Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ МОЧАРИСТЫХ ПОЧВ ВОСТОЧНОГО ДОНБАССА

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ МОЧАРИСТЫХ ПОЧВ ВОСТОЧНОГО ДОНБАССА"

КУБАНСКИЙ ГОСУдаРСТВШКЯ ЛГРАРШД УНИВЯРСЖТ _ . На правах рукописи

11ШША ЛВДЩА ПАВЛОВНА.

17МУСН0Е СОСТОЯНИЕ МОЧАРЖШХ ПОЧВ ВОСТОЧНОГО ДОНБАССА Сцвдиальноать: 06.01,03-агропочвоведение я агрофизика

"АгВ ТО РЕФЕРАТ ,

диссертации на соискание ученой степени кандидата о в льокохо эяйо тввнншс наук

Краснодар-1995

- а,),;и^ї&ї? -Іус-г • ■ :

і'грмозг^- .

"ьбота зылолнэна на кафедре почвоведения я і лаборатории "Повышения плодородия почв" Донского государственного, аграрного университета

Научный руководит алы доктор биолосичеоких наук,'

профессор]н.£.Мшкин

доктор 6йологич9скех наук, профессор В Л .Калинячанко

' Научный консультант: доктор биологячэскях наук.

\

профессор В.Ф.Вальков

Официальные оппоненты: ' доктор биологических наук,

профессор Е .В „Тонконтенко

кандидат сэльскохо зяйотввяаых наук Е,М,Цэылев

Ведущая организация: Южгилрсзодхоэ

Зашта ооотьдтоя " ЭД " и^Т_И95 г.

на заседание Дяосартационного совета Кубанского государственного аграрного университета К 120. 23.05

Адрес: 250044 г.Краснодар, ул.Калинина ІЗ, КГАУ С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного аграрного университета. 4 Автореферат разослан _"__ 1995 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета

кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент . В-В-Кс:і;- *

г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность-исследований. Современное развит сельскохозяйственного производства обусловливает коренные изменения в экологии природных условий. Это вызывает зволяцив почвенного покрова и плодородия слагающих его почв. Одним из основных фак-юров, антропогенно обусловливавших деград&цио агроэкостотен в черноземной зоне является широкое распространение среди авіомор-фных черноземов своеобразных гидроыорфных почв склонов, называемых кенарами. Эти почвы занимает спорадически подтапливаемые учасіки местности в авіоморфннх условиях. Только в черноземной зоне площади под такими почвами достигают более 10 млн.га. Они распрстранены э Молдавии, на юге и его-западе Украины, Северном Кавказе. В Ростовской области мочары приурочены к Восточным отрогам Донецкого кряжа и занішают площа ль 60-80 тыс.га.

Ареалы мочаристых почв постоянно расширяйся. Зішу способствует рост культуры земледелия, направленного на более полное поглощение осадков путем глубокой пахоты, широкое применение противоэрозионных мероприятий, агротехнических приемов уменьшения испарения влаги с поверхности.

формирование мочаров связано с цикличностью осадков, характеризующейся повышенной увлакненносіью последних лет. В то ке время эти почвы изучены краяне недостаточно. Нет единого представления об их генезисе, классификации, номенклатуре. В литературе мало сведений по проблеме оптимизации агрозкосисіемн с участей мочаристых почв, их мелиоративного, гумусного состояния •/. путях повышения плодородия.

Органическое'вещество в значительной степени влияет на »се почве к ко-мелиоративные процессы я в конечном итоге является интегральный показателем плодородия. В связи с этим актуально изучение способов ранней и поздней диагностики трансформации почв,? частности эволюции черноземных почв в ночаристне на основе изучения показателей гумусного состояния, а также комплексные исследования мочаров'с цель» решения вониосов^ловышения плодородия и рационального использования этих земель.

Цель и задачвисследования. Цель наших исследований- изучить гунусное состояние комплексов черноземов с участиям мочаристых почв Восючного Донбасса.

Программой исследования предусматривалось решение следующих задач:

ТТОШН^ичір^ід^^^іііа нруцессы в цочарах;

изучать генезис и

ИЛУЧЧЇЯ ЬИ5.'!;ЮТ£КА .->дь:иохйз ачадемии

з

- изучить гуиуСЕОе состояние цочарисів^ почв: определить различия в качественной составе гуиуса, исследовать распределение подвижных г уа усов их веществ по профилю, а также различных каїегорий ила и гумуса в его составе; изучить состав и.строение препаратов гумусовых кислот; "г

- изучить влияние различных приемов мелиорации на показателя гумусного состояния, условия гуиусообразования и урожай сельскохозяйственных культур в агроэкосиетеме с участием мочаристых почв;

- охарактеризовать особенности гумусного состояния, мелиорируемых иочарястых почв и -на основе этого выявить наиболее надежные и информативные показатели для гыбора наиболее эффективных приемов мелиорации мочаров.

Научная новизна. В работе впервые на основании современных методов исследований изучены гумусное состояние и почвекно-мелио-ративные процессы комплексов черноземных и мочарисшх почв, Выявлены особенности качественного сосіава гумуса, содержание и распределение подвижных гумусовых веществ по профиле, а іакже ралич-ных категория кла и гумуса в них. В препаратах гумусовых кислої определен элементный состав, выполнены дифференциальный іермоана-лиэ я инфракрасная спектроскопия.

Изучено влияние комплексного способа мелиорации, .включавшего посев многолетних трав и кротование почвы на глубину 50 см, на почвенно-иелиоративное состояние мочаров и улучшение их плодородия.

