Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИНТЕГРИРОВАННАЯ ДИАГНОСТИКА ПЛОДОРОДИЯ ТОРФЯНЫХ ПОЧВ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ИНТЕГРИРОВАННАЯ ДИАГНОСТИКА ПЛОДОРОДИЯ ТОРФЯНЫХ ПОЧВ"

Д-ЗШ1

На правах рукописи

ЛЫТКИН Иван Иванович

ИНТЕГРИРОВАННАЯ ДИАГНОСТИКА ПЛОДОРОДИЯ ТОРФЯНЫХ ПОЧВ

Специальность 06.01.03 - агропочвоведение, агрофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой стеоеми доктора сельскохозяйственных паук

МОСКВА - 2005

Работа выполнена в отделе агропочвоведения и лаборатории гидрологии почв Почвенного института им. В В. Докучаева

Научный консультант: академик РАСХН, доктор

сельскохозяйственных наук, профессор Л Л. Швшое

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор В.И. Савнч;

доктор сельскохозяйственных наук Ю.Н. Водянкцк-нй;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Л.М. Державин

Ведущая организация: факультет Почвоведения МГУ

имени М.В, Ломоносова

Защита состоится

июня

2005 г.

в 10 часов на заседании Диссертационного Совета Д 006.053.01 при Почвенном институте им. В.В. Докучаева по адресу: 119017, Москва, Пыжевский переулок, дом 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Почвенного института им. В.В. Докучаева.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба присылать по вышеуказанному адресу ученому секретарю Совета.

Автореферат разослан " 3 " мая 2005 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета, доктор сельскохозяйственных наук

И.Н. Любимой

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Проблемам взаимосвязи растений с почвами и повышения плодородия почв уделяется все большее внимание, особенно при стремлении получать программируемые урожаи сельскохозяйственных культур и продукции высокого качества, максимально сохраняя экологическое равновесие в природе.

В общей площади оторфованных земель России <369 млн. га), 139 млн. га представлено торфяными почвами с глубиной торфа более 30 см (Вомперский и др., 1994). При интенсификации земледелия на основе его химизации и развития всех видов мелиорации торфяных почв происходят значительные изменения их свойств. В связи с этим возникают проблемы научно обоснованного контроля химического состояния почв и разработки теоретических основ его количественного описания и прогнозирования. Особенно актуальны диагностические исследования плодородия торфяных почв с естественной влажностью, так как роль влаги в их эволюции и плодородии, по сравнению с другими типами почв, имеет приоритетное значение (Скрынникова, 1983). Для разработки мероприятий по повышению плодородия торфяных почв большое значение имеют методы поч-венно-раститеяьной диагностики, максимально учитывающие генетические особенности этих почв и их свойства.

Тем не менее в литературе еще недостаточно освещены вопросы, связанные с ионным составом торфяных почв (их жидкой фазы) и клеточного сока культур, произрастающих на этих почвах в их естественном и измененном деятельностью человека виде. Почти отсутствуют результаты сопряженных динамических исследований почв, растений и потаенно-грунтовых вод, полученных непосредственно в полевых условиях на нативных образцах в течение периодов вегетации культур и в минимально дискретные периоды времени и, что особенно важно, в наиболее ответственные для закладки урожая периоды роста и развития растений, Практически не разработаны оперативные методы контроля за быстро-изменяющимися свойствами и составом почвенного раствора в связи с реакцией растений на эти изменения и применением удобрений.

Учитывая важную экологическую роль торфяных почв в природе и неустойчивость их свойств при с.-х. использовании, разработка методов диагностики их

плодородия на современном этапе является актуальной Задачей.

ЦНБ МСХА

фонд научай литоп^ 'V::.;1

Цель исследования. Разработать систему комплексной диагностики эффективного плодородия торфяных почв по их сорбционно-десорбционной характеристике в отношении важнейших элементов питания растений с учетом окислительно-восстановительных процессов, реакции среды, содержания п активности ионов в почвенном растворе и растительной ткани на фоне различных агрогеиных воздействий.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Усовершенствовать методику иономегрического экспресс-метода анализа почв и растений и определения изменений фотохимической активности хлоро-пластов (ОИФХАХ) для использования в эколого-агрохимических исследованиях природных объектов.

