Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Гумусное состояние черноземно-степных и каштановых почв Южной России

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Гумусное состояние черноземно-степных и каштановых почв Южной России"

О Л МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М.В.ЛОМОНОСОВА

На правах рукописи

БЕЗУГЛОВА ОЛЬГА СТЕПАНОВНА

ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ЧЕРН03ЕМН0-СТЕПНЫХ И КАШТАНОВЫХ ПОЧВ ЮЖНОЙ РОССИИ

Специальность 03.00.27 - почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва 1994

Работа выполнена на кафедре почвоведения и агрохимии Ростовского государственного университета

• Научный консультант - доктор биологических наук, заслуженный профессор МГУ Д.С.Орлов

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Н.Ф.Ганжара

доктор биологических наук, профессор В.П.Калиниченко

доктор биологических наук, старший научный сотрудник Л. К. Шевцова

Ведущее учреждение: ЮжНИИгипрозем, г.Ростов-на-Дону

в аудитории М-2 факультета почвоведения МГУ на заседании Специализированного Совета Д 053.05.31 при МГУ им. М.В.Ломоносова

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУ им. М.В.Ломоносова.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах просим направлять по адресу: 119899 Москва, ГСП, МГУ, факультет почвоведения. Ученый Совет.

Защита состоится

Автореферат разослан

Ученый секретарь Специализированного Совета

доктор биологических наук

профессор

Л.А.Лебедева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ .

Работа является итогом цикла научных исследований, выполненных как лично автором,- так и под его руководством на кафедре-почвоведе-______

ния и агрохимии Ростовского государственного университета начиная с 1976 года по настоящее время.

Общетеоретическая значимость. Изучение и оценка качества почв являются важнейшим этапом в установлении уровня их плодородия. Многочисленными исследованиями отмечено, что главнейшими и всеобщими критериями оценки уровня продуктивности почвы- являются мощность гумусовых горизонтов и запасы гумуса в них. На урожайность сельскохозяйственных культур оказывает влияние не только общий запас органического вещества, но и качественный состав гумуса (Безуглова.1980). Это предопределяет необходимость оценки качества гумуса при бонити-ровочных работах.

Другой важнейшей проблемой является дегумифккация почв. Потеря гумуса пахотными почвами при невысокой культуре земледелия почти ■повсеместное явление. Исследование причин и темпов этого экологического бедствия, путей его предотвращения является основой мониторинга земель и составления прогнозов их трансформации в условиях бистро меняющейся обстановки под влиянием антропогенного воздействия.

К числу важнейших приемов восстановления гумусного состояния почв относится внесение органических удобрений и поиск ноенх материалов для пополнения их запасов. Оценка их экологической безопасности, влияния на свойства почв и урожай растений - актуальное направление научных исследований. Проведенное нами изучение бурого угля, углегуминовых удобрений и некоторых биологически активных веществ (кормовой концентрат лизина и отходы его производства, отходы производства спирта) вносит определенный вклад в развитие теории и практики их применения.

Региональная значимость. Пристальное внимание исследователей привлекают общая характеристика органической части почвы, исследование природы и строения гумусовых веществ в связи с генетическими вопросами почвообразования, изменение органического вещества при освоении почв и различных приемах окультуривания. Известно, что типы и подтипы почв различаются не только по запасам гумуса, его содержанию и распределению в профиле, но и по качественному составу.

С этой точки зрения почвы южной России представляют особый интерес. Обусловлено это тем, что регион,.территориально превосходящий многие крупные европейские государства, располагается на контакте биоклиматических зон - степной и сухостепной. В свою очередь степная зона представлена двумя биоклиматическими фациями: умеренно-теплой

Восточно-Европейской и теплой Южно-Европейской. Процессы гумусообра-зования в таких условиях имеют ряд специфических особенностей. Автором впервые выполнено подробное обобщение гумусного состояния почв юга России, что позволило .выявить специфику гумусообразования в них.

Цель и задачи исследования. Основная цель работы - дать характеристику современного гумусного состояния основных почв южной России, выявить особенности гумусообразования в них, направление и характер трансформации почвенного органического вещества в ходе сельскохозяйственного использования. Поставленная цель предопределила необходимость решения ряда задач, имеющих самостоятельное научное значение:

- изучение специфики гумусообразования в черноземах и каштановых почвах в условиях теплой Южно-Европейской фации;'

- исследование влияния таких процессов как солонцовый и ыоча-ристый на гумусообразование;

- изучение влияния орошения на процессы гумусообразования;

- выявлений влияния распашки, внесения минеральных и органических удобрений на гумусообразование;

- исследование возможности применения нетрадиционных органических удобрений (на основе бурого угля) с целью повышения плодородия почв. Выявление их влияния на процессы гумусообразования;

- выявление влияния некоторых перспективных биологически активных веществ, в том числе и отходов производства, применяемых в качестве стимуляторов роста сельскохозяйственных растений, на процессы гумусообразования.

Объекты и методы, организация исследований. Объекты исследований - зональные почвы степей - черноземы обыкновенные и южные умеренно-теплой Восточно-Европейской фации, черноземы обыкновенные карбонатные теплой Южно-Европейской фации, каштановые почвы умеренно-теплой Восточно-Европейской фации. Изучались также процессы гумусообразования в интразональных почвах - солонцах каштановых и луго-во-черноземных мочаристых почвах.

Исследования проводились на многолетних стационарных опытах в содружестве с кафедрой химии и прикладной экологии Новочеркасскогс инженерно-мелиоративного института, Южным зональным центром научногс обеспечения Агропрома, лабораторией агрохимии НПО "Дон", кафедрами биохимии и зоологии Ростовского государственного университета. Е этих опытах изучалось влияние на гумусное состояние почв орошения, органических и минеральных удобрений, бурого угля и углегуматов, биологически активных веществ.

Гумусное состояние почв исследовали путем закладки разрезов нг

- б -

типичных элементах рельефа в колхозах, совхозах, госсортоучастках Ростовской области. Отбирались смешанные агрохимические образцы из пахотного" ""слоя" "почв;-"' чтсгпозволилодля этого'наиболее деятельного слоя провести статистический анализ результатов аналитических работ и установить степень достоверности полученных различий. С этой же целью использовались фондовые материалы почвенных и агрохимических обследований земель, проведенных в разные годы институтом ЮЖНШГИП-РОЗЕМ и проектно-изыскательским центром "Ростовский".

Лабораторий-аналитические исследования выполнены автором и под его руководством с использованием общепринятых методов в лабораториях кафедры почвоведения и агрохимии Ростовского государственного университета, кафедры химии почв Московского государственного университета. Математическая обработка экспериментального материала проведена методами корреляционного и дисперсионного анализов (Дмитриев, 1972; Доспехов,1978).

Финансирование исследований проводилось из средств госбюджета, выделяемых на выполнение плановой темы "Разработка теоретических основ и приемов рационального использования земельных ресурсов Нижнего Дона", а также, начиная с 1992 года, по программе "Университеты России".

Основные защищаемые положения

1. Общие географические закономерности гумусообразования в зональных почвах находят подтверждение в условиях южной России. Характерная биоклиматическая обстановка является причиной специфических свойств гумуса черноземов теплой Южно-европейской фации и каштановых почв умеренно-теплой Восточно-Европейской фации -пониженной обугле-роженности и низкой степени бензоидности по сравнению со средними значениями, характеризующими гумус этих типов почв.

2. Бонитировочные работы должны обязательно включать оценку качественного состава гумуса в почвах. С этой целью для черноземов и каштановых почв предлагается использовать содержание щелочнораство-римых (без декальдарования почвы) гумусовых веществ, рассчитывая по их количеству поправочные коэффициенты к баллам бонитета почв.

3. В пахотных почвах Ростовской области наблюдается уменьшение запасов гумуса. Анализ этого явления свидетельствует о том, что потеря гумуса происходит преимущественно за счет выпахащюсти почв.

4. Бурый уголь и удобрения на его основе - экологически чистые я недорогие материалы - могут служить средством восполнения запасов органического вещества в почвах.

Научная новизна и практическая ценность работы:

- впервые выполнено' подробное исследование гумусного состояния

основных типов почв южной России. Установлены и статистически доказаны специфические черты гумусообразования в условиях теплой Южно-Европейской фации;

- обоснована необходимость учета качественного состава гумусг при установлении уровня плодородия почв, предложены поправочные, коэффициенты к баллам бонитета почв на качество гумуса;

- установлены темпы потерь гумуса в почвах Ростовской области, составлена картограмма темпов потерь гумуса для всей области;

- проведено подробное исследование влияния бурого угля и угле-гуматов на гумусное состояние оролаемых черноземов и каштановые почв. Доказана их экологическая безопасность. Обоснованы оптимальные дозы удобрений;

- выполнено исследование влияния на гумусное состояние черноземов и каштановых почв таких перспективных биологически активных веществ как кормовой концентрат лизина и отходы его производства, отходы промышленного производства спирта. Указано на необходимость их использования только совместно с минеральными удобрениями.

Апробация работы. Материалы исследований были доложены на XV Международном конгрессе почвоведов (Акапулько, Мексика, 1994); на VII съезде Всесоюзного общества почвоведоз (Новосибирск,1989); на всесоюзных научных конференциях (Ленинград, 1983, 1986; Москва, 1991); не республиканских научных и научно-производственных конференциях (Рос-тов-на-Дону,1976, 1978; Кишинев, 1983; 1990; Волгоград, 1989; Киев, 1989, 1993); на научных сессиях в РТУ (1980, 1982, 1983,1988, 1989) и региональных конференциях в Новочеркасском инженерно-мелиоратнвноь институте (1990, 1991, 1992, 1993).

Публикации. По теме диссертации опубликована 41 работа, подготовлена и сдана в печать обобщающая монография.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, £ глав, выводов и списка литературы - 420 наименований (в том числе ЗЕ - иностранных авторов). Работа изложена на^лЬ страницах машинописного текста, включает 63 таблицы, 24 рисунка. Даны приложения на ^ страницах, содержащие материалы статистической обработки экспериментальных данных.

Автор глубоко признательна научному консультанту профессору Д. С.Орлову,заслуженному деятелю науки РСФСР профессору Ф.Я. Гавршпо-.ку, профессору П.А. Садименко, профессору В.Ф. , Валькову за постоянную поддержку и внимание к работе, ценные советы и критические замечания. Искренне благодарна доцентам кафедры И.Г. Соборниковой, Г.Г. Клименко, B.C. Крыщенко, В.Д. Коваленко, Д.Н. Сулиме за их консультации и советы при планировании и осуществлении научных исследова-

ний, всем сотрудникам кафедры почвоведения и агрохимии за помощь в проведении экспериментальных и аналитических работ; сотрудникам научных учреждений области профессору И.Н... Лозановской и профессору A.B. Пономаренко, доктору технических наук И.М. Шапошниковой, старшим научным сотрудникам И.А. Луганской и В.И. Степовому, кандидату сельскохозяйственных наук Е.М. Цвылеву за советы и помощь в организации стационарных исследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. ОСОБЕННОСТИ ГУМУСООБРАЗОВАНИЯ В ПОЧВАХ ЮЖНОЙ РОССИИ 1.1. Условия почвообразования и краткая характеристика основных почв

Состав и свойства гумусовых веществ тесно связаны с географическим положением почв и характером факторов почвообразования (Тюрин, 1949; Кононова, 1963; Орлов, 1991)'. Южная Россия включает главным образом две почвенные зоны - степную обыкновенных и .южных черноземов, сухостепную - темно-каштановых и каштановых почв. Степная зона делится на две фации: умеренно-теплую Восточно-Европейскую, почвенный покров которой в основном составляют черноземы южные, и теплую Южно-Европейскую, где господствуют черноземы обыкновенные карбонатные, в литературе известные больше как предкавказские и североприазовские (Атлас Ростовской области,1973).

Работы С.А. Захарова (1939, 1946), И.А. Шульги (1928, 1946), Ф.Я. Гаврилюка (1953, 1955, 1956 и др.), В.Ф. Валькова (1977) посвящены изучению своеобразия почв Предкавказья. Подробно исследованы и почвы каштанового типа (Садименко, 1966). Имеются публикации, отражающие специфику почвообразования в черноземах Восточно-Европейской фации (Цвылев, 1978; Клименко, Крыщенко, 1978; Вальков, Клименко, Крыщенко, 1980). Материалы, подробно обобщающие сведения о генети-ко-диагностических особенностях основных почв региона, дакы в работе Ф.Я.Гаврилюка, В.Ф.Валькова, Г.Г.Клименко (1983).

В диссертации рассмотрены главные генетико-диагностические признаки черноземов и каштановых почв юга России. На примере почв Ростовской области показано, что в полном соответствии с климатическими условиями формирования, наблюдается закономерное изменение их морфологических признаков и химических свойств. Доказывается, что черноземы обыкновенные карбонатные на территории области характеризуются меньшей мощностью А + В и более слабой выраженностью процесса оглинивания. Чем севернее, тем слабее протекает этот процесс, что хорошо видно при сравнении коэффициентов оглинивания в черноземах предкавказском и североприазовском. По совокупности признаков гумус-ное состояние последних имеет общие черты как с черноземами предкав-

казскими, так и с черноземами обыкновенными Восточно-Европейской фации. С.А.Захаров (1946), Ф.Я.Гаврилюк (1962) выделяли эти почвы на уровне самостоятельного подтипа, но позже они были объединены с черноземами предкавказскими в один подтип черноземов обыкновенных карбонатных теплой Южно-Европейской фации. Однако, гумусное состояние этих почв различается весьма существенно, и поэтому, изучая органическое вещество в них, необходимо обязательно указывать с какими именно из черноземов обыкновенных карбонатных ведутся исследования.

2.2. Элементный состав гуминових кислот

Элементный анализ гумусовых кислот является необходимым этапов исследований при изучении гумусного состояния почв. Однако почвы южной России в этом отношении длительное время оставались "белым пятном". Первым подробным исследованием этой характеристики гумуса поч! региона стали работы автора (Безуглова, 1980,1992).

Данные элементного состава гуминовых кислот' и фульвокислот черноземов и каштановой почвы показывают, что содержание углерода в ни> находится в пределах колебаний, указанных Д.С.Орловым (1972), и составляет 56,7 - 50,9 Z для гуминовых кислот и 43,8 - 40,2 % для фульвокислот. Однако, степень обуглероженности гуминовых кислот эти; почв ниже при сравнении с аналогами из других регионов. Гуминовы« кислоты характеризуются преобладанием водорода над углеродом в черноземе предкавказском и каштановой почве. В черноземах южных соотношение меняется в пользу углерода, хотя и остается близким к единиц« (табл.1). Отношения (Н:С)испр., рассчитанные с учетом кислородно! функции по методу, предложенному Д.С.Орловым (1985), близки к предельным уровням отношений Н:С циклопарафинов. Но для гуминовых кислот более вероятна другая модель: сочетание с алифатическими цепям] структур, сходных с ароматическими. Результаты свидетельствуют < преобладании в структуре молекул гуминовых кислот исследуемых поч; алифатических цепей и о наличии ароматических фрагментов. Однако количество последних в гуминовых кислотах черноземов Нижнего Дон, меньше, чем это характерно для черноземного типа в среднем. Расче1 степени бензоидности (а) показал, что содержание фрагментов с шее тичленными бензолоподобными циклами в гуминовых кислотах из Ana черноземов южных составляет 29,9-20,5 Z, в то время как в средне для черноземов характерна более высокая степень бензоидности гумино вых кислот - 32,4 % (Орлов, Барановская, Околелова,1987). В чернозе ме предкавказском этот показатель еще ниже.