Практическая ценность работы. Результаты исследований позволили выделить наиболее характерные показатели гумусного состояния мочаристых почв по сравнению с зональными- черноземами обыкновенными. Это дало возможность обосновать оптимизацию гумусного состояния, улучшить агро-физические свойства и повысить плодородие мочаристых почв при интенсивном сельскохозяйственном использовав нии на фоне мелиорации. Резулматы исследований позволяет рекомендовать комплексный способ мелиорации, вклвчапщкй посев многолетних трав и кротование почвы на глубину 50 см, как наиболее эффективный для мочаристых почв. '

Разработки вошли в-состав рекомендаций "Мелиорация мочаристых почв Ростовской области " (1988 г.) и "Технология мелиорации избыточно-увлажненных (мочаристых почв) склонов в Ростовское области" (1591 г.) ■ -

Апробация работы. Материалы и результата работы доложен^ и обсуждены на научных конференциях ДонГАУ (1985,1590,1991 г.г.),

/Л! съезда почвоведов ^Новосибирск, 1589 г.), региональной научно-технической конференции "Экологические аспект иелиорации Северного Кавказа" (Новочеркасск, 1990 г.), региональной конференции молодых ученых и специалистов СНШСХ ЦЧП ш, В. В. Докучаева, 1990 г.), конференции посвященной ЮО-летню Д.Н.Прянишникова (РГУ, 1950 г.), конференции "Гушшовш вещества в биосг;«ре: народнохозяйственное значение и экологическая роль" (Москва, 1990 г,;, региональной научно-практической конференции "Биотехнология и производство экологически чистой продукции сельского хозяйства" (Персиановка, 1994 г.).

Основные положения диссертации изложены в 9 печатаих работах.

Лесю и время выполнения работы. Настоящая работа выполнена , на кафедре почвоведения и в лаборатории "Повшения плодородия почв Донского аграрного университета. Палевой опыт был залоиеп в совхозе "Каменный Брод" Родионово-Несветевского района Ростовской области.

Объем к структура работы. Диссертационная работа изложена на 236 страницах машинописного текста, включает 34 таблицы и 24 рисунка. Состоит из введения, 4 глав, общих выводов, приложения. Список литературы включает 106 наименований, из них ¿1 иностранных.

I. УСЖШЯ ОБРАЗОВАНИЯ МОЧАРИСШ ПОЧВВОС1 ОЧНОГО ДСНЕАССА.

Центральное место орфографической основы Донбасса занижает Донецкий кряж.Поверхность кряка сильно пересечена балками и оврагами, причем х&зница между глубиной вреза речных долин, балок и высотой водоразделов составляет 100-150 и. Характерно, что более 50^ территории Донецкого кряжа занимает покатые и крутые склоны, поэюму здесь сильно развита эрозия почв.

По физико-географическому положении этот район находится в зоне недостаточного увлажнения. Среднегодовое количество осадков составляет 430-450 ми. Гидротериический коэффициент равен 0,7-0,8, что характеризует климат как засушливый. Таким образом, на этой территории нет условий для промывного водного режима. Однако, образование мочаристых.почв здесь не случайно, т.к. именно "открытому Донбассу" присущ своеобразный состав и строение почво-грунтов, наличие водоупорных пород (скифские гливы и глинистые сланцы), интенсивные эрозионные процессы, связанные с постепенный относительным поднятием территории Донбасса, что способствует более высокому залегания водоупорной толщи, №ш образом, близость водоупорных глин к поверхности, вис екая культура земле-

деляя, направленная ка накопление и сохранение влаги, широкое пржензпке противоэрозяоиных мероприятий, а также увеличение за последние г од к количества осадков способствовало создании на отдельных участках незначительного положительного ладного баланса. 1оказательс1вом этого ио*ет служить анализ дебита родников бассейна реки Кундрсч^я, расположенной на территории Восточного Донбасса. Многолетняя динамика суммарных атмосферных осадков, кросс-корреляционный и периодограммный анализы показали устойчивую тенденции нарастания увлажнения климата. Причины этого-естественная цикличность цноголеткего хода атмосферных осадков, возрос за я загрязненность атмосферы, увеличение площадей внутренних водоемов и пассивов орошения (Ыинкин, Калиниченко, Назаренко, 1591).

2. Объект и методы исследования.

Исследования выполнены на гидроиорфных почвах склонов Восточного Донбасса в пределах Ростовской области. За период исслз-дований било заложено 30 разрезов глубиной до 2 м с морфологическим описанием и отбором почвенных образцов по генетическим геризоктан.

Во второй главе дана морфологическая характеристика, описаны физические, физмсо-хюшческне и-химические свойства почв мочар::с-того комплекса.

Предполагается, что кочаристые почвы в сгепяоа зоне представляет в разной степени преобразованные вследствие подтопления зональные черноземы.

Для выбора наиболее эффективного способа мелиорации иочарис-тых почв в совхозе "Каменный Ерод" Р од и он ов о -Не све хае век ог о района Ростовское области был заложен полевой опыт по схеме:

1. Черный пар (контроль)

2. Пар занятый эспарцетом .

3. Пар занятый донником

Повгорность опыта трехкратная, площадь делянки 640 и. Изучение влияния различных приемов мелиорации на показатели гумусного состояния, условия гумусообразсвания и урожай сельскохозяйственных культур проводилось по двум фона«:

1. Фиюмелиоративный (посев многолетних трав донника и эспарцета),

2, Комплексный С включающие посев многолетних трав и проведение , кротования на глубину 50 см). ;

Лабораторные исследования^ отобранных образцов выполняли по "общепринятым методикам, изложенным Ё.В.Арикушкняоя (1970).

