне. Например, название изученных подзолистых почв будет следующим: почвы подзолистые, А-7.7, легкосуглинистые на покровннх суглинках. Показатель "А", позволяющий дать количественную сщенку процессу почвообразования, можно рекомендовать дам исследования возможности применения этого показателя при бонитировке почв.

2. Районирование использования основных видов фосфорных удобрений необходимо проводить о учетом гвдроморфизма почв. В частности, фоофоритная мука имеет значительные преимущества перед суперфосфатом на гидроморфных известкованных почвах.

3. В подзолистых почвах внесение высоких доз суперфоофата □од однолетние в запас нг ряд лет нецелесообразно, т.к. последействие фосфорных удобрений в изученных почвах незначительна

Важнейшие публикации по теме диссертации

Содержание дисоертации достаточно полно отражено в двух монографиях.

Хмелинин И.Н. Босфор в подзолистых почвах и прсцессы трансформации его соединений. - Л.:Наука, 1984. - 152 с.

Заболоцкая Т.Г., ВДинцева И.И., Хмелинин И.Н. Агрохимия подзолистых почв Севера. - Л.: Наука, 1982. - 134 с.

Основные публикации в периодических изданиях

Хмелинин И.Н. Пространственная неоднородность группового . состава фоофатов в пахотном слое подзолистых почв различной окультуренности// Агрохишя. - 1980. -82. - С. 47-53.

Хмелинин И.Н. Оценка качества проведения химических мелиорации почв в зоне средней тайги Коми АССР// Системно-экологический подход к современным проблемам сельского хозяйства и науки. ЧЛ. Экологические вопросы почвоведения: Тез.докл.зон.научн.конф. 3-5 июня 1980. -Горький,1980.С.34-35.

Хмелинин И.Н. Трансформация воднорастворимых ортсфосфа-тов в подзолистых пахотных почвах// Теологические проблемы Севера. 4.1. Тез.доклЛХ Всесоюз.сшлп.-Сыктывкар,1981.С.327.

Хмелинин И.Н. Механизм трансформации ортофосфатов в авто-ыорфных суглинистых почвах/Л/Генезис и плодородие земледельческих почв: Сб.науч.тр. Горький, 1983. - С.53-56.

Хмелинин И.Н. Влияние микрорельефа на распределение влаги

в процессе оттаивания подзолистых почв// Проблемы почвенного криогенеза: Тез.докл.1У Всесоюз.кощи 7-9 августа 1985 .Сыктывкар, 1985. С.69-70.

Хмелинин И.Н. Фоофор как индикатор направленности почвообразования при окультуривании подзолистых почв// Почвенно-агрохимические и экологичеокие проблемы формирования высокопродуктивных агроценозов: Тез. докл. Всесо^з.науч.конф. 21-25 ноября 1988. - Пущино, 1988. С. 126-128,

..мелинин И.Н. Микрсочаговый подход к исследовании процессов включения фоофатов и других веществ в цикл почвообразования// Почвы Европейского оеверо-востока и их плодородие/ Под ред. Ф.Р.Завдельмана. - Л.:Наука, 1989. С.87-101.

Хмелинин И.Н. Опыт экономической оценки накопления доступного фсофора из одно- и трехкальциевого фоофатов в подзолистых периодически переувлажняемых почвах// Тр. Коми Щ УрО АН СССР. 1989. й 103. C.II&-I20.

Хмелинин И.Н., Секамов A.A. Групповой ооотав фоофатов в серых лесных почвах Горьковс..ой области при их окультуривании// Агрохимия. - 1974. - JS З.-С. 38-43.

Хмелинин И.Н., Секамов A.A. Динамика воднорастворимых фоофатов в серых лесных почвах Гррьковской облаоти при юс окультуривании// Агрохш.яя. - 1974,- )& 12. - С.31-37.

Хмелинин И.Н., Секамов A.A. Динамика группового состава фоофатов в окультуренных серых.лесных почвах Горьковской области// Почвоведение. - 1976. - !Ы2. - С. 35-45.