По обогащенности азотом выделяется каштановая почва, в которо отношение валовых количеств C:N также наиболее узкое. Отношение С: в гуминовых кислотах показывает, что они беднее азотом, чем сам гу

Таблица 1

Элементный состав гуминовых кислот в черноземах

и каштановых почвах Ростовской области_ ---,-(-

|Го- Содержание элементов, | Атомные отношения 1

|ри- атомные проценты 1-1-.- i 1 w

| зонт i i i -| Н:С| 0: G1 (H:C)|C:N 1

1 1 С 1 t H I i 0 ! N 1 1 1 1 испр. i i i 1 i 1 i

1 i Чернозем обыкновенный карбонатный (предкавказский)

|Апах 39,61 43,9 17,2 |2,2 |1,20| 0,47| 1,83 |16,3 |И.6 1-0,27

| Ап/п 33,4| 39,2 20,4 ]2,0 |1,02| 0,53| 1,73 117,4 119,7 1+0,04

|В1 39,3| 39,6 19,6 Ц,6 11,01| 0,50| 1,68 124,4 124,1 1-0,01

|В2 35,5| 43,3 19,5 |1,7 t1,231 0.55| 1,97 121,0 1 2,4 1-0,12

1 Чернозем южный карбонатный

| Апах 39,6| 39,4 18,5 |2,5 |0,991 0,471 1.62 |15,9 129,9 1-0,06

| Ап/п 38,4| 37,1 22,6 |1,9 |0,971 0,59| 1,76 |20,4 117,1 (+0,21

IB 38,8| 41,4 18,2 {1.6 |1,07| 0,50|.1,74 124,8 |18,8 1-0,13

1 Чернозем южный выщелоченный

| Апах 39.Ц 36,1 23,4 |2,4 |0,92| 0,60| 1,72 116,3 |20,5 1+0,28

|В 41,5| 35,3 21,4 |1,7 10,851 0,52| 1,55 119,4 137,4 1+0,28

i ВС 41,7| 34,6 21,9 |1,8 (0,831 0,63] 1,67 123,7 |25,0 1+0,22

1 Каштановая почва

1 Апах 36,3| 41,1 19,9 |2,7 11,131 0,55) 1.87 114,2 1 8,7 1-0,04

|В1 38,2| 33,7 21,0 |2,1 |1,01| 0,56| 1,76 118,0 117,1 | +0,09

|В2 38,11 38,9 21,2 |1,8 |1,00| 0,56| 1,75 121,0 117,9 1+0,09

мус почв. В профильном распределении азота гуминовых кислот намечается явная тенденция к снижению содержания азота с глубиной как в черноземах, так и в каштановой почве. Вероятно, это объясняется тем, что в верхних горизонтах с растительными остатками поступает гораздо больше азота, чем в нижележащее слои, и в процессе гумификации он "захватывается" гуминовыми кислотами.

Наиболее окисленными являются гуминовые кислоты каштановой почвы и чернозема южного выщелоченного. Расчет степени окисленности (и) гуминовых кислот по Л.С.Орлову (1974) показал, что в пахотных горизонтах изученных почв гуминовые кислоты присутствуют в восстановленном виде. В подпахотных горизонтах они имеют положительный показатель степени окисленности. Далее вниз по профилю в карбонатных почвах показатель степени окисленности вновь приобретает отрицательное значение, а в выщелоченных почвах углерод гуминовых кислот и в ниж-

ней части профиля остается в окисленном виде. Причем, наибольшей степенью окисленности характеризуются гуминовые кислоты чернозема южного выщелоченного. Положительный знак показателя ш в подпахотных горизонтах может свидетельствовать о наиболее благоприятных условиях гумификации на этих глубинах. По-видимому, способствует этому процессу и выщелачивание карбонатов.

Эти выводы подтверждает и графико-статистический анализ по Ван-Кревелену: в гуминовых кислотах подпахотных горизонтов наблюдается потеря групп -СНз. Сравнение гуминовых кислот из черноземов разных подтипов свидетельствует о возрастании роли процессов декар-боксилирования от черноземов южных к чернозему предкавказскому.

О высокой комплексообразующей способности гуминовых кислот из каштановой почвы и глубоких генетических горизонтов черноземов свидетельствует высокая зольность препаратов, обусловленная более развитой периферической частью молекул. На повышенное количество боковых радикалов в молекулах гуминовых кислот из каштановой почвы и •нижних горизонтов черноземов указывают и низкие значения оптическоу плотности, отношения Е4:Еб здесь наибольшие.

Фульвокислоты отличаются от гуминовых кислот как более низкое обуглероженностью, так и повышенной степенью окисленности. В каштановой почве наименьшее содержание углерода характерно для фульвокис-лот пахотного слоя. С глубиной степень их обуглероженности возрастает. В черноземах закономерность обратная, что свидетельствует с меньшем участии ароматических структур в фульвокислотах глубоких гумусовых горизонтов. Отношение С:N в фульвокислотах исследовании} почв уже, чем в гуминовых кислотах. Это говорит о большей обогащен-ности азотом фульвокислот по сравнению с гуминовыми кислотами.

Таким образом, элементный состав гуминовых кислот изученныз почв свидетельствует о меньшей химической "зрелости" гумуса южны: почв. С нарастанием сухости климата в ряду почв от чернозема южноп через чернозем предкавказский к каштановой почве сужается отношегои С:Н, уменьшается степень бензоидности.

1.3. Групповой и фракционный состав гумуса Для определения состава гумуса мы использовали модификацию ме тода И. В. Тюрина,разработанную В. В. Пономаревой, Т. А. Плотниково: (1968), как наиболее полную, лишенную жестких кислотных обработок в то же время сравнительно простую в выполнении.

1.3.1. Особенности качественного состава гумуса почв южной России Первые сведения о качестве перегноя в черноземах Предкавказья его растворимости в воде - встречаются у С.А.Захарова (1906). Систе матическое изучение состава гумуса почв региона было начато горазд

позже Е.В.Рубилиным, Е.В.Сусловой (1953), К.В.Руденской (1959, 1968). Исследования ряда ученых позволили составить довольно целостное" представление качественной стороне"гумусообразования"в почвах южной России и влиянии на этот процесс орошения, внесения минеральных и органических удобрений. (Копейкин, 1963; Фиапшев, 1963, 1980; Трофименко, Кизяков, 1967; Барановская, 1968; Редькин, 1969; Анты-ков, Стомарев, 1970; Копейкин и др., 1973; Орлов и др., 1975; Рязанова, Вигутова, 1975; Грызлов и др., 1975; Безуглова, 1978, 1980, 1982, 1984, 1987; Шапошникова, Листопадов, 1982; Шапошникова, Новиков, _ 1986; Безуглова и др., 1983, 1989, 1990, 1991, 1992, 1993; Ша-маракова, 1989). Математическая обработка как результатов собственных исследований, так и аналитического материала из перечисленных работ, позволила выявить четкие различия между черноземами и каштановыми почвами двух фаций.

Основную часть гумуса черноземов Предкавказья - 49-55% - составляет негидролизуемый остаток (табл.2). Изучение опубликованных ■данных по фракщюнно-групповому составу гумуса убеждает, что в почвах этого региона, по сравнению с соответствующими подтипами черноземов Украины и Молдавии, также относящихся к Южно-Европейской фации, наблюдается пониженное содержание гуминовых кислот и повышенное негидролизуемого остатка и высокое содержание гуминов можно отметить, как характерную особенность черноземов Предкавказья. Наибольшее количество гуминовых кислот и наименьшее остатка обнаруживается в гумусе черноземов выщелоченных.

Черноземы Восточно-Европейской фации отличаются заметно более высоким содержанием гуминовых кислот и соответственно более низким участием нерастворимого остатка в составе гумуса. Содержание гуминовых кислот в пахотном слое более чем в два раза превышает содержание фульвокислот. Гумус приобретает гуматно-фульватный характер в гор. В2 (чернозем обыкновенный) или ВС (чернозем южный). Отчетливо проявляется накопление гуминовых кислот в гор.Ап/пах (или В) за счет относительного увеличения в их составе гуматов кальция и гуминовых кислот, связанных с устойчивыми полутораокисями и глинистыми минералами. Для накопления фракций ГК-2 и ГК-3 на этих глубинах немаловажное значение, по-видимому, имеет то, что именно здесь происходит накопление ила, а также относительное увеличение смектитовой фазы в минералогическом составе илистой фракции, о чем свидетельствует коэффициент аккумуляции монтмориллонита, всегда более высокий в горизонте В, чем в вышележащей толще (Крьпценко, Безуглова, 1978). Монт-юриллонит характеризуется высокой величиной поглощения гуматов, фичем преимущественно темноокрашенных их компонентов. Оптическая

Таблица 2

Состав гумуса черноземов и каштановых почв южной России

I-;-;—1-1-1-1-1-[-1-г

Почвы | Гори-| Коли-|Сорг. | | | Сгк|

-,-1 зонт |чество| % ) ГК ) ФК | Гм ) -

Тип | Подтип | |разре-| |-1-1-1 Сфк

| | | зов | к Собщ.почвы |

Черноземы

Каштановые

Черноземы

Каштановые

Теплая Южно-Европейская фация

|Обыкновен- Апах 25 |2,69 128,9 18,2 | 52,9 |1,59|

ные карбо- А 33 |1,99 |26,2 18,5 | 55,3 |1,421

I натные В 16 11,32 |25,2 21,5 | 53,3 |1.17|

ВС 3 10,67 119,7 21,8 | 58,5 |0,901

I Типичные •Апах 9 12,79 133,2 18,4 | 46,9 |1.76|

А 13 11,73 |32,1 19,4 | 48,5 |1,65|

В 13 11.16 |32,5 22,1 1 45,4 11,471

ВС 6 10,64 128,2 27,5 | 44,3 |1,03]

|Выщело- Апах 8 |4,Об 136,2 20,7 | 43,1 |1.75|

|ченные А 8 12,15 |37,2 21,5 | 41,3 11,73|

В 3 11,61 132,4 19,4 | 48,2 |1,67|

|Темно- Апах 8 11,92 126,7 19,5 | 53,8 |1.35|

|каштановые В 8 11,11 122,7 19,4 | 53,9 |1,21|

ВС' 5 |0,85 118,4 22,0 | 59,6 |0,80|

|Каштановые Апах 9 11,69 |25,8 16,8 | 57,4 |1.58|

В 9 11,09 123,4 19,8 | 56,8 11,141

|Светло- А 8 11,11 124,2 21,6 | 54,2 |1.16|

|каштановые В 7 Ю,70 122,4 20,5 | 57,1 |1.19|

Умеренно- теплая Восточно-Европейская фация

|Обыкно- Апах 4 |3,30 142,3 20,5 | 37,2 |2,0б|

венные А 4 |2,53 146,0 23,5 | 30,5 |1,96|

|Южные Апах 11 12,91 135,5 16,0 | 48,5 |2,22|

А 11 12,51 137,4 17,2 | 45,4 12,17|

В 6 11,29 135,5 16,6 | 47,9 12,13|

|Каштано- А 8 11,46 ¡32,1 26,6 | 41,3 |1,22|

вые В 8 11,27 119,8 30,3 | 49,8 10,67)

плотность ГК-2 и ГК-3 на этих глубинах наибольшая, что подтверждает аккумуляцию наиболее темноокрашенных компонентов гуминовых кислот I средней части профиля.

Для черноземов теплой Южно-Европейской фации характерно образование гумуса фульватно-гуматного типа - Сгк:Сфк = 1,17 - 1,79. Повышенная интенсивность биологического превращения^ органических, остатков - основная причина заметного участия фульвокислот в составе гумуса этих почв. В черноземах, типичных а выщелоченных гуминовыэ кислоты превалируют над фульвокислотами по всему гумусовому профилю.' В пограничном между двумя фациями подтипе - черноземах обыкновенных карбонатных (предкавказских и североприазовских)- не только самая низкая степень гумификации гумуса, но и "точка" пересечения кривых, характеризующих распределение гуминовых кислот и фульвокислот, лежит гораздо выше: последние начинают преобладать над ГК уже в гор.В. Вниз по профилю гуминовые кислоты плавно убывают, не образуя характерного для черноземов Восточно-Европейской фации "наплыва" в горизонтах А, В.

Таким образом, можно констатировать, что в черноземах по мере продвижения с севера на юг снижаются степень и глубина гумификации •органического вещества в верхнем наиболее гумусированном слое; горизонт, на который приходится точка перехода отношения Сгк.-Сфк через единицу постепенно приближается к поверхности почвы и достигает минимума в черноземах предкавказских. Ксшее, в черноземах типичных и выщелоченных, наблюдается увеличение степени гумификации органического вещества в верхнем гумусовом слое и более глубокое проникновение гуминовых кислот по профилю почвы.

Расчет достоверности различий в групповом составе гумуса между подтипами черноземов показал, что содержание гуминовых кислот в гумусе черноземов южной России можно считать подтиповым признаком, поскольку только два географически граничащих подтипа - выщелоченные и типичные - не тлеют существенных различий по этому признаку. То же можно сказать и по содержанию нерастворимого остатка. Отношением Сгк:Сфк чернозема внутри фаций разнятся мало и достоверные различия здесь не установлены. Критерий достоверности разницы по отношению Сгк:Сфк между черноземами Южно-Европейской и черноземами Восточно-Европейской фаций составил 2,87. Это с высокой степенью доверительной вероятности доказывает существование различий в составе гумуса черноземов этих фаций.

Математическая обработка данных группового состава гумуса каштановых почв также выявила четкие различия в составе гумуса умеренной Восточно-Европейской фации (Ростовская область) и теплой Южно-Европейской фации (Краснодарский и Ставропольский края). В подтипах каштановых почв теплой фации гумус имеет фульватно-гуматный характер в горизонтах А и В. Более продолжительный теплый период и

большее, количество осадков в сравнении с районами распространения каштановых почв в Ростовской области обеспечивают у каштановых почв теплой фации накопление более высоких запасов гумуса, постепенное убывание гумуса с глубиной, плавное уменьшение величины Сгк.-Сфк вниз по профилю, что сближает эти каштановые почвы с черноземами.

В-каштановых почвах Ростовской области заметно выше участие гу-миновых кислот и фульвокислот и ниже доля нерастворимого остатка в составе гумуса. Но сразу, же за пределами пахотного слоя, резка уменьшается величина отношения Сгк:Сфк и гумус приобретает гуматно-фуль-ватный характер.• С достоверностью 0,999 можно говорить о заметно большем участии фульвокислот в составе гумуса каштановых почв Восточно-Европейской фации.

1.4.2. Фракционно-групповой состав гумуса илистой части черноземов

Исследованиями ряда ученых установлена особо важная, возрастающая с глубиной, роль илистой фракции почв в закреплении гумуса (Тю-ремнов, Казинцев, 1929; Захаров, 1931; Рубилин, Суслова, 1953; Ко-■пейкин, 1963; "Грати, Синкевич, Клещ, 1965; Трофименко, Кизяков, 1967). Поэтому определение состава гумуса илистой части почвы при изучении особенностей гумусообразования представляет определенный интерес. Нами исследовались чернозем обыкновенный карбонатный (пред-кавказский) из Краснодарского края и чернозем обыкновенный из Ростовской области. Выделение ила проводилось по Н.И. Горбунову (1963).

В черноземе предкавказском степень концентрации гумуса в иле с глубиной постепенно увеличивается, в черноземе обыкновенном она остается практически одинаковой во всех горизонтах, составляя около половины валового содержания гумуса в почве. И только в материнской породе почти весь гумус сосредоточен в илистой фракции.

По групповому составу гумус, сосредоточенный в иле, заметно отличается от валового гумуса почвы. Фульватно-гуматный состав гумуса характерен для ила по всему профилю предкавказского чернозема, в обыкновенном черноземе фульвокислоты начинают преобладать над гуми-новыми кислотами в гор. ВС и С, но не так сильно, как в гумусе всей почвенной массы этих горизонтов. Характерно невысокое содержание гу-мина в иле исследуемых почв, особенно в обыкновенном черноземе. Отмечено и резкое уменьшение углерода гумина вниз по профилю почвы. В гор. ВС и С негидролизуемый остаток гумуса ила составляет всего 2 7. от общего углерода илистой фракции. Возможно) это связано с тем, что в процессе выделения ила часть негидролизуемого остатка переходит в группу гуминовых кислот.Пересчет данных в проценты от содержания гумуса в соответствующих группах и фракциях почвы (по Валькову, Кры-щенко, 1981) показывает очень большой выход гуминовых кислот:

39,8-72,4. 7. в пахотном слое и 130 - 175 Z в нижней части профиля, т.е. в иле гор. ВС и С содержание гуминовых кислот в 1,3-2 раза пре-вьппает их количество в почве.~ Происходит это за счет частичного перехода негидролизуемого остатка и, возможно, фульвокислот, в группу гуминовых кислот.