іроні акализов, вшолаенных общепринятыми методами, проводили следующие исследования:

-содзрданкет, cocías гумуса определяли по методу Тюрина в иодкф;:-кации Никитина; групповой и фракционный состав гуыуса по иегоду Тюрина в цодийжацяи Пономаревой, Плотниковой (Орлов, Грішна, ПС^.

--Зтгрсделекпе подвкжних гумусовых вєцесів переходящих в водеус, щелочную ir кектряльнуо шгрофосфатнуп внгяжкя- по не годике Почв;н-а его института (I?S4);

-для определения элементного анализа г ум ивовых и фульвокислої использовали автоматический С,Н,f/анализатор фирмы Паккард; -ЛХ-спехтра сн^алк на приборе ИКС-14 используя метод табдеігрова ния препарата гумиковоп кмслоіь с брошхтыи калиги; -іери:»ческі:Гі анализ гуккновкх кислот въполизн при ¡:зі:ене:і:;;і температуры от комнатной го ІООО°С на дериваюграфе Q-I5S0 Д (8:ЇР), скорость повкзгняя температуры Ю°С в минуту, в кач;стзе э га л спело польз свали прокаленную Ai (Орлов, Грппнна, K-6I),

з. гтаусгш с осі сяк; Í5 аочдрисш почв.

3.1.>Содзряание и засасы гуиуса.

Паане&зики показателями,' определяющими почвенное плодородие тадяптся содержание, запасы и состав гуыуса. Особзішосіи гумусного состояния тесно связаны с их формированием б сухосізпнод зоне. Для них характерно повышенное содержание гумуса е верхних горизонтах и постзпзкное укеиьпениз с глубиной.

Позкиеннш содзряанкем гуиуса отличается лугово-чараозеинке (4,50-5,32?) и лугов о-болотные (4/34-5,5^) аочаристыз потаи, Чернозекно-луговые ыочаристне ночви характернзуаіся несколько яспыоеи содер::^к::ец гумуса 0,ЯЗ-4,бїЗ), Наибольшая гуиу скованность мочароз iío с palme in: в с зональными почвам:!- черноземами, объясняется тел, что они лучше увлзннены, Б связи с Ч5Ы складывайся йкагопркяїкиз условия для1, развития растительности, мнтен-сигнез идут процесса накопления-раз ложен:: я органического вещества,

Pan ас я гумуса в слое 0-1,2 и чернозема обыкновенного с оставляют-383 т/га, лугово-черноззшоп мочарястой-404 т/га, лугово-заютноа цочарисюа-462 т/га.

3.2. ч^акцио:то-група ов оя состав гумуса.

Одни: из основных факторов в значительной степени определл-

состав и уровень вакопления органического вещества в цочаркс-п.х почвах является длительный перпод их устойчивого переувлаж-

7

I

пения с последующим периодом иссушения. Взаимосвязь процессов -увланнеяия и иссушения сказывает существенное влияние на деятель !юсть почвенной микрофлоры, на характер поступления в почву органических остатков, биологическую активность почвы, что в конеч я он тоге вызывает существенные сдвиги биохимических процессов.

Сезонные колебания уровня минерализованных грунтовых вод^ приводят к развитии йроцесеов засоления, осолонцевания и огле-г ения; и сопровождается из йене киек г укус ног о сосхояния избыточно увлажненных почв склонов.

Результаты исследований (тайл.1) показали, что во фракцион-ко-групповои-составе гумуса как мочаристых почв, 1ак и чернозема гушгаовие кислоты преобладают над- фу львокаслотами в верхних горизонтах, а вниз по профили соотношение меняется в сторону увеличения дели фульвскисло1. Низкое соотношение Сгк:Сфк в нижележащих горизонтах почв М.Л.Кононова С1963) объясняет высокой на-прялеинос1ьс биохимических процессов, что обусловливает образование менее сложных гумусовых кислот типа фульвокислот.

В иочаристых почвах происходит образование фулвватно-гучат-ного типа гукуса. Наблюдается увеличение подвижных фракций ГК-1, ЙС-1а и ФК-1,Установлена тенденция потери фракций ГК-2 и ФК-2, связанных с обменным кальцием, что приводит к ухудшение почвенной структуры, появление слитизации, образованию гумусовых затеков в нижележащих горизонтах. Отмечено увеличение содержания фракций ГК-З и ФК-3, связанных с глинистыми минералами и устойчивыми формами полуторных окислов, что возможно обусловлено тран сформационныыи превращениями слоистых силикатов, вызванными мо-чаристым процессом (Назаренко, 1990).

Гакиы образом, развитие мочаристого процесса на черноземах приводит к образованно лугово-черноземных, черноземно-луговых и лугово-болотных мочаристых почв, состав гумуса которых отличается от зональных почв.

3,3. Распределение подвижных гумусовых веществ по профита мочаристых почв.

При смене экологических условий ранняя диагностика изменения гумуснаго состояния почв возможна на основе изучения динамики подвижных, наименее стабильных и. не прочно связанных>с минеральной частьо гумусовых веществ.

Наименьшее количество подвижных гумусовых веществ экстрагируется водой (рис.1). Для чернозема обыкновенного абсолютное содержание зтой фракции в горизонте Ап- 2,7 мгЛОО г, вниз по

Глубина

взятия:

• образца, си I

Таблица I.