2. Определить сорбционно-десорбционную способность торфяных почв к водорастворимым компонентам удобрений (элементам питания) в статических и динамических условиях и факторы ее определяющие.

3. Изучить закономерносш изменений химического состава торфяных почв, агрохимических и физико-химических показателей в процессе вегетации растений, под влиянием внесения удобрений, известкования и водной мелиорации.

4. Выявить закон о мер ности изменений химического и ионного состава произрастающих культур в период вегетации на фоне различных антропогенных воздействий (внесения удобрений, извести и др.)

5. Определить взаимосвязи химического (в ионного) состава растительной ткани (клеточного сока) с изменением химического состава и свойств почв, почленно-грунтовых вод под влиянием удобрений и других факторов.

6. В полевых условиях на опытных участках и производственных посевах провести исследования по изучению влияния напряженности окислительно восстановительных процессов и кислотно-основных равновесий, а также обеспеченности почв влагой и элементами питания на продуктивность, химический (в том числе ионный) состав растений.

7. Разработать общие методические принципы использования результатов определения ионного состава почвенного раствора и клеточного сока растений для оперативной диагностики эффективного плодородия почв.

Теоретический вклад и научная новизна. Определены методические принципы использования иономегрического метода анализа непосредственно в полевых

условиях в комплексном исследовании почв, вод и произрастающих с.-х. культур для целей почвенно-распггельной диагностики, что имеет практическое значение для разработки приемов управления продукционным процессом агр о ценозов. По показателям активности ионов в почвенном растворе я клеточном соке растений впервые разработаны градации обеспеченности торфяных почв элементами питания в период вегетации с.-х. культур и определена потребность растений в химических элементах на разных фазах онтогенеза. Оценена сорбционно-десорбционная способность торфяных почв к элементам питания растений, показано влияние компонентов удобрений на селективность ионного обмена с ППК торфяных почв различного генезиса, определены константы обмена. Вскрыты механизмы природных процессов трансформации и аккумуляции химических элементов (соединений) в системах почва - растения, удобрения - почва - растения - почвенно-грунтовые воды. Выявлена сезонная и многолетняя динамика физико-химических показателей для торфяных почв различного генезиса и ее влияние на закономерности роста и развития растений в зависимости от внешних факторов. Разработана система показателей ионного состава почвенного раствора торфяных почв и клеточного сока растений для целей диагностики. Установлено, что способность с.-х. культур усваивать элементы питания на торфяных почвах в значительной степени зависит от напряженности окислительно-восстановительных процессов и реакции среды.

Защищаемые положения. Система комплексной диагностики плодородия торфяных почв по показателям их сорбнионно-десорбционной способности к элементам питания растений, химического состава жидкой фазы почв и клеточного сока индикаторных органов вегетирующих культур:

- ионные состояния жидкой фазы почв и растений (ЕЬ-потенциал, рН, активности КН4\ Са1*, КОз , СЬ и др.) являются диагностическими показателями эффективного плодородия торфяных почв и его изменения под влиянием агрогенных воздействий;

- оптимальные уровни показателей почвенного раствора (ЕЬ-потенциал, рН, рКа, рК, рЫШ, рСа, рКОз, рС1 и др.) в период вегетации растений и закономерности изменения этих показателей на высокоплодородных, деградированных и слаборазвитых торфяных почвах;

- закономерности накопления в онтогенезе элементов питания различными по биологическим особенностям культурами в неблагоприятных и благоприятных условиях среды;

- обоснование интегральной диагностической роли поглотительной способности торфяных почв, которая определяет химический (ионный) состав почвенного раствора, реакцию среды, характер взаимодействия с компонентами удобрений и мелиорантами и влияние на них гидротермических условий и антропогенного фактора.