Внутри групп также заметно перераспределение между фракциями: выход ГК-3 в иле составляет 4 - 60 % от соответствующей фракции в почве, а суммарное содержание ГК-1 и ГК-2 превышает во многих горизонтах 100 7., достигая максимума в материнской породе. Интересно также значительное увеличение выхода кислоторастворимой фракции (ФК-la) по всему профилю. Прочность связи гуминовых веществ с минеральной частью почвы в черноземе предкавказском значительно выше, чем в черноземе обыкновенном. Если в условиях теплой Южно-Европейской фации 33,7 - 71,4 % гуминов находятся в состоянии прочного закрепления их минеральной частью, причем вниз по профилю их количество возрастает, то в черноземе обыкновенном - умеренно-теплая Восточ-■но-Европейская фация - доля таких соединений гумуса снижается до 26,1 - 4,2 7. и наиболее низкое содержание их отмечено в горизонтах ВС и С. Это связано с различиями в гидротермических условиях этих фаций. Более высокое количество осадков в Краснодарском крае, более глубокое промачивание почвы весной и осенью, отсутствие промораживания ее в зимний период - все это способствует практически непрерывному в течение года протеканию процессов гумусообразования и прочному закреплению части гуминовых веществ глинистыми минералами.

Необходимо отметить, что повышенный "выход" гумуса при определении его в илистой части почв обнаружен нами и при пересчете аналитических данных, приведенных в работах вышеперечисленных авторов. Наши расчеты показали, что во всех почвах, исследованных ими, крсмэ выщелоченного чернозема, суммарный выход гумуса по гранулометрическим фракциям превышает валовое содержание его в почве. Это убеждает в возможности перераспределения гумуса ила по группам и фракциям в процессе его выделения из почвы.

1.4.3. Степень гумификации в черноземах южных на разных почвообрааунщих породах

Гумусообразование - формирование системы гумусовых веществ, проходящее ряд стадий и состоящее из ряда элементарных процессов, основным среди которых является гумификация. Пути гумификации исследуются многими авторами, как в нашей стране, так и за рубежом (Кононова,1963; Фокин,1975; Орлов,1977; Александрова,1970, 1980; Дергаче-ва, 1984; Гришина, 1986; Дюшофур, 1972). Гумификация совершается в определенных условиях природной среды. В связи с разнообразием этих

условий конечные продукты гумификации также не одинаковы.

Интенсивность гумификации в почве можно оценить, используя различные показатели. Наиболее распространенный - определение степени глубины'гумификации (Орлов, Гришина, 1981). Мы применили для оценки степени гумификации в южных черноземах, сформированных на разных материнских. породах метод Шпрингера (БЬрг1пеег, 1938), по которому в качестве зкстрагента негумифицированных гумусовых веществ (условно называемых далее "детрит") используется смесь уксусного ангидрида, ледяной уксусной кислоты и- концентрированной серной кислоты. Соотнеся общее количество гумуса, определенное в почве методом Тюрина до

Таблица 3

Содержание гумуса и степень его гумификации в черноземах южных, %

1 1 1 Род, вид, 1 Гори- 1 Глубина, | 1 Гумус | "Дет- 1 Степень|

|разновидность | зонт см Н 1 -1 рит" гумифи-1

|разряд почвы | 1 1 I* | II** | | кации |

|карбонатный | Апах 0- 1 28 | 3,02 | 2,49 | 0,53 82,4 |

|среднемощный | В1 30- 40 | 1,65 | 1.33 | 0,32 81,2 |

|среднесуглинис-1 В2 50- 60 | 1,52 | 1.29 | 0,23 85,4 |

|тый на желто- | ВС 70- 80 | 0,81 | 0,74 | 0,07 91,5 |

|бурых суглинках | С 100- 110 | 1 0,72 | 0,72 | 1 нет 100,0 |

|карбонатный | Апах 0- 1 30 | 4,35 | 1 2,95 | 1,40 68,1 |

|среднемощный . | Ап/пах 30- 40 | 3,15 | 2.21 | 0,94 69,9 |

|легкоглинис- | В1 50- 60 | 2,22 | 1.59 | 0,63 71,3 |

|тый на желто- | В2 65- 75 | 1.74 | 1.21 | 0,53 69,3 |

|бурых глинах | С 80- 90 | ■ 0,70 | 0.64 | 1 0,06 92,6 |

|выщелоченный | Апах 0- 1 30 | 2,31 | 1 1,44 | 0,87 62,7 |

|маломощный | В1 30- 40 | 1.87 | 1.32 | 0,55 70,6 |

|тяжелосуглинис-1 В2 40- 50 | 1.52 | 0.95 | 0,57 62,5 |

|тый на серо- | ВС . 60- 70 | 1.18 | 0,72 | 0,46 61,3 |

|зеленых глинах | С1 85- 95 | 0,99 | 0,60 | 0,39 94,8 |

С2 100- 110 | 0.74 | 0,13 | 0,60 62,8 |

¡Примечание: I* - гумус в почве; II** - гумус после извле- |

|чения негумифицированных органических остатков | по Шпрингеру |

удаления детрита, с количеством гумуса после удаления детрита, можно получить информацию о степени гумификации гумуса.

На близких по генезису желто-бурых глинах и суглинках облегче-

ние гранулометрического состава приводит к снижению содержания гумуса в черноземах южных, причем не только в гор. Апах, но и по всему профилю (табл.3). Наиболее низкой гумусированностью отличается почва, сформировавшаяся на серо-зеленых глинах, подстилаемых элювием мергеля.

Различна и степень гумификации гумуса в этих почвах. Общей закономерностью является возрастание степени гумификации с глубиной. Этот показатель гораздо выше в более легкой по гранулометрическому составу почве - черноземе южном, сформировавшемся на желто-бурых суглинках, характеризующемся плавным увеличением степени гумификации вплоть до гор.С, где она составляет 100 X. Степень гумификации гумуса в черноземах южных на глинах примерно одинаковая. Вероятно, глины связывают на своей поверхности часть негумифицировавшихся органических соединений и поэтому степень гумификации здесь не достигает 100%, как в суглинках. Интересны данные по гор.С2 в черноземе южном на серо-зеленой глине. Степень гумификации органического вещества в •слое элювия мергеля резко падает. По-видимому, это связано с химическим составом породы и косвенно свидетельствует в пользу вывода о передвижении прогумусовых веществ вниз по профилю, их постепенной трансформации и закреплении в ходе этого перемещения. Там же, где состав породы не способствует процессу гумификации, детрит дольше сохраняется в полугумифицированном состоянии, и степень гумификации органического вещества остается пониженной.

1.4.4. Влияние мочаристого процесса на качественный состав гумуса

В пределах восточных отрогов Донецкого кряжа, то есть в северо-западной и приазовской зонах Ростовской области, среди черноземов распространены мочары - избыточно увлажненные почвы склонов. Встречаются они и на Украине, в Молдавии, в Краснодарском крае.

Мочаристые почвы привлекают все большее внимание ученых. Е.В.Яровенко (1989), О.Г.Назаренко (1991) исследовали генезис и свойства этих почв на Украине и в Ростовской области. Разработаны и опубликованы рекомендации по мелиорации мочаристых почв Ростовской области (1988). Появились работы, посвященные исследованию гумусного состояния мочаров (Везуглова и др., 1991; Ильина, 1992).

Мочаристые почвы несколько более гумусированы по сравнению с окружающими их зональными черноземами. Содержание гумуса в гор. А составляет в среднем 5,0 - 5,5%, но с глубиной резко снижается. Среди эродированных почв могут формироваться мочары с более низким содержанием гумуса - 2,3 - 3,4%, но отмеченная закономерность остается: степень их гумусированности оказывается выше, чем в окружающих пятно почвах на 0,6 - 0,9%. Вариационно-статистический анализ данных

по общему углероду подтвердил высокую степень дострверности разницы,

В составе гумуса мочаристой почвы содержится значительно больше воднорастворимых компонентов. Если в черноземе североприазовском их доля составила 0,05-0,08 X от Собщ. в слое 0-25 и 0,02-0,05 % от Собщ. в слое 25-50 см, то в мочаристых почвах эти показатели соответственно равны 0,15-0,19 X и 0,21-0,28 %.

В гумусе мочаристой почвы заметно ниже, чем в черноземе, доля негидролизуемого остатка и значительно выше участие фульвокислот. Абсолютное содержание их в верхнем слое мочаристой почвы (0,48 %) в два раза выше, чем в черноземе (0,24 X). В относительных процентах увеличение суммарного количества фульвокислот вниз по профилю в мочаристой почве более значительно. Содержание гуминовых кислот в сравниваемых почвах примерно одинаковое, но в их фракционном составе отличия имеются.' Возрастает доля фракции ГК-3, при одновременном значительном увеличении полимерно связанных с ними фульвокислот. По-видимому, это обусловлено трансформационными превращениями слоис-•тых силикатов, 'вызванными мочаристым процессом (Назаренко, 1991). И хотя тип гумуса в гор. А остается фульватно-гуматным, но отношение Сгк:Сфк заметно сужается. Вниз по профилю наблюдается резкое изменение соотношения между группами ГК и ФК, последние начинают преобладать уже с глубины 20 см. О росте алифатических структур в молекулах-гуминовых кислот мочаристой почвы свидетельствует значительный (в 2 - 3 раза) рост величины коэффициента цветности.

Отмеченные изменения в гумусном состоянии мочаров обусловлены прежде всего их гидроморфизмом, поэтому в целях мелиорации рекомендуют применять такие мероприятия, как кротование и щелевание на глубину 50 см (Калиниченко, Бондаренко, 1989). Наши исследования показали, что плантажная вспашка и посев бобовых трав способствовали увеличению содержания гумуса в эродированном черноземе на 0,2-0,45%. В мочаристой почве аэрирование ее за счет плантажной вспашки привело к активизации окислительных процессов, часть гумуса минерализовалась и общее содержание его в слое 0-50 см уменьшилось на 0,55 %. Состав гумуса и в черноземе и в мочаристой почве к осени изменялся в благоприятную сторону. Отношение Сгк:Сфк возросло в слое 0-25 см до 1,6 в черноземе и 1,2 в мочаристой почве. В составе гумуса чернозема увеличилась доля негидролизуемого остатка, особенно на варианте с • эспарцетом. Это, наряду с увеличением доли фракции ГК-3 и уменьшением фракции ГК-1, свидетельствует о накоплении наиболее устойчивых форм гумусовых веществ. В мочаристой почве, напротив, содержание негидролизуемого остатка уменьшается, но растет суммарное количество гуминовых кислот. Обнадеживает значительное увеличение в составе гу-

миновых кислот мелиорированной мочаристой почвы гуматов кальция. Резко увеличивается и содержание ГК-3, что указывает на возможность благоприятных изменений в структурном состоянии почвы и ее водно-физических свойствах.

1.4.5. Влияние солонцового процесса на гумусное состояние каштановых почв

Известно, что присутствие в солонцах обменного натрия при повышенном содержании магния является причиной образования высокодисперсных растворов гуматов натрия и магния, оказывающих пептизирущее действие на коллоидную часть почвы (Гедройц, 1926; Кононова, 1940,1946; Тюрин, 1965; Барановская, 1955; Убогов, 1984).

Мы исследовали каштановые почвы всех трех подтипов (обычные и в разной степени солонцеватые) и солонца. Содержание гумуса в пахотном слое этих почв закономерно уменьшается по мере нарастания солонцева-тости и в солонце запасы гумуса почти в 2 раза ниже, чем в каштановой почве.

Во всех пОчвах каштанового комплекса преобладающей группой гумусовых кислот в пахотном горизонте являются гуминовые кислоты. Тип гумуса фульватно-гуматный, но уже в подпахотном горизонте состав его меняется на гуматно-фульватный в каштановых почвах и фульватный в солонце. В составе гумуса каштановой солонцеватой почвы и солонца в гор. В начинают преобладать самые устойчивые формы гумусовых веществ - гумины, и это свидетельствует о связывании гумусовых соединений минеральной частью почвы. Закрепление, по-видимому, происходит следующим образом: натрий, оказывая диспергирующее действие на глинистые минералы и органическое вещество почвы, тем самым способствует увеличению прочносвязанных с минеральной частью форм гумуса. Способствует этому и структура гумусовых молекул, характеризующаяся повышенным количеством боковых радикалов.

• По мере увеличения степени солонцеватости в составе гумуса возрастает доля кислотнорастворимой части: относительное содержание фракции 1а изменяется от 2,4-4,9% в каштановой почве до 6,3-14,9 % в солонце. Содержание бурых гуминовых кислот - ГК-1 - уменьшается от каштановой почвы к солонцу. Суммарное количество пептизирующихся гумусовых веществ, определенных по методу М.М. Годлина'(1953), уменьшается от темно-каштановой и каштановой почв к светло-каштановой и солонцу. Наблюдается также уменьшение доли пептизирующихся гумусовых веществ в составе гумуса вниз по профилю почв. Такое распределение мы объясняем увеличением доли натрия в составе почвенно-поглощающего комплекса с глубиной и утяжелением гранулометрического состава, что обуславливает образование труднорастворимых соединений.

2. РОЛЬ ГУМУСА В ПЛОДОРОДИИ ЧЕРНОЗЕМОВ И КАШТАНОВЫХ ПОЧВ 2.1.Органическое вещество - источник элементов питания для растений

По сложившимся ¡с настоящему времени представлениям роль гумусовых веществ в минеральном питании- растений заключается' в аккумуляции азота и зольных элементов, которые высвобождаются во время минерализации гумуса и таким образом становятся доступными для растений. Дан подробный обзор литературы по этому вопросу. Из обзора следует, что группы гумусовых веществ играют не равнозначные роли в создании почвенного плодородия. Наиболее доступными для растений оказываются азот, фосфор и сера, связанные с фульвокислотами почвенного гумуса.

Наши исследования показали, что в почвах южной России значительная доля азота находится в малоподвижном, недоступном для растений состоянии. В черноземе обыкновенном карбонатном (предкавказском) на долю азота щелочной вытяжки приходится только 6-8 % от его валового содержания. В черноземе южном - 9-13 %, в каштановой почве -10-17 %. Отношение С:N оказывается более узким в щелочной вытяжке из чернозема обыкновенного карбонатного (предкавказского), чем из чернозема южного. Однако, наиболее богаты азотом бурые гуминовые кислоты каштановой почвы, что объясняется наличием натрия в почвенном поглощающем комплексе и повышенной дисперсностью их органического вещества, в том числе и азотистых соединений. Отмечена следующая закономерность: чем больше в почве подвижных гумусовых кислот, тем больше и относительное содержание фульвокислот в их составе и тем выше доля азота, связанного с ними.

2.2. Физиологическая активность гумуса

Стимулирующее влияние органических веществ почвы на рост и развитие растений доказано многочисленными опытами как отечественных, так и зарубежных исследователей. Обстоятельные обзоры работ по этой проблеме сделаны в трудах И.В.Тюрина (1937), С.Ваксмана (1937), Л.А.Христевой (1951), М.М.Кононовой (1951,1963), И.В.Александровой (1972), С.А.Алиева (1988). Опыты по выявлению влияния гуминовых веществ на растения проводились в различных условиях, с разными культурами и с гумусовыми веществами различного происхождения. Однако неизменно отмечалось положительное влияние малых концентраций гумусовых веществ: повышение уровня и качества урожая, снижение отрицательного воздействия неблагоприятных факторов среды.