Фракциовно-групповоя состав гумуса мочарис1ых почв С в % ог Собщ,почвы )

! Гу|у

с,! Собщ.!

по^вы!

I

Гуминовые кислоты _ I ! 2 ! 3 !

фульвокислоты

Сулиа! 1а ! I ^ 2 '! 3

I

I

Сунна

Н.О. -Сгк !Сфк

Чернозем обыкновенный

(кго 4,78 2,78 3,25 32,72 6,82 42,79 1,46 4;?7 9,78 4,60 20,11 37,10 2,13

20-45 3,75 2,18 2,63 32,60 6,24 41,37 1,65 4,84 10,47 5,23 22,10 36,44 1,86

45-60' 2,65 1,54 2,48 24,58 5,86 32,92 ■ 2,24 5,52 19,37 5,87 33,00 34,06 0,99

60-В5 1,92 1,22 1,65 18,97 5,29 25,91 . 2,62 6,84 20,95 6,24 36,65 37,44 0,71-

65-120 0,55 0,55 Мб 14,35 5,43 21,24 3,42 7,53 23,61 7,16 41,73 37,03 0,51

Чернозеино-лутовая мочаристая

0-20 3,86 2,25 5;сб 28,64 7,62 41,31 1,66 5,63 7,36 7,62 22,27 36,42 1,86

го-35 3,48 2,02 4,19 25,26 7,58 37,03 Г,84 7,27' 9,12 8,18 26,41 35,56 1,40

35-50 2,75 1,62 3,32 22,31 6,43 32,06 2,58 8,77 18,87 9,26 39,48 28,46 0,81

50-75 1,95 1ДЗ 2,15 '16,18 6,29 24,42 3,07 ,9,86 20,64 10,63 44,20 31,18 0,56

75-110 0,72 0,42 2,11 12, Це 5,87 20,46 ' 3,56 10,23 22,45 10,98 47,22 32,32 0,43

Лугово-болотная мочаристая

0-20 5,56 3,27 7,32 20,7*5 ю, ее 35,53 2,78 5,74 7,89 7,62 24,03 37,03 1,62

20-30 4,84 2,61 6,18 18,3« 10,63 35,15 2,66. 6,53 9,84 8,47 ' 27,50 34,35 1,28

30-60 3,77 2,19 4,46 15,62 9,64 29,92 3,29 6,87 14.62 10,58 35,36 34,72 0,85

60-60 2.72 1,58 3,84 10,56 7,72- 22,12 3,62 5,73 £6,78 9,89 40,02 37, еб 0,55

80-120 1,64 0,Г5 2,11 8,37 5,64 16,12 3,78 10,66 15,65 10,45 40,63 43,25 0,39

со

профили равномерно уменьшается до 0,5 кг/100 г. Для всех мочаристых почв выявлена следующая закономерность- в слитых горизонтах происходит накопление воднорастворьшых гумусовых веществ, так в черноземно-луговых до 2,5-3,0 иг/100 г, лугово-болотой до 4.5 иг/100 г. почвы.

Установлено, что максимальное количество подвижных гумусовых веществ, извлекаемых щелочной вытяжкой сосредоточено в пахотных горизонтах почв и постепенна убывает с глубиной (рис.2). В вытяжку переходят преимущественно фульв окисло ты, отношение CrKiOJic не превышает 0,36. Для чернозема обыкновенного характер* но постепенное уменьшение как ГК так и ФЕ вниз по профилю. Для всех мочаристых почв отмечается увеличение фракций подвижных йульвеаскслот, особенно в слитых горизонтах до 25-36 мг/ЮО г.

Количество гумусовых веществ экстрагируемых нейтральной пирофосфатной вытяжкой в мочаристых почвах в 1,5-2 раза вше, чем в черноземе обыкновенном. Установлено, чю в пахотных горизонтах происходит увеличение фракции гуминовых кислот, а вниз по профилю идет постепенное уменьшение. Для фракций фульвокислог характерна обратная закономерность- вниз по профилю происходит увеличение, что приводит к с уде ни с соотношения Сгк:Сфк.

Повышенное содержание подвижных фракций гумуса в мочаристых почвах по сравнению с черноземом, объясняется, вероятно, специфичность!) условий трансформации гумусовых веществ, новообразованных из корневых и пожнивных остатков, заключающейся в повышенной гидроморфизме этих почв и интенсивном поступлении растительного опада^. С другой стороны, обогащение почвенного профиля соединениями неспецифической природы, которые могут накапливаться в результате периодической смены режимов увлажнения и иссушения, развития процессов засоления и осолонцевания.

3.4. Элементный состав гумусовых кислог.

Элеиеятный состав гумусовых кислот служит для выяснения особенностей процессов гумификации в различных почвах и для определения строения вещества, в свяэи с этим является необходимым этапом исследований при изучении гумуснсто состояния почв. Следует отметить, чю подобные исследования в мочаристых почвах ранее не проводились.

Элементный состав как гуминовых так и фульвокисют мочаристых почв неодинаков (табл. 2). В препаратах гумусовых кислот исследуемых почв отмечено преобладание углерода над водородом. Для мочаристых почв установлено, что содержание углерода в гумкновьх

5 15 '25 3 5 15 ^ , ? Р

С,иг/100г.

Рис. I Распределение водно-растворииых гумусовых веществ по профиле:

1-чернозеи обыкновенный;

2-луг ов о-че рн оэ емка я мочар истая;

3-лугово-0одоткая мочаристая.