Практическая значимость результатов исследования. Полученные материалы и разработки автора используются в учебных курсах на факультете Почвоведения МГУ, в лабораториях и полевых опытах ВНИИГиМ, ЦТБОС, ВГУ. С участием автора в 1988 г разработан и введен в действие ГОСТ: "Почвы, Метод определения зольности торфяных и оторфованных горизонтов почв". В 1989 г разработка "Комплексная диагностика состояния почв, растений и природных вод с целью их охраны и рационального использования" была оценена серебряной медалью на ВДНХ СССР. Внедрены методические рекомендации 'Экспресс-метод определения ионного состояния и напряженности окислителъно-восстановитель-ных процессов в почвах и растениях" в Белгородской, Волгоградской, Курской, Московской и в Рязанской областях, в Ставропольском крае и в Республике Грузия, в результате чего, например, на базе трех хозяйств Волгоградской области в 1989-1990 гг. получен чистый экономический эффект на сумму свыше 700 тыс. неденоминированных рублей. От различных сельскохозяйственных организаций в 1989-1992 гг. получено 11 актов о внедрения мероприятий по сбалансированному минеральному питанию озимой пшеницы, ячменя, кукурузы, гречихи, горчицы и картофеля на площади 8446 га, В результате внедрения рекомендаций получен значительный рост урожайности культур и улучшилось качество растениеводческой продукции.

Научно-методические разработки автора использовались в договорных работах: в 1996 г- с концерном "Газпром" при оценке экологического состояния объектов, подвергшихся загрязнению выбросами компрессорных станций; в 1998, 2001-2003 гг. - с МосНИиПИ землеустройства при оценке плодородия почв выработанных торфяных месторождений в Московской области и составлении кар-то-схемы масштаба 1:50000 по видам использования выработанных торфяников

Орехово-Зуевского района (Госзаказ Министерства экологии и природопользования).

Апробация работьу и публикации. Основные положения работы были представлены и докладывались на факультете Почвоведения МГУ (1931, 1983), на проблемных Советах и методической комиссии Почвенного института им. В.В. Докучаева (1982,1988,1989,1992-1995, 2002), на Всесоюзных и Всероссийских научно-технических и научно-методических конференциях, совещаниях и симпозиумах (Калинин, 1981; Москва, 1982, 1987, 1991, 1998, 2002; Ровно, 1985; Омск, 1989; Пущино-на-Оке, 1989; Челябинск, 1990; Москва-Немчиновка, 1999), на Всесоюзных и Всероссийских съездах почвоведов (Ташкент, 1985; Новосибирск, 1989, 2004; Санкт-Петербург, 1996; Суздаль, 2000), на Международных конференциях (Москва, 1997, 2002; Сыктывкар, 1998; Западная Двина, 1999; Пенза, 2000; Ставрополь, 2001; Минск, 2003).

По проблемам и вопросам, связанным с характеристикой ионного состояния потв и растений, оценкой плодородия почв, с методами получения и интерпретации результатов, опубликована 51 научная работа.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов. научно-практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Работа изложена на 408 страницах и содержит 33 рисунка и 88 таблиц. Библиография насчитывает 588 наименований, из них 49 на иностранных языках.

Автор гсд-бехо благодарен и признателен научному консультанту академику РАСХН, доктору с.-х. наук, профессору [Л.Л. Шишову], сотрудникам отдела аг-ропочвовеаения и лаборатории гидрологии почв Почвенного института им. В.В. Докучаева за помошь и содействие в выполнении данной работы. Автор также благодарен профессору МГУ Д.С. Орлову, доктору reoip. наук [И.Н. Скрынни-ковой] и докторам с.-х. паук Д.Н. Дурманову, И.И. Ельникову, A.C. Фриду, оказавших неоценимую поддержку в сборе материала и принимавших участие в дискуссиях, которые значительно обогатили работу.

В диссертации использованы результаты личных исследований автора, а также исследований, выполненных под его руководством и в соавторстве со специалистами других подразделений института и с сотрудниками ВНИИГиМ (Рязанский филиал), ЦТБОС.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе обобщены литературные данные и приведен подробный анализ вопросов, связанных с химическими свойствами, элементным составом почв п растений и с их использованием в диагностике почвенного плодородия. Отражены современные представления о химии почв (Орлов, 1985; Воробьева, 1985 к др.) и доступности веществ почвы растениям (Савич с соавт., 1989, 1997; Фрид, 1996; Федоров, 2002 и др.), В обзоре также рассмотрены специфические особенности торфяных почв, среди которых высокая сорбционная способность ко многим химическим веществам, специфическим органическим соединениям, тяжелым металлам и компонентам удобрений, а также к воде (Минкина, 1956; Лукашев, Ковалев, 1969; Пьявченко, 1973; Банбалов, 1984 и др).

Большое внимание уделено современному состоянию почвенно-растительной диагностики (Церлинг, 1990; Горшкова, 2000; Ельников, 1989,2003 и др.).