Гуминовые вещества оказывают стимулирующее влияние на процессы жизнедеятельности микроорганизмов (Кудрина, 1951; Александрова, 1953; Рыбалкина, 1958; Мирошниченко, 1962; Горовая и др., 1977; Кравцова и др., 1980). Наши исследования показали, что внесение бурого угля в темно-каштановую почву способствует увеличен™ числен-

- El -

ности сапрофитных бактерий и актиномицетов. Положительно отзывались на это-удобрение и представители рода АгсЛоЬа^ег. Микроскопические грибы, напротив, угнетались при внесении в почву этого вида гумино-вого удобрения, их численность заметно снижалась независимо от дозы углегуматов. Полученные различия в численности микроорганизмов по группам актиномицетов и микроскопических грибов статистически значимы с уровнем доверительной вероятности 0,9 и выше. По группе сапрофитных бактерий различия с контролем статистически не достоверны.

Возможно, что в почвенной среде положительное действие гумино-вых веществ проявляется прежде всего опосредованно: через микроорганизмы. Большинство опытов, описание которых встречается в литературе, проводилось в нестерильных условиях, а следовательно не исключено участие микроорганизмов в процессах трансформации гумусовых веществ в прикорневой зоне и непосредственно на поверхности корней. Вероятно и активное поведение в этих процессах самих растений через расщепление гумусовых соединений посредством ферментативных систем. Именно об этом свидетельствует повышение каталазной активности чернозема североприазовского при внесении гумиковых удобрений (рис.1).

По вопросу о влиянии на растения гумусовых кислот, выделенных из различных объектов, существуют противоречивые сведения (Христева, 1953} long, Richmond, 1976; Кононова, Панкова, 1950; Сумина, 1977; Горовая,1993). Наши исследования показали, что гуминовые кислоты, выделенные из разных почв, обладают неодинаковой физиологической активностью.

X .

/1

Рис.1. Влияние гуми-нового удобрения на каталазную активность чернозема обыкновенного карбонатного (североприазовского)

К 1 2 4 в

аозы,туга

В вегетационных опытах проростки кукурузы и пшеницы выращивали на питательной смеси Гельригеля, как полной, так и с исключениями из раствора фосфора или железа с добавлением свежеосажденных и отдиали-зованных растворов гуминовых кислот из чернозема североприазовского и каштановой почвы. На полной питательной смеси эффект от добавок гуминовых кислот не наблюдался независимо ни от источника гуминовой кислоты, ни от тага, какая фракция вносилась в питательную смесь. На питательной смеси без фосфора наибольшая прибавка сухой массы (10-ти дневные проростки) и наилучшее состояние зеленых растений наблюдалось на варианте с концентрацией гуминовых кислот 0,005 % по углероду и в дальнейших экспериментах использовалась именно эта концентрация гуминовых кислот. Результаты свидетельствуют, что добавление гуминовых кислот к питательной смеси без фосфора снижает отрицательный эффект от отсутствия фосфора и несбалансированности элементов питания в растворе. В листьях проростков кукурузы наблюдается повышенное содержание фосфора по сравнению с контролем. Но полного возмещения фосфора не происходит. В условиях железистого голодания также отмечена частичная компенсация недостатка железа в растворе, но в меньшей степени, чем при нехватке фосфора.

Опыты с выделенными фракциями гуминовых кислот показали более высокую активность ГК-1 по сравнению с ГК-2 как в черноземах, так и в каштановой почве. Бурые гуминовые кислоты из чернозема оказались менее активными, чем эти же формы гумуса из каштановой почвы. Более высокая физиологическая активность характерна и для фульвокислот по сравнению с гуминовыми кислотами из этих же почв (Безуглова, 1980).

Эти опыты свидетельствуют о том, что хотя любые гумусовые соединения оказывают стимулирующее воздействие на растения, развивающиеся в неблагоприятных условиях,однако, для получения высокоэффективных препаратов предпочтительнее субстраты, в которых гуминовые кислоты находятся в более активной форме.

Итак, гуминовые кислоты , фульвокислоты и их соли оказывают активизирующее действие на рост и развитие растений несмотря на то, что с гуминовыми удобрениями вносится в сотни, а то и в тысячи раз меньше того количества гумусовых веществ, которое накопилось в ней за тысячелетний процесс почвообразования. Нам представляется возможным следующее объяснение причин этого явления. Гуминовые вещества вносятся в почву обычно в активной форме. Это хорошо растворимые соединения типа гуматов натрия, аммония, калия. Активация гумусовых веществ происходит в ходе приготовления гуминовых препаратов, сопровождающегося изменением конформации их молекул, высвобождением функциональных групп, распадом наиболее высокомолекулярных фракций на

составляющие фрагменты с меньшим молекулярным весом, частичным окислением с накоплением карбонильных групп, и увеличением, концентрации парамагнитных центров (Ильин-, Глебова, Орлов, 19737. В почве "для растений такие активированные гумусовые вещества как бы тренируют те механизмы, которые позволят растению получить максимально возможную пользу от почвенного органического вещества. Такое понимание роли гуминовых удобрений позволяет перенести акцент во взаимоотношениях гумус - растение именно на. растение. И витаминоподобная роль гуминовых соединений, и участие их в процессах дыхания, фотосинтеза, питания, установленные исследователями, возможны только при активном регулировании этих процессов растительным организмом. Для ускорения проявления этого регулирования необходимо вносить в почву небольшие количества гумусовых веществ в активной форме.

2.3. Роль гумуса в формировании почвенной структуры

Плодородие почв, их противоэрозионная устойчивость во многом зависят от состояния их структуры. Поэтому вопросам генезиса структуры, ее влияния на свойства и плодородие почвы уделялось всегда большое внимание. В образовании почвенной структуры важную роль играют клеющие вещества: гумус, гидрооксиды железа и алюминия (Савви-нов, 1931; Высоцкий, 1933; Соколовский, 1933; Антипов-Каратаев и др., 1935,1948; Вильяме, 1935; Качинский и др., 1950; Келлерман,1959; Хан, 1969; Тэйт.1991).

Немаловажен для процесса структурообразования и состав органического вещества почвы. Участие гуминовых кислот в структурообразо-вании не вызывает сомнения (Хан,1Э69; Edwards, Bremner, 1957). Неспецифические органические соединения, так же как и фульвокислоты, не эказывают структурообразующего действия (Хан, 1969). Однако ряд исследователей (Tisdall, Ods, 1982; Cairo, Lopez, Cabrero, 1985) показали роль в этих процессах целлюлозы и других неспецифических полисахаридов.

На черноземе обыкновенном карбонатном (североприазовском) мало-^умусном тяжелосуглинистом в пахотном слое было проведено исследова-ше структурных и гумусных характеристик почвы. Показатели структур-юго состояния (сухое и мокрое просеивание по методу Саввинова) и ■•умусного состояния (общий углерод по Тюрину, фракционно-групповой юстав гумуса, количество воднорастворимого гумуса, содержание угле-юдов по Дюбуа) изучали в динамике на протяжении 1990 - 1992 г.г. год люцерной. Для установления коррелятивной зависимости использова-юсь общее количество водопрочных агрегатов (ВА), т.е. отдельностей >азмером более 0,25 мм, сохранившихся после мокрого просеивания.

Величины коэффициента корреляции между ВА и общим содержанием

гумуса свидетельствуют об отсутствии связи между этими показателями. Значимые положительные связи с 5 % уровнем доверительной вероятности установлены только между ВА и содержанием гуминовых кислот первой фракции,' а также между ВА и количеством воднорастворимого гумуса. Однако корреляция умеренная либо слабая. В литературе встречаются сведения о наличии тесных коррелятивных связей между ВА и показателями гумусного состояния (Chaney, Swift, 1984). Возможно, что установленный нами факт слабого коррелирования структурного состояния почвы с качественным составом гумуса объясняется низкой гумусирован-ностью исследуемого чернозема и малым размахом сезонных колебаний: содержание гумуса в пахотном горизонте колебалось от 2,11 до 2,37 %. Такое низкое содержание гумуса связано с сильной выпаханностыо почвы и в формировании структуры в этих условиях решающее значение приобретают, вероятно, другие факторы. В частности погодные условия вегетационного сезона, так как известно, что периодическое увлажнение и высыхание почвы способствует распаду ее на структурные отдельности, а также поглощению гуматов минеральной частью почвы (Дегтярев,1984).

Интересные выводы были получены при статистической обработке результатов за разные по степени увлажненности годы. В засушливый 1991 год (сумма осадков за вегетационный сезон составила всего 349 мм) осенью наблюдалось заметное ухудшение структурного состояния: коэффициент структурности уменьшился с 3,8 в апреле до 2,5 в сентябре. Произошло это как за счет распыления структуры, так и, в основном, за счёт увеличения глыбистости. При этом в сентябре обнаруживается прямая коррелятивная зависимость ВА от общего содержания гумуса (г = +0,701), количества ГК-1 (г = +0,512) и общего количества углеводов (г = +0,501). Эти корреляции значимы на 5 % уровне. Таким образом, можно сделать вывод, что в засушливый год сохранению наиболее ценных водопрочных агрегатов способствуют более высокий уровень гу-мусированности, повышенное содержание бурых гуминовых кислот в составе гумуса и углеводы.

Во влажный год (сумма осадков за вегетационный период в 1992 году составила 563 мм) величина коэффициента структурности отличалась устойчивостью: в апреле - 3,7, июле - 3,9, сентябре - 3,6, т.е. при благоприятном увлажнении не наблюдается такого резкого ухудшения структурности, как в засушливый год. При этом значимая коррелятивная связь отмечена между ВА и содержанием гуминов (г = +0,520), ВА и ГК-3 (г= -0,651). В целом в условиях влажного вегетационного сезона наблюдается более стабильное состояние структурных агрегатов и их зависимость от гумусного состояния почвы слабее.

Коэффициент водопрочности структуры тесно коррелировал с коли-

чеством воднорастворимого гумуса (г = +0,898) и углеводов (г =+0,929). Это свидетельствует о важности таких высокомобильных соединений как углеводы в формировании, агрегатов. Однако устойчивость этих новообразованных отдельностей не велика. К аналогичным выводам пришли Тисдейл и Оде (Изс}а11, 0ас1з, 1982), установившие, что углеводы типа глюкозы вызывают быстрое нарастание агрегированности почвы, однако эта структура не устойчива и быстро разрушается.

2.4. Значение гумуса для бонитировки почв

Наличие тесной связи между гумусом и другими свойствами почв позволило сделать очень важный для целей бонитировки вывод: гумус является интегральным показателем плодородия почв и такие составляющие как мощность гумусовых горизонтов, содержание гумуса и его запасы выступают в качестве ведущих диагностических признаков. Важно также, что эти природные свойства почв являются относительно устойчивыми во времени и тесно коррелируют с урожайностью сельскохозяйственных культур (Кулаковская, 1965; Соболев, 1968; Лупинович и •др.,1968; ВостоКова, 1968; Тюменцев,1972; Гаврилюк и др.,1976).

На выпаханных почвах, при низких уровнях гумусированности большое значение приобретает качественный состав гумуса. Гумус, отратля плодородие, неодинаково преломляется в величине урожая у разных почв (Благовидов, 1960; Гаврилюк, Вальков, 1972). Исследования по бонитировке почв Предкавказья выявили, что наиболее эффективно гумус влияет на плодородие в каштановых почвах и южных черноземах, т.е. там, где его содержится меньше (Гаврилюк, Вальков, Клименко, 1976). Авторами было сделано предположение, что качественный состав гумуса различных почв по-разному отражается на урожайности.

Изучение качественного состава гумуса в почвах Ростовской области позволило нам сделать вывод о большей доступности гумуса в каштановой почве, чем в черноземах:

- анализ элементного состава гуминовых кислот и фульвокислот, выделенных из чернозема обыкновенного карбонатного (предкавказско-го), чернозема южного и каштановой почвы, показал, что гуминовые кислоты каштановой почвы характеризуются меньшей обуглероженностью и более низкой степенью бензоидности, значительным содержанием в их молекулах боковых радикалов, несущих гидрофильные группы. Такое строение гуминовых кислот, позволяет предположить, что в целом они легче минерализуются, и заключенные в них питательные вещества являются более доступными для растений;

- изучение фракционно-группового состава гумуса выявило, что в составе гумуса каштановых почв значительное место занимают фульво-кислоты, в первую очередь подвергающиеся минерализации, в нем содер-

зштся больше гуминовых кислот и фульвокислот I фракции - свободных и связанных с подвижными -полуторными окислами;

- определение пептизируемости гумусовых веществ по методике. М.М.Годлина показало, что гумус каштановых почв более подвижный, чем гумус черноземов;

- изучение физиологической активности гуминовых веществ засвидетельствовало, что наиболее заметный положительный эффект достигается в случае применения гуминовых кислот, фульвокислот и их производных из каштановой почвы;

-подвижные фракции гуминовых кислот и фульвокислот каштановой почвы и, в меньшей степени, чернозема южного оказываются более обогащенными азотом, нежели таковые в черноземе обыкновенном карбонатном.

Все вышесказанное позволило сделать вывод, что черноземы обыкновенные карбонатные, отличаясь высоким потенциальным плодородием, в" то же время по эффективности использования элементов минерального •питания, связанных с органическим веществом,, уступают почвам с более низким уровнем плодородия. Исходя из этого, были рассчитаны поправочные коэффициенты на подвижность гумуса. В качестве показателя подвижности были выбраны запасы гуминовых кислот I фракции в слое Апах + Ап/пах. Для контроля рассчитывались поправочные коэффициенты на эффективность гумуса по цене 1 ц урожайности зерновых (в запасах гумуса т/га). Была получена хорошая корреляция между этими системами коэффициентов. Поправочные коэффициенты на эффективность использования гумуса растениями составили: для черноземов обыкновенных карбонатных - 1,00, черноземов южных - 1,31, каштановых почв - 1,42.

Таким образом, поправочные коэффициенты увеличивают бальную оценку каштановых почв и южных черноземов в соответствии с более высокой природной эффективностью гумусовых веществ, обусловленной их повышенной способностью метаболизировать.

3. УМЕНЬШЕНИЕ ГУМУСА В ПОЧВАХ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Распашка целинных почв провоцирует интенсивное разложение органического вещества, на старопахотных землях этот процесс обычно замедляется и содержание гумуса стабилизируется, но на более низком уровне. Однако, повторные почвенные обследования очень часто обнаруживают уменьшение гумусированности пахотных почв. (Ганжара, Хохлов, 1978; Захаров, Леплявченко, 1980; Егоров, 1981; Гаврилюк, Безуглова, 1983; Лозановская, Орлов, Попов, 1987;).

3.1. Проявление дегумификации в черноземах

Нами проведена статистическая обработка материалов ЮЖНИИГИПРО-ЗЕМа по почвенному обследованию колхозов и совхозов Ростовской об-

ласти за 1970 - 1990 годы. Наиболее высокая гумусированность характерна для черноземов обыкновенных мощных Восточно-Европейской фации.

- 4,6_ в черноземах обькновенных среднемощных содержание гумуса снижается до 4,3 X. При движении на север и на юг от этих почв наблюдается уменьшение гумусированности пахотного слоя: в черноземах южных содержание гумуса колеблется от 3,6 % в среднемощных видах, до 3,0 Z - в маломощных. В черноземах обыкновенных карбонатных (североприазовских) - от 4,4% в мощных видах, до 4,1 % в среднемощных и 3,3 % в маломощных.

Достоверность разницы между видами черноземов в границах подтипов в содержании гумуса велика и доказывается с высоким уровнем доверительной вероятности - 0,95. Исключение составляют только черноземы предкавказские, разница в содержании гумуса в горизонте Апах разных видов этих почв составляет всего 0,2 % и статистически она не значима. С очень высоким уровнем достоверности (0,99 и выше) доказывается разница в содержании гумуса в пахотных горизонтах черноземов обыкновенных и черноземов южных, черноземов обыкновенных и черноземов предкавказских, черноземов южных и черноземов североприазовских. При Р = 0,95 доказана разница в гумусированности пахотных горизонтов черноземов южных и предкавказских. При Р =0,90 фиксируется разница в содержании гумуса в черноземах предкавказских и североприазовских, относящихся, как уже отмечалось выше, к одному подтипу черноземов обыкновенных карбонатных. Статистически не достоверна разница в уровне гумусированности географически граничащих подтипов черноземов

- обыкновенных и североприазовских.