Ш

Рис.2 Распределение подвижных гумусовых вощсс1в, переходящих в щелочную вытяаку по профилю:

I-чернозем обыкновенный;

II- черн оэ ем но -луговая мочаристая;

III- лугрв о-болотная мочар истая.

кислотах л низ по профиля увеличивается. Іругюі вакныи элеигитои. является водород. Для чернозема обыкновенного отпечено уменьее-ниа вниз по профилю этого элемента. Для мочаров единой закономерности нет. Увеличение содержания водорода в луг ово-йол откол моча рис той почве возможно связано с тем, что профиль её оглеен, что откладывает .отпечаток на окислительно-восстановительные процессы. Содержание кислорода в препарата* гуминовых кислот мочаров ниже чем в черноземе, вниз, по профилю происходит уменьшение. По содержанию азота иочары очень близки к зональным почвам, установлена тенденция к уменьшение этого элемента вниз по профилю.

Элементный состав препаратов фульвокислот исследуемых почв указывает ка большое сходство их между собой. Однако, следует отиеппь, что препараты ФК мочаристых почв являются более окисленными чем чернозема, ¿ля всех препаратов фульвокислот содержание водорода выше чем углерода. Содержание углерода, кислорода и азота очень близко к чернозему обыкновенному.Отмечалось постепенное уменьшение азота ФК вниз по профилю, что как и в препаратах ГК связано с поступлением растительных осіаїков в почву.

Расчет степени окисленнссти гуминовых кислот ночаров показал, что оті в большей степени окислену чей ГК чернозема, за исключением лугово-бсиіоіной иочаристой почвы, где для более г::;-боких горизонтов гумлновые кислоты носяі восстановительный характер, что такие связано с оглееностьп профиля эюп почіш.

3.5. Инфракрасные спектры и дифференциально-териическид анализ тупиковых кислот.

Чтобы лучае понять природу главной составное части гугтуса-гуминовых кислот.бши использованы современнее методы исследований- инфракрасная спектроскопия и ди£;фереиш!альн0-тершіческіш анализ.

На рисунке 3 представлены ИІС-спекіри изучаемых почв. Сопоставление колебательных спектров показывает, что они имеют больное сходство со спектрами гуминовых кислот, представленных в ряде работ (Орлов, ІРЄ5; Орлов. 1574 ). Во всех препаратах гуминовых кислот мочаристых почв есть широкая, переменной интенсивности полоса поглощения с несколькими неярко выраженными максимумами в области 3460-2960 см"*, что указывает на присутствие группы опиртовой, фенольной и кислотной природы. В спектрах но; появляются полосы ароматических С-Н групп при 3030 см"1. Это _ подтверждает, что ароматическое ядро представлено «вогозаиеьен-

Таблица 2.

Элементный состав г ум ивовых я фульвокислот почв мочаристого комплекса (весовые % ).

Глубина ■; ! Гуинновые кислоты_' ____. Фульв окис лоты

взятия образпа, см ! I С ! Н I ! 0 ! ^ ! Зола а г ! С 1 Г У я 1! ! 0 ! I 1 1 Зола .!

Чернозем обыкновенный

0-20 56,43 4,72 39,63 5,60 5,12 40,69: 4,67 48,65 3,90 12,23

20-45 55,82 4,53 36,37 4,27 6,07 41,52 . 4,62 48,52 .3,68 Г 2,32

45-60, 55,74 4,46 37,92 .4,18 5,28 41,64 4,54 49,37 3,75 15,84

60-60 55,67 4,30 36,64 3,23 6,34 41,66 4,48 49,25 3,54 15,76

— Черноземно-луговая мочаристая

0-20 59,12 4,58 37,89 5,28 8,32 43,25 4,62 45,42 4,40 18,12

20-39 ■:59,6ч 4,47 37,66 4,37 7,18 43,38 4,97 52,61 3;62 : 17,35

35-50 - 60,73 4,52 ■36,58 4,13 8,06 42,64 5,18 52,84 3,53 16,24

50-75 6(М>5 4 ¿38' ! 35,47 2,96 9Д5 42,^ 2 4,87 52,67 ЭД7 18,43

X Лугово-болотная мочаристая

0-2 0 59,65 4,32 37,75 5,28 8,11 42,86 4,76 51,23 3,87 16,74

20-30 60,44 4,-26 ^7,66 4,37 9,24 43,69 4,69 52Д2 3,72 18,53

30-60 61,53 4,б7> 3$,56 4,13 10,16 43,84 . 5,12 53,30 3,51 18,46

60-00 61,67 4,76 36,45 2,39 10,37 43,57 5,08 53,70, 3,20 18,32

ІЗ

•льки кольцами v.Орлов,IS7£). Наиболее интересна область волновых ч:ісел от 1710 до 1(50 ск , где есть различия. Для всех препаратов гуииновых кислот наблпдается интенсивная волоса пглощенкя с максимумом 1710-1720 см-1, которая обусловлена карбоксильными группами и может быть представлена кетонами, альдегидами, карбоновими кислотами. Хорошо выражена полоса І650-І5Ю см характерная для амидной группы (Амид I). Наблизимся и небольшие уступы на этой полосе,которые мокно объяснить деформационный колебанием А/К или смешанным колебание« ОСЛ/иА/Н Сделооа амцд II). Наиболее интенсивно полоса 1710 и 1650 см'1 проявляется в лугоио-болотноя мочариотоя почве. Jaiee отчетливо прослеживается полоса с саксииумаии £400-1420 ои-і, в образовании которой могут принимать учаоїие ион кар б ок с ила іа СООГ деформационные ^опебания С-й, колебания групп Ш спиртов и фенолов. Усгупы ШО и 1150 си"1* обусловлены влиянием минеральных компонентов, присутствуйте в тупиковых кислотах в виде примесей органо-минеральнык^компонентов. Наблюдаемые полосы слабой интенсивности при 820, 840 к 8^0 см-1, воэцокно связаны с виеплоскоотными деформационными колебаниями С-Н групп в ароматических кольцах.