В диагностике плодородия почв существуют различные подходы и метода, которые неоднозначно решают проблему взаимоотношений между растениями и почвой. По нашему мнению, исследования должны проводиться на почвах естественного состояния непосредственно под выращиваемыми с.-х. культурами с учетом влияния окислительно-восстановительных процессов, изменений реакции среды, ионной силы почвенного раствора, сорбционно-десорбционной способности почвы и кинетики поглощения компонентов удобрений (мелиорантов), а также влияния культур на свойства почвы и пищевой режим.

Особенностью предлагаемой нами интегрированной диагностики плодородия торфяных почв является комплексная диагностика, включающая в систему показателей химический (ионный) состав (свойства) жидкой фазы почвы и клеточного сока индикаторных органов вегетирующих культур, с выделением интегральной диагностической роли ППК в определении состава почвенного раствора, реакции среды, характера взаимодействия с компонентами удобрений и мелиорантами и их изменений под влиянием природных факторов и антропогенных воздействий.

Во второй рлаве приводятся характеристика исследованных почв, растений и методы исследований.

В третьей главе отражены результаты работ по усовершенствованию применения экспресс-методов ионометрии и ОИФХАХ для целей диагностики в эколо-го-агрохимических исследованиях природных объектов.

ЧетрертйЗ ГЛава посвящена сорбционно-дссорбционной способности торфя-кш почв различного генезиса к элементам питания растений (компонентам удобрений), кинетике процессов.

В пятрЯ Н шестой главах излагаются результаты динамических исследований свойств, химического состава почв и растительности в вегетационные периоды, под влиянием гидромелиорация, удобрений и известкования, приведены примеры использования химических показателей (и ионного состава) почв и растений о почвенно-растительной диагностике плодородия почв и дана технология оценки к оптимизации питания с.-х. культур.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Характеристика исследованных торфяных почв Нечерноземья России.

Исследования проведены на территории Центральной торфо-болотной опытной станции (ЦТБОС) Московской области, где обследованы торфяные массивы в Орехово-Зуевском районе (Озерецко-Ни кольское месторождение) и в Дмитровском районе (опытное хозяйство в долине р. Яхромы), Также исследованы мелиорированные массивы болот „Кальское" и „Макеевский мыс" в Рязанской области и Славиевско-Островской естественный торфяный массив в Собинском районе Владимирской области. Выбранные объекты в наибольшей степени отражают различия торфяных почв Нечерноземья в их 1-енезисе (Скрынникова, 1961, 1964, 1977). Ниже даны названия почв по классификации, предложенной Л.Л. Шншоеым, 8.Д. Тонконсгопмм и И.И. Лебедевой (2000), а также в нашей редакции для выработанных торфяников (Лыткин, Скрынникова, 1985, 1986).

2.1 Л. Морфологические признаки почв.

Ничинные торфяные почвы.

В долине р. Яхромы исследованы агроторфяная эутрофная слоисто-аллювиальная почва (р.1), заиление верхних горизонтов которой произошло в период формирования нового русла р. Яхромы, и агроторфяная эутрофная железисто-карбонатная слоисто-аллювиальная (р. 2), формирование жеяезисто-карбонат-ных горизонтов в которой связано с поступлением жестких почвенно-грунтовых вод с прилегающих водоразделов.

Из низинных торфяных почв дополнительно исследована агроторфяная эутрофная карбон атно-ж слези стая почва (р.9), сформировавшаяся в условиях болота „Кальское", которая используется в с.-х. производстве с 1950 года.

Верховые и переходные торфяные почвы.

Наиболее примитивная торфяная олнготрофкая почва, формирующаяся на пут ицев о-сфагновом торфе, исследована нами на Славы евско-Островском торфяном массиве Владимирской области (р. 16).

Среди вновь осваиваемых в с.-х. производстве торфяных массивов выбрана слаборазвитая мезотрофная торфяная почва болота „Макеевский мыс" (объект „Прирезка", р.П). Массив был мелиорирован в 1978 г, однако ввиду повышенной кислотности до 1982 г не осваивался.

Почвы рыработанн^лх торфяных месторождений.

Из почв, формирующихся на территориях выработанных торфяных массивов, взяты почвы Озерецко-Никольского месторождения.