Сравнивая полученные нами результаты с литературными .данными (Гаврилюк,1955; Вальков, Клименко, Крыщенко,1980), мы пришли к выводу о наличии дегумификации в этих почвах. Особенно заметно этот процесс выражен в черноземах обыкновенных, где по данным В.Ф. Валькова с соавторами, статистическое содержание гумуса в Апах составляло в 60-х годах 6,76 X (п = 32), по нашим данным - только 4,3 X (п = 54); даже если ограничиться в выборке мощными и сверхмощными видами, то и тогда среднестатистическое содержание гумуса в черноземах обыкновенных не превышает в настоящее время 5,10 Z. Уменьшение содержания гумуса наблюдается и в других подтипах черноземов, но не столь значительное.

В черноземах обыкновенных карбонатных запасы гумуса варьируют в пределах 378 - 422 т/га для черноземов североприазовских мощных и 323 - 397 т/га для черноземов предкавказских мощных при средней мощности А + В для этого вида - 112 - 113 см. Сравнив эти показатели с параметрами, которые'приводит Ф.Я. Гаврилюк (1955), мы обнаружили,

что для черноземов предкавказских запасы гумуса остаются практически на том же уровне, что и в 50-е годы, для черноземов североприазовских отмечается существенное снижение этого показателя: 460 т/га в 50-е годы и 393 т/га в 70-90 годы.

В черноземах южных среднемощных запасы гумуса в А + В в среднем составляют 202 т/га при размахе типичных значений 167 - 237 т/га. Эти результаты значительно ниже тех, которые приводят в своей работе В.Ф.Вальков и др.(1980): 300 - 450 т/га. В черноземах обыкновенных мощных и сверхмощных запасы гумуса составляют в среднем 415 т/га. По данным цитируемой работы - запасы гумуса в этом подтипе черноземов колеблются в пределах 450 - 550 т/га.

Таким образом, сравнение наших данных с литературными по более ранним годам исследований свидетельствуют о значительном снижении запасов гумуса (т/га) в черноземах обыкновенных, южных и североприазовских. Для черноземов предкавказских отмечается некоторое уменьшение гумусированности пахотного слоя, но запасы гумуса в А + В оста-•ются практически на том же уровне, что и в 50-е годы.

3.2. Проявление дегумифинации в каштановых почвах

Исследование гумусного состояния почв зоны Волгодонского промышленного центра на площади около 1800 кв.км показало, что среднее содержание гумуса в слое О - 10 см в пахотных каштановых почвах, составило на конец мая 1988 года 2,07 %, а в целинных и залежных почвах, используемых в качестве пастбищ, 2,78 %. Вариационно-статистический анализ подтвердил достоверность различий с высоким уровнем доверительной вероятности. П.А.Садименко (1966) отмечал, что в пахотных горизонтах темно-каштановых почв Доно-Сальского водораздела содержание гумуса составляет 3,5 - 4,5 %. Спустя 20 лет мы уже не можем классифицировать почвы этого региона как темно-каштановые, так. как содержание гумуса в Апах ниже 3 %. К сожалению, Доно-Сальский водораздел не является печальным исключением.

Статистическая обработка результатов почвенных обследований (КЖНИИГИПРОЗШ, 1970 - 1990 г.г.) показала, что общий уровень гумусированности почв значительно ниже известных из литературы, а величины мощности А + В практически до сантиметра совпадают с данными, приведенными в книге П.А. Садименко (1966). Этот факт может свидетельствовать о крайне незначительном проявлении процессов эрозии в этих почвах, наблюдающаяся при этом дегумификация, зафиксировать которую можно по падению уровня гумусированности пахотного слоя и по сокращению запасов гумуса в слое А + В, происходит за счет потерь органического вещества из почвы с отчуждаемым урожаем.

Почвы каштанового типа характеризуются невысокими запасами гу-

муса, и, в сравнении с данными П.А. Садименко, уменьшением этих запасов за 20 дет на 20 - 40 т/га» Более существенно уменьшение запасов гумуса в светло-каштановых почвах, несмотря на то, что потери гумуса в пахотном слое этих почв менее значительны, чем в каштановых и темно-каштановых подтипах. Объясняется это тем, что вклад пахотного слоя в общие запасы гумуса в светло-каштановых почвах при общей мощности А + В = 39 см, конечно, гораздо весомее.

Таким образом, каштановые почвы Ростовской области характеризуются заметным проявлением процессов дегумификации. При этом наиболее уязвимыми оказываются почвы, обладающие более низким исходным уровнем плодородия - светло-каштановые.

3.3. О масштабах и темпах потери гумуса в почвах Ростовской области Изучение изменений запасов гумуса в пахотных почвах Ростовской области было проведено коллективом ЮЖНИИГИПРОЗЕМ в 1983 году (Экономическая оценка ...,1991). В результате установлено, что потери гу-•муса в интервале лет 1956-1965 г.г.и 1977-1982 г.г. составили 0,3-1,0 % или 0,15-0,55 т/га. Особенно высоки потери органического вещества в чистом пару и под пропашными культурами. При этом дефицит баланса возрастает: если в 1981 - 1985 г.г. он составлял 186 кг/га, то в 1986 - 1989 г.г. - 275 кг/га (Зональные системы .... 1991).

Картограмма темпов потерь гумуса в пахотном слое почв Ростовской области (рис. 2) составлена нами на основе дачных, предоставленных нам проектно-изыскательским центром "Ростовский" и охватывающих десятилетний период (1981 - 1989 г.г.). Интервал между обследованиями по каждому хозяйству - 5 лет. Группировка почв проводилась по аг-ропочвенным районам в соответствии с генеральной схемой почвенно-ге-ографического районирования страны, разработанной Почвенным институтом им.В.В.Докучаева (Гаврилюк, 1983),

Картограмма отражает скорость процесса дегумификации в почвах Ростовской области и свидетельствует о повсеместном развитии этого явления. Исключение составляют орошаемые агропочвенные районы, где потери гумуса практически не выражены. Разная скорость потерь гумуса обусловлена свойствами почвенного покрова и особенностями хозяйствования. В диссертации подробно рассмотрены эти вопросы.

4. ВЛИЯНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НА КАЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ГУМУСА

Снижение количества гумуса в почвах при их распашке сопровождается изменением его качества, что выражается в падении доли активного гумуса и относительном увеличении его инертной части (Пищугина,

Рис.2. Картограмма потерь гумуса в почвах Ростовской области за период с 1973 по 1989 годы.

Темпы потерь гумуса (X убыли в год): 1 - потери отсутствуют; 2 - меньше 0,01; 3 - 0,01-0,02; 4 - 0,02-0,03; 5 - 0,03-0,04; 6 - более 0,05.

4,05/3,10 - средневзвешенный балл содержания гумуса в АПах (в числителе - в 1973 году, в знаменателе - в 1989 году).

Агропочвенные провинции и подпровинции: Ж24 - Донская подпро-винция Среднерусской степной провинции обыкновенных и южных черноземов; Ж2э - Приазовско-Предкавказская провинция карбонатных .черноземов (предкавказских и североприазовских); ЖЗг - Донская сухостепная провинция темно-каштановых и каштановых почв.

Агропочвенные районы: I - Северо-Задонский; II - Доно-Донецкий; III - Шахто-Донецкий; 1У - Северо-Западный Приазовский; У - Нижне-Донской; - Южный; У1I - Приманычский; У1II - террасовый орошаемый; IX - Западный Доно-Сало-Манычский орошаемый; X -Донской; XI -Лево-Чирский; XII - Центральный Доно-Сало-Манычский; XIII - Восточный Джурак-Сальский

Куприченков, 1973; Дегтярев, Шеремет, 1985; Багаутдинов, Валиев,

1986; Носко, 1987; Шарков,1987; Лебедева,_1988;). ---------- ------- --------

----- Сравнение гумусовых профилей целинной и пахотной почв каштанового типа показало, что при распашке содержание гумуса в верхнем слое уменьшается в среднем на 23 %, в горизонте В1 оно уже такое же, как в целинной почве, а в горизонте В2 даже выше, чем на целине (Бе-зуглова, Юревиц, 1990). Значительные отличия наблюдаются и в составе гумуса этих почв. Целинная почва характеризуется преобладанием фульвокислот над гуминовыми кислотами по всему профилю. Вероятно, это связано с тем, что в целинной почве новообразование гумуса превалирует над процессами старения - дегидрогенизации и карбоксилирования - и это приводит к значительному накоплению фульвокислот в составе гумуса. В пахотной почве в верхнем слое преимущественно накапливаются более устойчивые в условиях интенсивного выноса питательных веществ формы гумуса. Поэтому в верхних горизонтах гумус фульватно-гу-матного типа и только в горизонте В2 отношение Сгк:Сфк становится меньше 1. Снижается при распашке и содержание гумина.

В гумусе верхнего горизонта каштановой залежной почвы, как и в гумусе целины, преобладают фульвокислоты: процесс остегшенпя ведет к сближению состава гумуса залежной и целинной почв. Вглубь по профилю содержание Фульвокислот уменьшается быстрее, чем содержание гуминовых кислот, ' что обусловило увеличение отношения Сгк:Сфк с 0,8 в Ад до 1,18 в горизонте В2. Это позволяет предположить реликтовый характер гумуса в горизонте В2 залежной почвы, сформировавшийся в тот период, когда почва находилась под пашней.

4.1. Сезонная динамика гумусного состояния чернозема обыкновенного карбонатного (североприазовского)

Многолетнее изучение гумусного состояния пахотных почв убедило нас в необходимости учитывать сезонные колебания в содержании и составе гумуса при исследовании таких проблем,' как дегумификация почв и трансформация органического вещества в ходе сельскохозяйственного использования.

Сезонная динамика гумусного состояния изучалась нами в черноземе североприазовском. Содержание гумуса уменьшается от апреля к июню и вновь увеличивается к концу августа. Причем, характер сезонной динамики зависит от выращиваемых культур: в почве, занятой пропашными его количество осенью ниже, чем весной; зерновые культуры способствуют сохранению гумуса, хотя тенденция к уменьшению его содержания от весны к осени наблюдается и под зерновыми культурами. Статистическая обработка результатов исследований свидетельствует о варьируемости содержания гумуса по полям севооборота в отдельные

сроки отбора. Однако, достоверные различия установлены только между весенними и осенними образцами.

Анализ погодных условии вегетационных периодов за годы наблюдений показал, что сухая и жаркая погода способствует увеличению содержания гумуса, влажная и относительно прохладная - его минерализации. Погодные условия сказываются на содержании гумуса прежде всего осенью, летом значительнее влияние сельскохозяйственных культур.

Еще большую роль играют сельскохозяйственные культуры в динамике углеводных компонентов почвы. Как показали наши исследования в июне - июле происходит резкое падение общего количества углеводов под подсолнечником, активно вегетирующем в этот период. На делянках, занятых ячменем и горохово-ячменной смесью, в это же время идет накопление углеводов в почве за счет того, что вегетация культур практически закончена, потребление элементов питания снижено, а возможно, происходит и отток их с корневыми выделениями. К концу лета и осенью наблюдается увеличение количества углеводов в почве независимо от культуры, ' растет и доля углеводной фракции в составе гумуса. Это позволяет предположить, что именно за счет увеличения доли углеводных компонентов, а затем их вовлечения в процессы гумусообразова-ния происходит восполнение органического вещества почвы.

Происходят изменения и во фракционно-групповом составе гумуса. Трехлетние наблюдения за динамикой качественного состава гумуса под горохово-ячменной смесью (без внесения удобрений) показали, что наиболее значительны колебания в содержании подвижных фракций. В июне, в период интенсивного прироста вегетативной массы и относительного оптимума тепла и влаги в почве, наблюдается существенное увеличение в составе гумуса ГК-1, сохраняющееся и в сентябре. Резкое падение ее содержания обнаруживается в октябре. Эти изменения происходят независимо от особенностей погодных условий года и статистически значимы с' высоким уровнем доверительной вероятности.

Доля гуматов кальция в этот период (июнь) может как уменьшаться, так и увеличиваться, что зависит прежде всего от погодных условий года. Обильные осадки в теплый период года вызывают активизацию микробиологической деятельности, усиление минерализации гумуса и уменьшение в его составе доли гуминовых кислот (за счет гуматов кальция) и фульвокислот. Сухая и жаркая погода, обусловив иссушение почвы, способствует процессам конденсации гуминовых кислот. Как следствие - заметное увеличение количества гуматов кальция и в целом гуминовых кислот, а также негидролизуемого остатка в составе гумуса.

Разительны изменения качественного состава гумуса осенью. Четко видно увеличение в нем содержания гуминовых кислот и особенно гума-

тов кальция. Одновременно идет уменьшение доли гумина. Как видно, понижение температуры способствует переходу негидролизуемого остатка и фульвокислот в гуминовые кислоты. А поскольку весной следующего года наблюдается восстановление качественного состава гумуса, присущего данной почве, можно сделать вывод об обратимости процессов закрепления гумусовых кислот минеральной частью почвы.

4.2. Влияние органических и минеральных удобрений на гумусиое состояние чернозема североприазовского

Исследования многих ученых свидетельствуют, что изменение гумуса пахотных почв зависит от насыщенности севооборотов минеральными и органическими удобрениями (Адерихин, Шевченко, 1968-, Лаврентьев, 1972; Мамонтов, 1975; Фиапшев, Шхацева, 1979; Листопадов, 1980; Лукьянчикова, 1980; Лыков, 1985; Шевцова и др., 1987; Шаркав, 1987-, Кудряшова, Кравченко, 1987; Черников, 1988).

Наши опыты на североприазовском черноземе под горохово-ячменной смесью показали, что внесение минеральных удобрений в целом усилива-■ет сезонные колебания в составе гумуса. Наиболее заметно сказывается на качественном составе гумуса внесение фосфорных удобрений. Увеличение количества гуминовых кислот в составе гумуса к концу лета, обусловленное сезонными колебаниями, сглаживается на фоновом варианте, где не вносились фосфорные удобрения, и усиливается на всех остальных _ вариантах опыта. В то же время осеннее уменьшение доли фульвокислот в составе гумуса, наблюдающееся на контрольном и фоновом вариантах, компенсируется при внесении фосфорных удобрений. Отмеченные колебания по абсолютным значениям не велики и не превышают, например, для гуминовых кислот 0,15 % углерода, но тем не менее это составляет 15 - 19 % от углерода гуминовых кислот и их наличие доказывается с помощью критерия Стьюдента при высоком уровне значимости.

Минеральные удобрения влияют и на содержание углеводов в почве под горохово-ячменной смесью (табл.4). Во всех вариантах опыта отмечено увеличение общего содержания этой части почвенного органического вещества к осени, максимальное накопление приходится на конец августа - начало сентября. Отмеченные различия достоверны с высоким уровнем доверительной вероятности. Можно заключить, что за вегетационный период происходит пополнение запасов углеводов в почве, но абсолютного увеличения их содержания не наблюдается. По-видимому, в почве имеет место равновесие между синтезом углеводов и их вовлечением в гумусообразование.

Изменения в содержании углеводов зависят не только от наличия или отсутствия удобрений, но и от вида удобрения. В наших опытах простые формы удобрений не оказали заметного влияния на их абсолют-

ное содержание и сезонную динамику. При использовании сложного комплексного удобрения - аммофоса - различия в содержании углеводов по

Таблица 4

Динамика содержания гумуса и углеводен н пахотном горизонте чернозема обыкновенного карбонатного (североприазовского) при внесении минеральных удобрений под горохово-ячменную смесь (Ботанический сад РТУ, 1988 год, п => 12)

I-;-1-1-:-:-г

|Варианты опыта| Гумус, X | Углеводы; X к Собщ. |

I I-1-1

| | Сроки наблюдений, |

I I-1-1-1-1-:—1-1-1-1

| |20.V |28.У1|2.IX |21.Х | 20. V |28.У1|2.1Х|21.Х|

I-:-1-1-Ч-(——Н-(-!-1-1

|1.Контроль . |3,73 |3,59 |3,93 |3,61 | 15,1 |20,8 |22,1|17,9|

|2.Ф0Н- ЫзоКбО 13,71 13,51 |3,86 |3,61 | 14,7 121,8 |22,0|18,4|

|З.Р60КбО ' 13,67 13,55 |3,85 13,61 1 14,8 |21,6 |21,0|14,5|

К-ИзоРбОКбО 13,63 |3,43 13,77 )3,41 1 17,8 |11,8 |14,4|11,8|

I _I_|_|_|_|_|_|_|_|

сравнению с контролем значительны и статистически достоверны при уровне значимости 0,99.