Іаким образом, мокно предположить, что в мочарисгых почвах . іромаїическое ядро гукиновых кислот представлено в виде многоза-неценных соединений, содержащие внешние сопряженные двойные сея-зи, преимущественно за счет карбоксильных и карбонильных групп. Уменьшение полос поглощения, соответствующих компонентам периферических струкіур С 1400, 1230, ІС60 см~Ъ. возможно происходит за счет отщепления гидролизуемой части от молекулы гуминовых кислот, чго приводит к увеличению доли наиболее ароматизированных мешекуа.

Дифференциально-термический анализ подтверждает двухяонпо-пентное строение гуминовых кислот: периферическая часть включает алифатические цепочки различной длины и функциональные группы а центральная часть представлена более устойчивыми формами али^а-'тнческих цепей, отдельными циклами и ароматическими кольцами, бензоидныма структурами. Полученные в ходе анализа кривые "ДІА" воз пика ицие в процессе пиролиза гум и новых кислот, характеризуют интенсивность эндо-'и экзоэффектов (рас,4). Сходство основных термических эффектов позволяет утверхдаїь, что гуминовые кислоты мочаристых почв очень близки во своему составу к ГК чернозема обыкновенного. Однако, они отличается большей термостабиль-костьо. Не менее выразительны и особенности, связанные с глуби-.

Рм.$. Инфракрасные сшктры гу-миаошх кислот следующих почн: I — чернозема обыкновенного гор. Л (20-45 см), 2-гор, В (45-85 смК а - чврноэвыно-л у ГО ВОЙ мочаростой гор. Л (20-35 ем), 4 - гор, В (35-45 си); И— лугово-болотной мо-чарнстой гор. А (20-40 см), в ■ гор. В (40-60 см)

Рис. V. « - Кривые ДТА гумнноныс кислот чернозема обыкновенного: I ■• гор. Апах (0-20 см), г-гор. Л (20-45 см), 3 - гор, В (45-68 см); 6 - чериоэемно-лугоаой иочарнетой дючви. 1 -гор. Апах (0-20 см), 2-гор. А (20-35 см), 5 - гор. Н (35-48 см); « - луговорилотнои мо-чмристон почвы; 1 - гор. А (0-20см), *-гор. А1 (20-40 см», »-гор. II (40-60 см)

РИС.?

ной взятия образцов. Вниз по профилю наблюдается общая тенденция к повышению* устойчивости препаратов гуминовых кисл01. Это позволяет считать, что гуминовые кислот верхних горкзонюв не являются столь зрелыми, как ГК более глубоких горизонтов. Это объясняется ieu, чю в верхпюв часть профиля поступает большое количество свежих растительных остатков, накапливается иного новообразованных гумусовых кислот, несущих признаки исходных продуктов. В результате кривые "ДТА" несколько сглаживаются за счет наложения несколько близко расположенных эффектов. В гуминовых кислотах из нижней части профиля ароматическая и алифатическая части в значительной степени обособлены: каждая из них вступает в реакцию в строго определенном интервале температур (Орлов, Дубинин, Едькина, 1968).

На основании кривых "ДТА" индивидуальных соединений установлено, что термическая устойчивость вещесгв возрастает с увеличением количества циклических структур в их составе, а также с увеличением степени конденсированыости циклов. Поскольку исследуемые нами препараты гуминовых кислот ыочаристых почв разрушались при более высоких температурах, чем гуминовые кислотц чернозема обыкновеяного, можно полагать, что они в большей степени обогацены циклическими, в том числе, и бенэоидными фрагментами.

вамяниз различию: гига да цешорацш на"п сказа ши

шусного состояния, условия гунусообразшаш-ш и уроеай сельсшсшйствешш ютьтур в агрс0к0с1стеж с участлеу уочарйсш почв.

В нашеп работе в условиях полевого опыта йыли изучены такие способы мелиорации, как щиюкелиорация ц комплексный способ, включавший посев многолетних трав и кротование почвы на глубину 50 см. в качестве фнтомелиорантов высевались многолетние травы- эспарцет и донник. Предполагалось, что возделывание в течение 2-х лет этих бобовых трав улучши в первую очередь показатели гумусного состояния, а также водно-физические, фнзико-хякические свойства. Просев многолетних трав на первых этапах мелиорации позволит более* рационально использовать территории совхоза, так как большинство мочарвстых почв сильно засолены и не все сельскохозяйственные культуры могут развиваться хорошо даже при отсутствии переувлажнения.

Изучение динамики гумуса в палево« опыте с многолетними

гра ваий прежде всего показало нестабильность его состояния по сезонам и неоднозначный характер изменений в отдельные годы, По все« вариантам опнта установлена четная,закономерность- от весны к лету содержание гумуса несколько уменьшается, а затем к осени возрастает. Через 3 года после мелиорации установлено, что наиболее эффективным является комплексный' способ. Паксималь ное увеличение гумуса было в варианте с донником- на 0,3й£ от контроля, что составляет около II т/га гумуса. Это возможно связано о тем, что кротование почвы на глубину 50 см на фоне дренажа, способствует создании благоприятных условий водно-воздушного режима, что в сочетании с возделыванием бобвых тра?. улучшает процессы гумификации.