Обследованы торфяные почвы, различающиеся по степени рекультивации: торфяная олиготрофная н«рекультивированная на пушицево-сфагновом торфе (р, 15» бросовые после выработки торфа земли), агроторфяная олиготрофная ела-борекультнвированная (р.)3, начальные стадии рекультивации и мелиораций в опытах с высокими дозами жидкого навоза) и агроторфяная рекультивированная (р. 17, в опытах с высокими дозами извести).

2.1.2. Физические. физикр-гМмцчески е ц химические свойства почв.

Эутрофные торфяные почвы представлены древесными, травяно-древесными и травяными видами торфов; олиготрофные - в основном моховые.

В низинных торфяниках преобладают почвообразовательные процессы над торфообразованием, происходит усиленное разложение торфа (1Ъ45%) и накопление гумусовых веществ, что обусловлено их с.-х. использованием.

Верховые торфяники характеризуются низкой степенью разложения (Я<35%), прогрессирующим торфонакоплением, имеют невысокую плотность сложения, наименьшую зольность и высокую полевую влагоемкость.

Свойства почв выработанных торфяных массивов, помимо генетических особенностей и мощности остаточного слоя торфа, сильно зависят от степени их рекультивации, длительности и вида использования в сельском хозяйстве.

Исследованные торфяные почвы имеют почти в равной степени высокую емкость поглощения к катионам, а наибольшей анноноудерживающей способностью обладают торфа с низкой степенью разложения и высокой кислотностью.

В эутрофных торфяных почвах высока активность ионов С1-, N03" и Са2* (р. I, р. 2, р. 9). Олиготрофные и мезотрофные торфяные почвы характеризовались низкой активностью Са1+,Ж)у и высокой кислотностью (р. 15,р. 16ир, И).

Эутрофные торфяные почвы, в отличие от мезотрофных и олиготрофных, наиболее обогащены Бь Ре, А), Са, и др. зольными элементами.

Содержание органического вещества и минеральных компонентов в ПГВ исследованных почв находилось в зависимости от степени их освоенности в с.-х. производстве, видов и доз удобрений и щвести, а также от гидротермическнх факторов и развития микробиологических процессов,

2.2. Дополнительные объекты исследования.

Наряду с торфяными почвами различного генезиса были обследованы минеральные почвы; апрокаштановые в комплексе с солонцами в Волгоградской области (Палласовский район), агрочерноземы обыкновенные в Белгородской и Курской областях, а также южные черноземы в Волгоградской области (Михайловский район).

Это позволило нам на большом фактическом материале отработать вопросы методического характера по использованию экспресс-методов анализа в почвен-но-растительной диагностике плодородия заведомо контрастных почв.

2.3. Характеристика произрастающих сельскохозяйственных культур.

В различных климатических зонах страны обследованы по многим показателям ведущие с.-х. хулътуры; картофель, свекла кормовая, капуста, морковь, свес, озимая и яровая пшеница и др.

Условия произрастания, видовая принадлежность и морфогснетичесхие особенности органов растений в онтогенезе в значительной степени определяют их химический состав и физико-химическое состояние клеточного сока.

2.4. ЦСслудаданий.

В органогенных почвах неосушенных болот 80-90 % объема почвы приходится на жидкую фазу (в мелиорированных 60-80 %). Поэтому исследовались торфяные почвы, как предварительно высушенные, так и с естественной влажностью; растительность также анализировалась в свежем виде и в воздушно-сухом состоянии.

2.4.1. Полевые определения показателей в естественных условиях на опытных и производственных полях.

В течение 5-21 вегетационных периодов (в зависимости от объекта) проводились подекадные наблюдения за динамикой ЕЬ- потенциала, рН, активностей ионов N3*, К+, КН1+, Са1+, N03*, С1- и почвах (почвенном растворе), почвенно-грунтовых водах и в растениях (клеточном соке) с применением но но метрического экспресс-метода анализа, замерялась температура, определялась влажность почв и растений. Также использовались традиционные методы почвенной и растительной диагностики.