Изучалось также влияние минеральных и органических удобрений на гумусное состояние чернозема североприазовского в условиях девяти-польного зерно-пропашного севооборота. Исследования проводились в конце I ротации. Навоз вносился в дозе 40 т/га, минеральные удобрения в дозах МгэоРгэоКао (за ротацию). Полученные результаты свидетельствуют, что на контрольном не удобрявшемся варианте зафиксировано самое низкое содержание гумуса. Применение минеральных удобрений повышает содержание органического вещества в почве за счет корневых и пожнивных остатков, полученных в результате прибавок урожаев, но не компенсирует процесс дегумификации. Внесение навоза не только стабилизирует,' но даже повышает запасы гумуса в почве. Минеральные удобрения способствовали повышению в составе гумуса только доли подвижных гуминовых кислот, навоз обусловил увеличение в группе гуминовых кислот содержания как подвижной фракции, так и гуматов кальция. Одновременно при внесении навоза падает доля фульвокислот, хотя абсолютное их количество практически не меняется. Все это ведет к увеличению отношения Сгк:Сфк до 2,3. Отмеченные изменения фиксируются при достаточно высоком уровне вероятности - 0,95. Удобрения способствуют уменьшению оптической плотности гуминовых кислот, т.е. в их молекулах происходит рост алифатической части. Наиболее сильно это

- 35Г -

явление.выражено на варианте с навозом, что объясняется усилением процессов новообразования гумуса,и ведет к его "омоложению".

4.3. Изменение гумусного состояния почв при орошении

В Ростовской области 446 тысяч гектар орошаемых земель, из них 24,5 тысячи гектар находится под посевами риса, а более 50 тысяч гектар орошается водами повышенной минерализации. (1,5 - 3 г/л). Для почв орошение водами повышенной минерализации не проходит бесследно. Как показывают исследования многих ученых, изменяются физические и химические свойства, снижается плодородие почв. В этом отношении особый интерес представляют черноземы, поскольку их склонность изменятся при орошении в неблагоприятном направлении отмечалась еще С.А. Захаровым (1946), Ф.Я.Гаврилюком (1955), В.А. Ковдой (1969). Опыт орошения подтвердил эти опасения, хотя во многих случаях орошение черноземов давало благоприятные результаты (Попов, 1986; Попова, 1989; Самойлова, Омельянюк, 1992).

4.3.1. Влияние орошения на гумусное состояние черноземов

На оросительных системах Ростовской области имеются значительные площади земель, которые находятся в условиях близкого залегания грунтовых вод (менее 2 метров). Большая часть их имеет минерализацию критическую - более 3 г/л. В итоге на оросительных системах, эксплуатируемых менее 20 лет, зафиксировано вторичное засоление почв и сезонное соленакопление, на части орошаемых земель обнаружен рост со-понцеватости почв при поливе как минерализованными (Андреев и др., 1969, 1977; Рязанова, Вигутова, 1975;Смирнов и др., 1977), так и тресными донскими водами (Бобков.Белогаев, 1970).

Наши исследования, проводившиеся на предкавказских террасовых шрноземах в совхозе "Северный" Сальского района Ростовской области гаказали, что за десять лет со времени ввода в эксплуатацию почва )рошаемого участка под влиянием слабо минерализованных вод (1,6 -1,4 г/л) сульфатно-натриевого состава претерпела существенные изме-1ения физико-химических свойств, в том числе и тех, которые характе->изуют гумусное состояние.

Е.М.Самойлова, Г.Г.Омельянюк (1992) обращают внимание на то, :то черноземы Ростовской области, а также юга Украины, Молдавии, юга ападной Сибири, генетически предрасположены к возникновению и раз-итию при орошении неблагоприятных изменений в их гумусном состоя-ии. Низкая устойчивость илистой фракции этих почв к пептизации пре-определяет формирование гумусовых веществ в орошаемых черноземах по ипу либо выщелоченных, либо солонцеватых почв, что приводит к меньшению содержания гумуса и увеличению его подвижности.

Действительно, Э.Ф. Рязанова, А.Я. Вигутова (1975), Б.Г. Роза-

нов и др. (1975) указывают, что запасы гумуса в орошаемых почвах Ростовской области ниже, чем в неорошаемых. Однако, по данным этих авторов, в последующие годы содержание гумуса постепенна стабилизируется и в отдельных случаях, может превышать исходный уровень. Вероятно, это связана с тем, что при орошении в почву поступает с пожнивными остатками и корнями в среднем в 1,5 раза больше фитомассы, чем без орошения,, что обусловлено возросшей урожайностью сельскохозяйственных культур. Картограмма темпов потерь гумуса за период 1973 - 1990 г. г. (рис. 2) также свидетельствует о стабилизации содержания гумуса в пахотном слое почв орошаемых районов области. Наблюдается перераспределение в содержании гумуса по профилю почв: в нижних горизонтах при орошении часто обнаруживается более высокая концентрация органического вещества. Именно такое распределение гумуса найдено нами в предкавказском террасовом черноземе на участке с 10-ти летним сроком орошения.

Изменение состава поглощенных оснований орошаемых черноземов •приводит к диспергации органического вещества и повышению его растворимости в результате -образования молекулярно-дисперсных растворов гуматов натрия и магния (Розанов и др., 1975; Орлов и др.,1975; Рязанова, Вигутова, 1975; Орлов и др.,1980).

Наши исследования показали существенные различия в составе гумуса чернозема предкавказского террасового орошаемого и неорошаемого участков. Причем, если в пахотном слое эти изменения незначительны, то вниз по профилю трансформация состава гумуса усиливается и получает наибольшее выражение в горизонтах ВС и С: гумус приобретает фульватный характер, на долю гуминовых кислот приходится только 6 -11 7. от валового, фульвокислоты и гумины составляют примерно одинаковое количество. В группе фульвокислот резко возрастает содержание фракций ФК-1 и ФК-1а: в нижних горизонтах на долю свободных фульвокислот приходится более 65 % от суммы. Такое увеличение в нижних горизонтах этих фракций свидетельствует о значительной диспергации органического вещества и повышении его подвижности при орошении слабо минерализованными водами. Однако, даже при использовании дистиллированной воды (в условиях модельного опыта) заметны изменения в составе гумуса, в общих чертах аналогичные тем, которые наблюдаются в орошаемых почвах в естественных условиях.

4.3.2. Влияние орошения на гумусное состояние каштановых почв

Избыточное орошение и затопление вызывает такие сдвиги биохимических процессов, в результате которых может сформироваться гумус нового типа. Однако, умеренное увлажнение обычно не вносит принципиальных нарушений в сложившуюся экологическую обстановку и в этом

случае новое гумусное состояние почвы может соответствовать характеру сопредельных зон. Это особенно характерно для типа каштановых почв¿ Как показали исследования Т.В. Глотовой (1956), A.B. Барановской (1957), Д.С. Орлова с соавторами (1980) в каштановых почвах Поволжья и Заволжья орошение способствует обогащению почвы гумусом. Благоприятны и изменения в его составе: увеличивается доля гуминовых кислот и фульвокислот, уменьшается содержание гуминов, в составе гуминовых кислот возрастает количество 1 и 2 фракций.

Совсем другая ситуация складывается в почвах орошаемых полей под рисом. Рис возделывается при постоянном затоплении в течение большей части вегетационного периода. Это создает условия, при которых в почве не оказывается свободного кислорода, получают развитие восстановительные процессы, влияющие на изменение всего комплекса физико-химических свойств почв. ' '

Исследования, проведенные нами * в опытно-производственном хозяйстве "Пролетарское" НПО "Дон", хорошо показывают эти изменения. Почвы опытного участка - темно-каштановые солонцеватые в комплексе с солонцами до 25 %. Орошение привело к подъему уровня грунтоЕих вод. В настоящее время они залегают преимущественно на глубине 0-2 метра. В результате даже почвы неорошаемых участков приобретают черты гидроморфизма.

Состав поглощенных катионов свидетельствует, что в изначально не солонцеватой темно-каштановой почве под влиянием орошения происходит их перераспределение. В почве рисового севооборота после 10 лет орошения резко увеличилось содержание поглощенного натрия и магния при одновременном снижении емкости катионного обмена. Дальнейшее использование почвы под рис приводит к увеличению емкости поглощения и снижению степени солонцеватости до среднего уровня. Однако, магния в ПИК накапливается много, особенно в слое 40-100 см. Известно, что магний проявляет повышенную активность при его содержании в почвах более 30 % от суммы поглощенных катионов. Он способствует ухудшению физических свойств почв, увеличению растворимости гумуса.

Значительные изменения при орошении риса испытывает гранулометрический состав почвы. Происходит уменьшение количества физической глины в слое 0 - 50 см (А + В), после 10 лет орошения почвенный профиль приобретает элювиально-иллювиальный характер, причем процессы выноса превалируют над процессами накопления. Через 20 лет возделывания риса процесс получает иную направленность. В пахотном слое наблюдается накопление илистых частиц, вероятно, как за счет привно-са их с оросительными водами, так и в результате оглинивания. Однако, процесс лессивирования не затухает, так как для физической глины

в целом отмечается усиление выноса за пределы почвенного профиля.

Освоение почв под рис приводит к обеднению их гумусом (Горшкова, Корнблюм.1970; Неунылов и др., 1977; Николаева, Майнашева, 1980, 1991). ' По нашим данным эти потери, весьма значительны, и наблюдаются по всему почвенному профилю. Заметно снижается каталазная активность почвы, по величине которой можно судить, об активности процессов разложения (трансформации) органических остаткан к гумуса. Уменьшается содержание воднорастворимого гумуса, но доля его в составе гумуса с глубиной резко возрастает_

Изменяется и состав гумуса. Существенно возрастает доля фульво-кислот и гумус уже в гор. Апах из характерного для темно-каштановых почв фульватно-гуматного превращается в гуматно-фульватный. Вниз по профилю содержание фульвокислот уменьшается. Связано это, по-видимому, с потерей наиболее подвижных форм'гумуса за счет выноса их за пределы почвенного профиля. Содержание гуминовых кислот с глубиной увеличивается и гумус приобретает фульватно-гуматный характер.

В составе Гуминовых кислот и фульвокислот велико участие фракций, связанных- с подвижными и устойчивыми формами полуторных окислов и глинистыми минералами. Происходит это как за счет образования связей гумусовых кислот со свежеосажденными гидратированными оксидами железа и алюминия, появление которых обусловлено сменой окислительно-восстановительных условий при сбросе оросительных вод, так и за счет образования глино-гумусовых комплексов. Симптомом неблагоприятного изменения гумусного состояния почвы является резкое уменьшение в составе гумуса гуматов кальция.

Таким образом, в каштановых почвах рисовых севооборотов в условиях Ростовской области можно констатировать наличие деградационных процессов, способствующих ухудшению их гумусного состояния.

5. УГЛЕГУМИНОВЫЕ УДОБРЕНИЯ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВ 5.1. Краткая характеристика углегуминовых удобрений Поиск новых материалов для пополнения запасов органического вещества в почвах, показал, что в числе других, такими материалами могут быть и бурые угли (Тюрин, 1937; Кухаренко, 1960, 1972; Орлов, 1988; Тепе1ег, 1986). Преимуществом бурого угля является его медленное разложение, что обеспечивает длительное положительное воздействие на растения в результате однократного внесения. Природа этого эффекта обусловлена, вероятно,• биологической активностью гуминовых кислот, содержание которых в землистых бурых углях достигает 85 7..

Мы использовали в опытах уголь Александрийского месторождения и балластные удобрения на его основе, полученные сотрудниками кафедры химии и прикладной экологии Новочеркасского инженерно-мелиоративного

института (НИМИ). Как сырье для получения гуминовых удобрений, бурый уголь Александрийского бассейна предпочтительнее по сравнению с углями других месторождений.^ Он дает наиболее высокий выходТуминовых кислот, "не'содержит токсичных и канцерогенных веществ, безопасен как источник тяжелых металлов и радиоактивных элементов (Лозановская, Луганская,1991; Родэ и др., 1993; Уланов, 1993). Углегуминовые удобрения на его основе имеют зольность около 43 содержание углерода в них достигает 69,9 %, азота - 4 % (Еценкова, 1993).

5.2.Трансформация бурого угля и углегуматов в почвах Возможные пути трансформации в почве бурого угля и углегумино-вых удобрений мы изучали в нескольких модель¡¡ых опытах, в которых эти вещества компостировались с почвой (черноземом обыкновенным карбонатным) в различных дозах и при разной влажности.

Модельными опытами показано, что бурый уголь в почвенных условиях способен окисляться. Это доказано путем определения в динамике углерода органического вещества в компостах сухим сжиганием и по его окисляемости (метод Тюрина).

Внесение бурого угля в дозах до 40 т/га увеличивает содержание углерода в почве на величины,- находящиеся в пределах ошибки метода определения. Бурый уголь, используемый в больших количествах (40 т/га и более) способствует увеличению содержания углерода органического вещества. Изменяется и качественный состав гумуса: увеличивается выход углерода гуминовых кислот и негидролизуемого остатка, растет степень гумификации органического вещества. Бурый уголь улучшает питательный режим почв, увеличивая содержание доступных растениям соединений азота и фосфора. Углегуматы, используемые в малых дозах -0,25 - 4 т/га, могут привести к снижению органического углерода в почве за счет активизации микробиологической деятельности. В более высоких дозах углегумат натрия способствует увеличению углерода в почве, а в составе гумуса - росту наиболее ценной группы - гуминовых кислот, и фракций ГК-2 и ГК-3.

5.3. Влияние бурого угля и углегуматов на почву в условиях полевых опытов Влияние бурого угля и углегуматов на свойства почв и урожай растений изучали в богарных условиях на черноземах южных и аллюви-ально-луговой почве (Безуглова, Еценкова,1992); в орошаемом севообороте на черноземе обыкновенном староорошаемом (Еценкова, 1992; Безуглова, Еценкова, Кулешов, 1992); в рисовом севообороте при использовании безгербецидной технологии возделывания риса на темно-каштановой почве (Безуглова, Степовой и др., 1993).

Полевые опыты проводились в 4-х повторностях. Удобрения, из-

мельченные и просеянные через сито с диаметром отверстий 3 мм, вносили вручную вразброс перед посевом, затем заделывали в почву культиватором. С каждой делянки отбирали для анализов смешанную пробу почвы с глубины пахотного слоя несколько раз за вегетационный период. Использовались дозы бурого угля от 160 кг до 15 т на гектар. Результаты всех исследовании обработаны методами математической статистики.

Полевыми опытами подтверждены результаты модельных экспериментов и выявлено, что бурый уголь в почвенных условиях .способен окисляться. Показано, что бурый уголь и углегуминовые удобрения, имеющие некоторые общие черты в строении и составе с почвенным гумусом, тем не менее оказывают влияние на ее гумусное состояние. Увеличение степени гумусированности на первых порах после внесения этих соединений в почву происходит пропорционально дозам удобрений. Поэтому значимое увеличение содержания гумуса можно ожидать лишь при дозах бурого угля 20 т/га и выше. Эффект от низких доз бурого угля и углегуминовых удобрении (0,5 - 2 т/га) возможен, но только при длительном применении, так как в этом случае удобрения будут способствовать повышению гумусности почвы косвенным путем через повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Еще более низкие дозы бурого угля и угле-гуматов, заметно увеличивая урожайность растений, тем самым способствуют повышенному выносу элементов питания из почвы и ускорению минерализации почвенного органического вещества.