Для '.осуществления контроля'за уровнем плодородия необходимо внбраіь наиболее надежные к информативные показатели, отр;: жающие изменения свойств почвы. В работе д. С. Орлова и О Л. Бирюковой (1979) показано ііаличие тесной <^вязи между,величиной от!:о шенмя Сгк:Сфк и другими показателями гумусного состояния, -\bjo-рам и сделан вывод, что этогпоказатель наиболее полно отражает связь гумуса с факторами гумификации, глубину гумификации г. п^-боц приближении можно оценить по величине Сгк:С:[.к.

Нами іаюіе установлено суцествование тесной связи кед;' .величиной Сгк:Сфк и содержанием гуминовых кислот, связанных с кальцием іе +-0,95, а также количеством гумусовых веществ переходящих щелочную вытяяку без деісальцнрования 2> -0,£5 в связи о чем эти псясазатели выбраны в качестве диагностических.

Следует отметиіь, что через Э года после мелиорации в чернозем но-луговой .мочалистой .почве существенно снижается уровень подвижности органического вещества, уменьшается количество сю-бодных и связанных с полуторными окислами гумусовых всцгств более чем в 1,5 раза. Возрастает доля фракций ГК-2 и ФК-2, связанных с обменным кальцием и фракции ПС-3, связанной с глинистыми минералами. Все это способствует улучшению гумусного состояния мелиорируемых почв.

ідя ночаристых почв надежным показателем, позволяющим отразить процессы коагуляции почвенных частиц является содержание в почве водопепгизируемого ила, гак как в его сосіав попадают частицы < 0,002 мм. В полевом опыте установлена чеікая закономерность- в мелиорируемых почвах происходит уменьшение количества водопе п пт зир уе мог о ила (А) и гумуса в его составе, а также увеличение агрегированного ила СБ) и гумуса, в нем. На . комплексном фоне установлен наибольимй"мелиораи;вкнй

В результате проведенных исследований установлено, что кротование почвы на глубину 50 си на фоне дренажа коренным образом изменяет гидрологический режим, что обусловлено своевременным отводом грунтовых вод по кроїодренац. В варнаніе с донником отмечено максимальное уменьшение количества лепсораство-'рииих солей в пахотном горизонте с 0,746 до 0,158», а в нижележащем с 0,317 до 0* 112?.

Существенное улучшение состава почвенно-поглощающего комплекса мелиорируемой черноземно-луговой мочаристой почвы происходит после проведения комплексного способа. В вариантах с многолетники травами происходит увеличение кальция в среднем на 10-14^, уменьшение магния на 8-102, уменьшение натрия на 2-ЗЇ от суммы поглощенных катионов.

Установлено, чю наиболее эффективной культурой на засоленных иочаристнх почвах является донник, вследствие способности его корней поглощать легк0расіБ0р;:ішз соли кальция и вытеснять натрий из ППК.

Мелиоративные обработки половительно повлдли и на урожайность сельскохозяйственных культур. В 1268-1520 г.г. на опытных делянках выращивались юлько многолетние травы. Как видно из таблицы 3, на комплексном фоне урожайность эспарцета возрастает с 45,2 до 87,7 ц/га, а донника с 68,7 до ПО і/га. В Ш0-1Шг. г. после проведения мелиорации на опыт юс делянках всзделывалась оз ила я пшеница. Проведение только'^июмелпорации но обеспечило значительных прибавок урока йност и: они находятся в пределах 12,5-15,5 % . При комплексної! способе прибавка урожайности озныоп пшеницы составила 35,2-45,63 и соответственно увеличивается урожайность до 20.4-26,5 ц/га.

Іакіш образо«, установлено, что лучины предшественником для озимой пшеницы на мочаристых почвах является донник, так как он обеспечивает большу» урожайность чем эспарцет. Наиболее эффективный является комплексный способ мелиорации, включающий посев многолетних трав и кроіоьание почвы на глубину 50 см на фоне дренажа. После проведения мелиорации в черноземно-луговой ыочарисюа почве происходит существенное снижение влажности, улучшается гумусное состояние, происходит рассоление к рассолон-цевание почвы. Все это приближает мочаристую почву к опшдаль-ниі природным условиям окружающих их зональных почв- черноземов обыкновенных.

Таблица 3-.

Урожай сельскохозяйственных культур при различных приемах мелиорации черноэемво-луговой ыочаристой почвы. ~1-1-:-

Варианты 11939 - травы

I(зеленая масса)

1991 - озимая пшеница

1-- 1 Урожай,ц/га 1 1 Урожай,ц/га | 1. Прибавка урожая

опыта | 1 1 > 1 ц/га | X

I фон - фитомелиоративный

Черный пар - 17,6 - -

(контроль)

Пар занятый 45,2 19,8 2.2 12,5

эспарцетом

Пар занятый бб, 7 20.4 2,8 15.9

донником

НСРо.95 1,5 1.7

П фон - комплексный

Черный пар - 18,2 - -

(контроль)

Пар занятый 87,8 24,6 6.4 35,2

эспарцетом

Пар занятый 110,5 26,5 8,3 45,6

донником

НСРо. 95 1.3 1,5

вивода

1. Изучены гумусное состояние и почвенно-мелиоративные процессы почв мочарастсго комплекса Восючвого Донбасса. Показано, что особенности этих почв обусловлены arpo-зколого-техпoreiraiür.I условиями формирования.