Мы пришли к выводу, что в повышенных дозах углегуматы выполняют в почве роль органического удобрения, в низких - роль физиологически активного вещества. Стимулируя рост растений на ранних стадиях развития, углегуматы одновременно способствуют некоторому ускорению процессов минерализации органического вещества почвы и, если при этом не обеспечить растение элементами питания в доступной форме, возможно некоторое снижение гумусированности почвы.

Бурый уголь и углегуматы влияют и на качественный состав гумуса. Характер изменений в составе гумуса определяется типом почвы, режимом влажности, дозами удобрений. Низкие дозы бурого угля и углегуминовые удобрения способствуют нарастанию фульватности гумуса, высокие дозы бурого угля приводят к стойкому увеличению степени гумификации почвенного органического вещества.

Удобрения улучшают структурное состояние почвы уже через две недели после их внесения. Наилучший эффект получен на вариантах с самыми высокими дозами независимо от формы удобрения. К концу вегетационного периода отмечается ухудшение структурного состояния почвы на всех опытных делянках за счет увеличения доли пылеватых частиц.

Углегуминовые удобрения,' особенно бурый уголь и аммонийно-натриевый углегумат, тормозят этот процесс и полученные на этих вариантах ко-эффициентьг- структурности- и'водопрочности на статистически значимую величину превышают таковые -на фоновом варианте. Статистически достоверное улучшение структурного состояния отмечено и на темно-каштановой почве рисового севооборота, как на поле под рисом, так и под гречихой. Причем, увеличение количества агрономически ценных агрегатов было довольно устойчивым, о чем свидетельствует определение коэффициента структурности осенью после уборки урожая. Однако, водоп-рочность новообразованных агрегатов была низкой. Тем не менее, учитывая неблагоприятные физические свойства почв под рисом, такое ост-руктуривающее влияние бурого угля приобретает особую ценность.

6. БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВ В последнее время внимание ученых привлекают биологически активные вещества, которые используются в качестве удобрений, стимуляторов роста, аттрактантов, соединений, повышающих устойчивость растительных организмов к болезням. Часто в качестве источников таких веществ используют отходы промышленных производств. Применение их в сельском хозяйстве решает две проблемы. Во-первых, они способствуют повышению урожайности сельскохозяйственных растений; во-вторых, это один из возможных путей утилизации отходов.

Особый интерес представляют продукты и отходы микробиологической промышленности - вещества, обладающие высокой биологической активностью, вследствие чего их можно применять в небольших дозах в виде добавок к минеральным удобрениям. Одно из таких соединений -кормовой концентрат лизина (ККЛ), нашедший широкое применение в животноводстве, но долгое время не использовавшийся в растениеводстве. 6.1. Свойства и состав ККЛ Лизин, или се,е-диаминокапроновая кислота, является одной из 19 природных аминокислот а -ряда. Входит в состав почти всех белков растительного и животного происхождения. Лизин - незаменимая аминокислота, в связи .с чем применяется в животноводстве в качестве подкормки (Бекер,1976). В экологическом и биологическом отношении перспективными препаратами лизина являются ККЛ и его жидкая форма - ЖКЛ.

Промышленное производство этих препаратов в России налажено на Обольском и Шебекенском заводах. Особенность технологии их производства такова,что в состав ККЛ и ЖКЛ входят кроме Ь-лизина клеточная биомасса продуцента, неассимилированные остатки сырья и технологических добавок. Концентрат включает соединения (аминокислоты, витамины группы В, соли аммония, калия, натрия, кальция, магния, мик-

розлементы), участвующие в биохимических процессах живых организмов, чем и объясняется его высокая пищевая ценность.

Комплексные исследования, проведенные на биолого-почвенном факультете Ростовского университета и в институте микробиологии" им.А.Кирхенштейна в Латвии на почвах различного генезиса, показали перспективность этих препаратов в качестве стимулятора роста растений. Повышая их устойчивость к неблагоприятным факторам среды и фи-топатогенным заболеваниям, препараты улучшают корневое питание растений, усиливают вынос элементов питания из почвы, стимулируют развитие всех групп микроорганизмов. Вокруг гранул суперфосфата, обработанных препаратом, бурно развиваются микроорганизмы, способные расщеплять труднорастворимые неорганические и органические соединения фосфора (Межараупе и др.,1987; Коган и др.,1987). Агрохимическими исследованиями доказано, что ККЛ и отходы его производства при внесении их в почву в сочетании с суперфосфатом улучшают ее питательный режим, повышают коэффициент использования удобрений растением за счет увеличения содержания доступных соединений азота, фосфора и калия (Пономаренко,1980; Валькова,1983; Коваленко и др.,1987).

Исследования показали, что ККЛ наиболее эффективен при внесении его в почву в сочетании с двойным суперфосфатом. Возможно внесение ККЛ и с поливными водами. Концентрация ККЛ в любом случае не велика. В растворе используется 0,1 % концентрация (по сухому веществу), при изготовлении смесей с двойным суперфосфатом выдерживается пропорция 50 : 1 (Пономаренко и др., 1987).

6.2. Свойства и состав ПМС-2

Другим биологически активным веществом, использование которого перспективно в сельском хозяйстве, является отход промышленного биохимического производства, в основе которого лежат процессы брожения. Условное рабочее название вещества - препарат микробного синтеза N2 (ПМС-2). Это жидкая биомасса, содержащая углеводы (22,5 % в пересчете на сухое вещество), истинные белки (10 - 26 %), сырые протеины (26 %), широкий набор микроэлементов и витамины группы В и РР. Преимуществом ПМС-2 является, как и в случае с ККЛ, возможность применять его в низких дозах. Так, в наших опытах применялась доза 100 л/га, а в смеси с минеральными удобрениями - 15 и 175 л/га.

В настоящее время в сельском хозяйстве ПМС-2 практически не применяется. Являясь отходом биохимической промышленности, он выступает активным загрязнителем окружающей среды. Годовой объем сброса в реку, находящуюся в непосредственной близости к заводу, составляет около 1 млн. тонн. Многокомпонентный состав ПМС-2 позволил предположить, что препарат обладает высокой биологической активностью. Ак-

тивность препарата и возможности его использования в практике сельского хозяйства изучаются в настоящее время на биолого-почвенном факультете РТУ, До этого действие ПМС-2 на почву не" исследовали.

Внесение- ПМС-2 в чернозем обыкновенный (североприазовский) сопровождалось ростом численности микроорганизмов, утилизирующих органические и неорганические формы азота, клубеньковых бактерий и усилением активности ферментов, улучшался питательный режим почвы и ее структурное состояние (Толчеев, Коган, Будагов, 1992; Безуглова, Морозов, 1992).

6.3. Влияние биологически активных веществ на гумус почвы 6.3.1. Влияние ЖКЛ и ПМС-2 на содержание и динамику гумуса

Использование биологически активных веществ в виде добавок к минеральным удобрениям или в "чистом" виде сопровождается изменениями в гумусном состоянии почвы. Наши исследования проведенные в условиях полевого мелкоделяночного опыта на черноземе обыкновенном карбонатном (североприаэовском) слабогумусированном под люцерной показали, что ККЛ и ПМС-2, внесенные в почву без минеральных удобрений (в "чистом" виде),' повышая урожайность люцерны, способствуют интенсивному выносу элементов питания. /ККЛ и ПМС-2 и их смеси с суперфосфатом, а также смесь ПМС-2 с ККУ , оказывают влияние на содержание и динамику гумуса в пахотном слое чернозема обыкновенного карбонатного. Применение БАВ приводит к усилению процессов минерализации гуми-новых соединений, сопровождающихся уменьшением их количества на вариантах с препаратами по сравнению с фоновыми.

Сравнение с контролем показывает, что уровень гумусированности на вариантах с БАВ отличается мало, но увеличиваются сезонные колебания в содержании гумуса. Так, в отдельные периоды 1990 года размах колебаний составил 0,11-0,26 X, а в 1991 году - 0,18-0,38 X. Этот вывод подтверждают результаты определения содержания в почве водно-растворимого гумуса и углеводов. Применение БАВ сопровождается увеличением доли этих форм органического вещества в пахотном слое почвы. В засушливых условиях увеличение их количества, вероятно, оказывает положительное влияние на продуктивность сельскохозяйственных культур: урожайность люцерны в засушливом 1991 году была наиболее высокой именно на вариантах с ЖКЛ и ПМС-2. Способствует увеличению углеводной фракции в составе органического вещества почвы и внесение жидкого комплексного удобрения. Добавление ПМС-2 к ЖКУ ведет к уменьшению их количества.

6.3.2.Влияние ЖКЛ и ПМС-2 на качественный состав гумуса Мониторинг гумусного состояния почвы под люцерной осуществлялся на протяжении трех лет. Почвенные пробы отбирались весной и осенью.

Полученные результаты свидетельствуют, что биологически активные вещества оказывают существенное влияние на. качественный состав гумуса при недостатке влаги в почве. В засушливый год на фоне минеральных удобрений они обеспечили увеличение отношения СгкгСфк до 2,1 - 2,6. Внесенные в чистом виде препараты микробного синтеза практически не влияют на соотношение между группами гумусовых кислот независимо от погодных условий года.

ККЛ испытывался и на черноземе обыкновенном карбонатном (североприазовском) малогумусном под горохово-ячменной смесью в сочетании с концентрированным фосфорно-азотным удобрением - аммофосфатом. Внесение аммофосфата, оказало заметное влияние на гумусное состояние почвы. Все изменения, характерные для гумуса в пахотном горизонте чернозема в течение вегетационного периода, на удобренном варианте более выражены. Внесение ККЛ еще большб усиливает эти колебания, что связано с активизацией микробиологической деятельности. Однако, и в этом опыте биологически активное вещество, способствуя значительному •росту продуктивности сельскохозяйственной культуры, не обеспечивает увеличения степени гумусированности почвы.

Результаты опыта с ПМС-2, который был заложен на темно-каштановой почве в Пролетарском районе Ростовской области на рисовом поле, показывают, что ПМС-2, внесенный в почву без минеральных удобрений способствует накоплению гуминовых кислот и уменьшению доли фульвокислот в составе гумуса. Количество негидролизуемого остатка сохраняется практически на том же уровне, что и до внесения препарата. Отношение Сгк:Сфк увеличивается по сравнению с контролем в 2. раза. Минеральные удобрения способствуют уменьшению степени гумификации органического вещества на фоне увеличения общей гумусированности почвы. Совместное внесение минеральных удобрений и ПМС-2 сглаживает отмеченные колебания в составе гумуса.

Под люцерной в течение 3-х лет велись наблюдения и за состоянием почвенной структуры. Результатом сезонной динамики структурного состояния чернозема обыкновенного карбонатного (североприазовского) является ухудшение структуры за период весна - осень. Биологически активные вещества, особенно ПМС-2, заметно ослабляют этот процесс и оструктуренность почвы на вариантах с ККЛ и ПМС-2 осенью выше, чем на контроле. Наиболее заметно оструктуривающее действие БАВ на фоне суперфосфата. При этом ПМС-2, как структурообразователь, предпочтительнее кормового концентрата лизина, по крайней мере, в тех дозах, которые применялись нами.

ВЫВОДЫ

1. Исследование природы гумуса черноземов_и.каштановых почв юж— ной России подтвердило подчинение их общим географическим закономерностям ' гумусообразования. Специфика изученных почв выражается в меньшей обуглероженности гумуса и более низкой степени его бензоид-ности по сравнению со средними значениями, характеризующими гумус этих типов почв.

С севера на юг (в пределах Ростовской области)- от чернозема южного к каштановой почве - в составе гуминовых кислот происходит уменьшение количества углерода и увеличение содержания водорода, уменьшается степень их бензоидности: от высокобензоидных в черноземах южных до низкобензоидных в черноземах обыкновенных карбонатных и эчень низкобензоидных в каштановых почвах.

2. Особенности качественного состава гумуса почв южной России эпределяются их фациальной принадлежностью. Черноземы Восточно-Евро-:ейской фации характеризуются гуматным типом гумуса, точка перехода этношения Сгк:Сфк через единицу совпадает с границей гумусового профиля, отчетливо проявляется накопление гуминовых кислот в подпахотных слоях почвы, что объединяет их с черноземами ЦЧО.

Для черноземов теплой ¡Скно-Европейской фации характерно образование гумуса фульватно-гуматного типа - Сгк:СФк = 1,17 - 1,79. В 1ерноземах типичных и выщелоченных гуминовые кислоты превалируют над ¿ульвокислот&чи по всему гумусовому профилю. В пограничном между 1вумя фациями подтипе - черноземах обыкновенных карбонатных не толь-со самая низкая степень гумификации гумуса, но и "точка" пересечения ;ривых, характеризующих распределение гуминовых кислот и фульвокис-ют, лежит гораздо выше: последние начинают преобладать над ГК уже в •ор.В. Вниз по профилю гуминовые кислоты плавно убывают, не образуя ;арактерного для черноземов Восточно-Европейской фации "наплыва" в оризонтах А, В.

3. Показано, что североприазовские черноземы, территориально аходящиеся на контакте двух биоклиматических фаций, и объединенные : черноземами предкавказскими в один подтип обыкновенных карбонат-ых, обладают несколькими отличительными особенностями гумусного остояния: меньшей мощностью гумусового профиля (в черноземах севе-оприазовских типичные значения мощности А+В - 85-99 см, в чернозе-ах предкавказских - 90-106 см), более высокой гумусностью (в черно-емах североприазовских гумус содержится в пределах 3,8-4,5 %, в ерноземах предкавказских - 3,3 - 4,3 %), гуматным типом гумуса в оверхностном слое. Все это сближает эти почвы с черноземами обыкно-енными Восточно-Европейской фации.

4..Многочисленный аналитический материал и наблюдения в природе позволили сделать вывод, что переувлажнение черноземных почв и развитие в них мочаристого процесса сопровождается изменением их гу-мусного состояния. Увеличивается гумусированность верхних горизонтов почвы, снижается степень и глубина гумификации, идет перестройка молекул гуминовых кислот по пути их упрощения.

5. Установлены четкие различия в составе гумуса каштановых почв умеренно-теплой Восточно-Европейской фации (Ростовская область) и теплой Южно-Европейской фации (Краснодарский и Ставропольский края). Каштановые почвы теплой фации характеризуются более высокими запасами гумуса, постепенным убыванием его с глубиной, плавным уменьшением величины Сгк:Сфк вниз по профилю, что сближает их с черноземами. Для каштановых почв Ростовской области характерны большее участие в составе гумуса группы фульвокислот и резкая дифференциация его состава по профилю почвы: сразу же за пределам горизонта А гумус приобретает гуматно-фульватный характер.

Содержание"и запасы гумуса, его качественный состав в почвах ка танового типа тесно связаны с количеством обменного натрия в почве но-поглощающем комплексе. С увеличением доли обменного натрия уменьш ются содержание и запасы гумуса в почвах. Солонцеватость способству увеличению в составе гумуса фульвокислот и гуминов; в группе фульв кислот возрастает количество кислоторастворимых соединений, уменьшав ся доля пептизирующихся гумусовых веществ, представленных свободнь гуматами оснований.

6. Доказано, что гранулометрический состав почвы влияет на степень гумификации органического вещества: в более легких почвах степень гумификации выше. Выше и скорость минерализации органически)' остатков, что сказывается на уровне гумусированности почвы. Основна? часть гумуса черноземов сосредотачивается в илистой фракции почв, не роль ила в связывании органического вещества неодинакова по подтипа» черноземов. С глубиной значение ила в закреплении'гумуса увеличивается: степень концентрации гумуса в нем в нижней части профиля достигает 80,8 % в черноземе обыкновенном карбонатном (предкавказском.' и 95,7 7. в черноземе обыкновенном. В составе гумуса илистой част! преобладают гуминовые кислоты. Содержание гуминов в гумусе ила невысоко, что, возможно, связано с переходом их в группу гуминовых кислот в процессе выделения ила из почвы.

7. Многолетние исследования показали,что гумусное состояние почвы в значительной степени определяет процессы формирования структуры, особенно такого ее свойства, как водопрочность. ■ Установлен! наличие прямой коррелятивной зависимости между содержанием'гумуса

углеводов и общим количеством водопрочных агрегатов в почве (г=0,701-0,512 при 5% уровне значимости). Водопрочность наиболее ценной фракции (2-3 мм) тесно коррелирует с количеством воднораство-римого гумуса (г=+0,898) и углеводов (г=+0,929).

8. Показано, что гумус различных по генезису почв не одинаково накапливает элементы питания. Чем меньше в почве гумуса, тем выше в нем содержание подвижных (щелочнорастворимых) соединений, тем больше, например, доля азота, связанного с ними, тем выше его физиологическая активность. В соответствии с этой закономерностью основные почвы Ростовской области выстраиваются в следующий ряд: черноземы обыкновенные карбонатные, черноземы южные, каштановые почвы.

Запасы подвижных гуминовых кислот (ГК-1) -в гумусовом слое могут служить критерием эффективности гумуса. На их основе предложены поправочные коэффициенты к баллам бонитета на качественный состав (эффективность) гумуса: черноземы обыкновенные карбонатные - 1,00; черноземы южные - 1,31; каштановые почвы - 1,42.

9. Установлено, что как в черноземах, так и в каштановых почвах пахотного фонда Ростовской области идет процесс уменьшения запасов гумуса. Происходит это за счет заметного снижения гумусировачности пахотного слоя на фоне отсутствия или слабой выраженности уменьшения мощности А+В, что позволяет сделать вывод о потерях гумуса прежде всего за счет выпаханности почв. Картограмма темпов потерь гумуса свидетельствует о максимальном проявлении дегумификации в районах с преобладанием в почвенном покрове черноземов южных облегченного гранулометрического состава (убыль более 0,05 X гумуса в год). Значительны потери гумуса в черноземах обыкновенных. Черноземы обыкновенные карбонатные характеризуются наименьшей выраженностью этого явления (убьш» гумуса менее 0,01 % в год). Среди почв каштанового типа наиболее существенное уменьшение гумуса наблюдается в светло-каштановых почвах - скорость потери составляет более 0,05 % гумуса в год.

Распашка и вовлечение почв в сельскохозяйственный оборот влечет за собой не только снижение гумусированности, но и изменение качества гумуса. В составе гумуса накапливаются более устойчивые в условиях интенсивного выноса питательных веществ соединения - гуминовые кислоты (преимущественно за счет гуматов кальция).

10. Анализ состояния орошаемых черноземов Ростовской области показал, что у них изменяется весь комплекс физико-химических свойств, в том числе и их гумусное состояние. Наблюдается перераспределение гумуса по профилю почвы. Выявлена тенденция к увеличению "умусированности орошаемых почв. Качественный состав гумуса при оро-иении также претерпевает изменения: увеличение фульвокислот приводит

к уменьшению отношения СгкгСфк.

В условиях орошения под культуру риса получают развитие процессы не характерные для каштановых почв: оглинивание и лессивирование. Нарастает солонцеватость, снижается содержание общего гумуса по всему профилю. В составе гумуса увеличивается доля воднорастворимых форм, фульвокислот и содержание гуматов 1 и 3 фракций. Уменьшается количество негидролизуемого остатка и гуматов кальция. Все это свидетельствует о наличии деградационных процессов, ухудшающих гумусное состояние каштановых почв под рисом.

11. Установлено, что сезонная динамика гумуса и его качественного состава определяются особенностями гидротермического режима вегетационного периода и характером сельскохозяйственной растительности. Сухая и жаркая погода способствует увеличению содержания гумуса и гуминовых кислот в его составе. Растет и доля гумина. Влажное и относительно прохладное лето приводит к снижению количества гумуса е почве осенью. Уменьшается в его составе доля гуматов кальция. Резкое снижение температуры осенью до отрицательных величин способствует переходу углерода негидролизуемого остатка и фульвокислот в гумино-вые кислоты. В количественном выражении эти колебания уровня гумуси-рованности почвы не велики и не превышают 0,5 % (по абсолютной величине). Но для получения объективных результатов необходима стандартизация сроков отбора образцов при изучении гумусного состояния почвы. Для условий Ростовской области нами рекомендованы следующие сроки: апрель - начало мая, август - начало сентября.

Сезонная динамика органических соединений почвы коррелирует с фазами развития сельскохозяйственных культур. Наиболее четко этс прослеживается на примере углеводов. В период активной вегетацго растений содержание углеводов уменьшается и достигает 5-6,5% оч Собщ. почвы. В конце вегетационного периода содержание углеводо! увеличивается до 20-332 от общего содержания углерода органически) ' веществ. Это свидетельствует о важной роли углеводов в процессах гу-мусообразования.

12. Минеральные удобрения усиливают сезонные колебания в содержании и составе гумуса и не компенсируют полностью его потери в процессе сельскохозяйственного использования. В составе гумуса повышается под их влиянием доля подвижных гуминовых кислот. Навоз способствует сохранению гумусового потенциала почвы. Возрастает доля гуматов кальция и уменьшается относительное содержание фульвокислот, чт< приводит к увеличению отношения Сгк:Сфк. Наблюдающееся при это) уменьшение оптической плотности гуминовых кислот свидетельствует о< усилении процессов новообразования гумуса.

13. Для пополнения запасов органического вещества в почвах, бы-

1и привлечены экологически чистые и недорогие материалы - - бурый--------

лголь и удобрения на"его""основе. Исследования показали, что увеличе-ше содержания гумуса после внесения этих соединений в почву происходит пропорционально дозам удобрений. На первых порах значимое уверение гумусности наблюдается при дозах бурого угля 20 т/га и выше. Эффект от низких доз бурого угля и углегуминовых удобрений (0,5-2 '/га) возможен при длительном применении, так как в этом случае 'добрения будут способствовать повышению гумусности почвы косвенным [утем. через повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Ео-¡ее низкие дозы бурого угля и углегуматов заметно увеличивая урожай-гость растений, способствуют повышенному выносу элементов питания из ;очвы и ускорению минерализации почвенного органического вещества, йэтому низкие дозы этих веществ можно рекомендовать только на фоке ысоких доз минеральных удобрений.

Бурый уголь и углегуматы влияют на состав гумуса и структурное остояние почвы.- Характер изменений определяется прежде всего дозами добрений. Низкие дозы бурого угля и углегуминовых удобрений спо-обствуют нарастанию фульватности гумуса. Высокие дозы приводят к тойкому увеличению степени гумификации почвенного органического ве-ества. Структурное состояние почвы изменяется в сторону повышения оли агрономически ценных фракций, увеличивается более чем в два ра-а водопрочность агрегатов. Независимо от формы удобрения отмечена ледующая закономерность: чем Еьпле доза удобрения, тем эффективнее го структурообразующее действие на почву.

14. При внесении в почву препаратов микробного синтеза - про-/ктов и отходов, микробиологических производств (ККЛ и ПМС-2) в виде эбавок к минеральным удобрениям наблюдается незначительное падение зовня гумусированности почвы, которое при длительном применении, эроятно, будет компенсировано за счет более высокого поступления мстительных остатков. Внесение этих препаратов в почву без минешь ных удобрений может привести к усилению дегумификации почв. На ?о указывают изменения в качественном составе гумуса (уменьшение )ли фульвокислот), свидетельствующие об усилении процессов минера-[зации органического вещества. При использовании биологически ак-ганых веществ с целью повышения урожайности сельскохозяйственных 'льтур необходимо применять повышенные дозы минеральных удобрений.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Оценка баланса веществ при почвообразовании в черноземах лесных почвах Северного Кавказа// Географич. проблемы изучения, ох раны и рационального использования природных условий и ресурсов Се верного Кавказа. Ставрополь, 1973. С.98. (В соавторстве).

2.Новый метод расчета общих запасов гумуса в черноземах// Науч ные основы рационального использования черноземов. Ростов-на-Дону 1976. С.64-67.

3.0 взаимосвязи минеральной и органической части в черноземах/ Научные основы рационального использования и повышения плодороду почв. Ростов-на-Дону,1978. С.38-41.(В соавторстве).

4.Состав гумуса черноземов и каштановой почвы Ростовской облас ти// Почвоведение. 1978.N12. С.70-74.

5.Элементный состав гумусовых кислот черноземов и каштановь почв Ростовской области// Биологические науки. 1980. N5. С.91-95.

6.Влияние качественного состава гумуса на урожай//Почвоведе ние.1982. N2. С. 134-137.

7. Особенности гумусообразования и качественный состав гумуса/ Научные основы рационального использования и повышения производи тельности почв Северного Кавказа. Ростов-на-Дону, 1983. С.74 - 8£ (В соавторстве).

8.Пептизирующиеся гумусовые вещества в черноземах Ростовскс области// Черноземы Молдавии и их рациональное использование. Кии» нев, 1983. С.51.

9.Определение гумуса в черноземах Ростовской области различил •методами//Деп.ВИНИТИ 22 июня 1983.N3411-83 ДЕЛ.4 с. (В соавторстве)

10.Особенности качественного состава гумуса предкавказског карбонатного и обыкновенного черноземов//Деп.ВИНИТИ. 23 июня 1983 г N3412-83 ДЕЛ. 12 с. (В соавторстве).

11.Изменение состава гумуса предкавказского чернозема при орс шении // Тез. докл. научн. конференции "Докучаевское почвоведеш-100 лет на службе сельского хозяйства". Л., 1983. С.13-14. (В coai торстве).

12.Качественный состав гумуса черноземов Предкавказья// Извес тия СККЦВШ. Естеств.науки. 1984. N3. С.70-75.

13.Особенности дифференциации почвенной массы черноземов Севе[ ного Кавказа// Тез.докл. VII делегатского съезда В0П. Ч.З. Ташкент 1985. С.27. (В соавторстве).

14.0 физиологической активности гуминовых кислот чернозема каштановой почвы// Органическое вещество в почвообразовании и плоде родии почв. Тез.докл. всесоюзной научн. конференции "Агропочвоведе ние и плодородие почв". Л., 1986. С.

15. Качественный состав гумуса черноземов Предкавказья// Извес тия СКНЦВШ. Естеств.науки. 1984. N3. С.70-75.

16. Адаптация облепихи крушиновидной к различным почвенным услс виям в Ростовской области// Проблемы интродукции растений в степнс зоне Европейской части СССР. Тез. докл. всесоюзной научн. конфереь ции. Ростов-на-Дону, 1983. С.94-95. (В соавторстве).

17.0 динамике гумуса в черноземе обыкновенном// Тез.докл. VII Всесоюзного съезда почвоведов. Книга 2. Новосибирск, 1989. С. 22.

18.Гумусное состояние и распределение тяжелых металлов в почве 30-км зоны Ростовской АЗС//Проблемы землепользования на современнс этапе перестройки.Вып.3. Киев,1989.С.180-183. (В соавторстве).

19.Влияние бурого угля и органо-минерального удобрения "Клат ран" на гумусное состояние почв// Интенсивное земледелие и охраь окружающей среды. Тез.республ. н.-т. конференции. Волгоград, 198Е С. 181-182. (В соавторстве).

20.Влияние бурого угля и его композита с карбамидом на гумуснс состояние луговой почвы// Деп. ВИНИТИ 15 мая 1990. N2614-B90. 15 с (В соавторстве).

21. Влияние сельскохозяйственного использования на гумусное состояние каштановых почв Ростовской области//Экологические аспекты использования и охраны почвенных ресурсов Молдавии. Т. 1.Кишинев,1990. С.79-80. (В соавторстве).

22.Сезонная динамика содержания гумуса и ферментативной активности чернозема обыкновенного карбонатного// Почвоведение. 1990. N10. С.86 -93. (В соавторстве).

23.Влияние фитомелиорации на гумусное состояние чернозема обыкновенного сильносмытого и мочаристой почвы// Экологич. аспекты мелиорации Северного Кавказа. Tea.конференции. Новочеркасск, 1990. с.101-102. (В соавторстве).

24.Содержание и распределение углеводов в почвах Ростовской области/ /Биологические науки. 1990.N12. С.134-143. (В соавторстве).

25.Качественный состав гумуса чернозема обыкновенного карбонатного и мочаристой почвы Ростовской области// Тез.конференции. Элиста, 1990. с: (В соавторстве).

26.Влияние бурого угля и его композита с карбамидом на состав гумуса чернозема южного// Вестник. ЛГУ. Серия З.Биология. Вып.4. Л.,

1990. С.105-106. (В соавторстве).

27.Влияние фитомелиорации на гумусное состояние мочаристой почвы и чернозема обыкновенного сильносмытого// Вестник ЛГУ. Серия 3. Зиология. Вып.4. Л.,1990. С.107-108. (В соавторстве).

28.Влияние фитомелиорации на гумусное состояние мочаристых точв//Улучшение и использование малопродуктивных почв. Новочеркасск,

1991. С.80- 88. (В соавторстве).

29.Seasonal dynamics of humus content and enzymatic activity in in ordinary carbonate chernozem// Soviet Soil Sei. V.23. N2. 1991. [В соавторстве).

30. Применение бурого угля и гуминового удобоения на некоторых гочвах Ростозской области// Почвоведение.1992.N1. С.139-143. (В со-шторстве).

31.Влияние бурого угля на гумусное состояние и структуру тем-ю-каштановой почвы рисового севооборота// Тез.конференции. 20-21 !ая в НИМИ. Новочеркасск, 1992. С.3-9. (В соавторстве).

32.Влияние препаратов микробного синтеза ка плодородие чернозе-¡а обыкновенного карбонатного под люцерной// Тез.конференции 20-21 ;ая в НИМИ. Новочеркасск, 1992. С.10-11. (В соавторстве).

33.Состав и молекулярная структура гумусовых кислот некоторых очв Ростовской области// Биологические науки. 1992. N6. С.69-77.

34.Влияние углегуминовых удобрений на структуру староорошаемого ернозема обыкновенного// Проблемы землепользования в степной зоне, овочеркасск, 1992. С. 54-59. (В соавторстве).

35.Влияние экологически чистого удобрения (бурого угля) и био-огически активных веществ на гумусное состояние почвы под рисом// роблемы землепользования в условиях реформирования экономики. ып.З. Киев, 1993. С.83-86. (В соавторстве).

36.Влияние биологически активных веществ- (БАВ) на гумусное сос-эяние чернозема обыкновенного карбонатного под люцерной//Проблемы эмлепользования в условиях реформирования экономики.Бып.З. Ки-в,1993. С.87-89. (В соавторстве).

37.Влияние почвенных условий на развитие облепихи// Интродукция ютений. Ростов-на-Дону, 1993. С.39-44. (В соавторстве).

38.Пути трансформации гумуса в черноземе обыкновенном карбонат-эм при внесении высоких доз навоза//Современные проблемы почвоведе-1Я и экология. Тез.конференции (Красновидово,23 - 28 мая 1994). М., )94. С.78. (В соавторстве).

39.Влияние препаратов микробного синтеза на структуру чернозема ¡ыкновенного карбонатного под люцерной// Антропогенное воздействие i городские и сельскохозяйственные ландшафты. Новочеркасск, 1994. 52-57. (В соавторстве).

40.Bioactive Substances (BS) Influence on Humus Condition o: Carbonate-Containing Ordinary Chernozyom under Lucerne// Transacti ons 15 th World Congress of Soil Science. Acapulco. Mexico, July 10-16, 1994. Commission 2. Poster sessions. V.3b. P.50-51. (В соав торстве).

41.Изменение агрофизических свойств черноземов под влияние; сельскохозяйственного использования// Материалы межгосударственного научного семинара "Современные проблемы окружающей среды и воспроиз водства почвенного плодородия: экология, экономика, право". Одесса 1994., С. 172-174 (В соавторстве).

УПЛ РГУ. Зак.274. Т.- 100. 2.11.94