2. Кочаристые почвы генетически близки по основный показам-гелям гуыусного состояния к зональным почвам-'черноземам обыкпо венным и характеризуется средним уровнем содержания и запасов гумуса, фульватно-гуыатным типом гумуса с преобладанием фракции гумусовых кислот связанных с обменным кальцием. Установлено, чю мочаристый процесс на черноземах сопровождается- увеличением подвижных фракций ГН-I.'SK-Ia, JK-Í, существеш:ш уиеи:-шением франции ГК-2 и ФК-2, возрастанием количества фракция ГК-Э и ФК-3, все эю приводит к образовании ночаристых почв, гумус которых отличается от гумуса зональных почв,

3. Кнйракрасная спектроскопия и дифференциалы; о-торппчес-кий анализ показали двухиомпоненгное строение гуи::]!овсх кислот, вклечащее периферическую и центральную части. Фрагменты цен-' тральной (ядерной) части молекулярной структуры гуртовых кислот мочарястшс почв характеризуются большей теркостабильностьс. чем у чернозема, следовательно, они обогащенч циклнчзсккеи, в том числе и бензоидными фрагментами. Это укачивает на возможные пуги сохранения стабильного состояния системой гукусошх веществ в изменяющихся гидрогероических условиях, при наличии процессов засоления и осолонцеваш:я- через отбор наиболее устойчивых форм гумуса.

Исследование природы гумусовых кислот показало, что : элементом cocíase препаратов ГК мочаров с одержан;; с уп;,, т.о^.а выше чем в зональной почве, ошечено увеличение гн;:з по п^о^;:-лю* вЬДорода и уменьшение кислорода я азота. Степень окислеи-ности у мочариотых почв выше чем у черноземов,

5. Важными показателями интенсивности г yi:y с о -tipa з ова;:я . в мочариотых почвах являвюя содерааиие, состав распредели- ' ние по профилю подвижных гуиусовых CemiiCTB переходящих ьод-нув, щелочную и нейтральную ппрофосфатиуа гытяяки. '.лиеиспв-ность образования этих гумусовых веществ э мочарах вине, чем в черноземах. _

. б. Огличня почв мочарисгого комплекса по соде ржа; г;; в илои разных категорий и гумуса в их сосгаве характеризуется т^тгдрк-

цией накопления водопепгазируемого ила (А) в слитых горизонтах и увеличение« агрегированного іуіа (Б) по все и у профили, что свидетельствует о внутрипочвенном переносе i о нк оді; с перс ной части почвы и формировании слкюго горизонта.

7. В мелиорируемых ыочар;:стых почвах установлена тенденция к увеличении содержания и запасов гуііуоа, происходит уменьшение подвижных и возрастает.содержание устойчивых фракций гумусовых веществ.

8. Через 3 года после проведения мелиорации в иочаристых почвах произоидо рассоление и рассолонцеваиие, каОлсдадось уменьшение увлажненности почвенного профиля и псвшепке урожайности сельскохозяйственных культур.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ІІРШЕВОДСІВУ

1. Для окультуривания і;очаристцх почв рекомендуется комплексной способ мелиорации, іключаощиг. посев многолетних трав и кротование почвы на глубину 50 см. В" мочарпстог; почве при этом создаются благоприятные агрофизические„ ^;;зі;ко-х;шичес-кне условия для оптимизации гумусного состояния.

2. В'качестве показателе;! оценки з:Дєкг;:іности иєлиораг::;-ных мероприятий на мочарлстых почвах рекомендуется определять содержание подвижных гумусовых веществ, величину Сгк:Сфк, количество водопептизируекого ила и гукуса в его составе. '

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Иелнораш'.л иочаристых почв Ростовской области: реко-. ыевдашш. Перепаковка, 1588. 27 с, (в соавторстве).

2. Приегк мелиорации мочарпстых почв Восточного Донбасса// Тез.докл. УШ Все сосзн. съезда почвоведов. Новосибирск, 1985. т.У. с.222 (в соавторстве).

3. Характеристика качественного состава гумуса черноземко-лугсвых мочаристых почв восточных отрогов Донецкого кряка// Тр.Донского СХИ. Персиановка, 1989. с.40-46.

4. Распределение воднорастворнмых гумусовых веществ по профилп Мочаристых почв Восточисго Донбасса// Тр.ШЙСХ ЦЧП ии.В.В.Докучаева. Каменная степь, 1990. с.45-46 (в соавторстве).

5.Технология мелиорации избыточно увлажненных (ыачарис-тых)почв склонов в Ростовской области: рекомендации, персиановка, 1591. 31 с. ( в соавторстве).

6,Влияние фитомелиорации на гумусное состояние мочарио-тых почв // Улучшение и использование малопродуктивных почв

Новочеркасск, 1991, -с,80-88 С. в соавторстве).

7. 0 гуниковыхки слотах ыочаристых почв Восточного Донбасса// Почвоведение. 1992. Л I. с.84-88.

8. Сравнительная характеристика качественного состава гумуса черноземно-луговах ыочарнстах почв восточных отрогов Донецкого кряжа (в соавтрегве, в печати). ■

9. Распределение подвижных гумусовых веществ по профили мочаркстых почв Ростовское области С в соавторстве, в печати).