Значительный объем исследований выполнен на мелкодеяяночных опытных участках Мещерского филиала ВНИИГиМ в Спас-Клепиковском районе Рязанской области. Изучали влияние минеральных и органических удобрений, микроудобрений и различных доз извести на урожай овса и картофеля и их качество. Из минеральных удобрений в опытных условиях применяли твердые соли КС1, N^N03, Са(Н1РО*)з • Н:0, из микроудобрений вносили медь в форме СиБ04 • 5 НЮ из расчета 30 кг/га. Макроудобрения вносили ежегодно под предпосевную обработку, медь • перед закладкой опытов в 1982 г и по истечении 5 лет. Органические удобрения и различные дозы извести были внесены однократно при закладке опыта. Дозы извести рассчитывались исходя из значений г. к. (1,00 г. к. соответствовала дозе извести 18,8 т/га). Схема опыта предусматривала следующие варианты в - кратной повторности: 1) контроль; 2) фон • М»«оРбоК] мыи; 3) фон + 1,00 г. к. СаСОз; 4) фон + 0,75 г. к. СаСОз; 5) фон + 0,50 г. к. СаСОз; 6) фон + 0,25 г. к. СаСОз; 7) фон + 0,25 г. к. СаСОз+ 7,5 кг/га меди; 8) фон + 0,25 г. к. СаСОз + 20 т/га нааоза.

Урожаи клубней картофеля, зерна и соломы овса учитывались ежегодно сотрудниками Мещерского филиала ВНИИГиМ и представлялись по каждому варианту как среднее из трет повторений. Данные обрабатывали методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1968; Дмитриев, 1972).

На опытно-производственных полях бывшего отдела выработанных торфяников ЦТБОС в Орехово-Зуевском районе Московской области исследовали влияние повышенных доз азотных удобрений (N140), жидкого навоза (свыше 500 т/га) и высоких доз извести (40 т/га) на фоне КшРтКмо на свойства рекультивированных торфяных почв; аналогичные многолетние динамические исследования физико-химических показателей почвы и состояния выращиваемых культур

{с учетом урожая к качества) выполнены на наиболее плодородной торфяной почве (р. 9) производственных полей СТОО "Забор ьевскнй" (Рязанская область).

В методической части работы по почвенно- растительной диагностике с применением ионометрического экспресс- метода анализа изложена техника выбора индикаторных органов у выращиваемых культур.

2.4.2. Лабораторное ¡^етрды определения химического состава и свойств прчв, растений, почвенно-грунтовых и поверхностных вод: экспериментальные рабо-ХЫ-

В лабораторных условиях использовались классические и инструментальные методы анализа, а также современные модифицированные нами методы и методики.

Зольность торфа определяли сжиганием его в муфельной печи при 525±25 "С (ГОСТ 277-84-88); ионоудерживающую способность нативных торфяных почв находили на основе метода Айдиняна (1975) с одновременным определением поглощенных хлорид-ионов, при этом использовался незабуференный 0,1 н. раствор ВаСЬ с нейтральной реакцией (рН = 6,5). Нерастворяющий объем определяли по методу А.В. Дунайского (1936), а также по нашей методике.

Для изучения статической и динамической сорбции и механизмов взаимодействия применялись метода изотерм адсорбции, адсорбционной хроматографии и спектроскопические методы. Кинетику сорбции ионов К+, СГ, Са1+ и N03* торфяными почвами различною Г№ш изучали в статических условиях методом ограниченного объема раствора (РачинскиЙ, 1964). Для расчета констант селективного ионного обмена компонентов удобрений с ионами ПИК торфяных почв бил использован метод вытеснителъной (элюентной) хроматографии.

Экспериментальным путем были найдены коэффициенты пересчета на полноту выделения ионов К+, С1-, Са2+, ИН<+ и >ГОг) по результатам их однократного ионометрического определения в почвенном растворе, уравновешенным с ППК торфов, и определены запасы различных форм химических элементов (водорастворимые, обменные и валовые) в исследованных почвах.

Для уточнения результатов диагностики питания с.-х. культур также применяли метод функциональной диагностики, основанный на определении изменений фотохимической активности хлоропластов под влиянием избытка или недостатка элементов питания (Плешков и Ягодин, 1983).

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ ИОНОМЕТРИИ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ ФОТОХИМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ХЛОРО-ПЛАСТОВ (ОИФХАХ) ПРИ ОБСЛЕДОВАНИИ ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Управление плодородием почв практически невозможно без вскрытия тек процессов, которые происходят в почвах между корневыми системами растений и самой почвой, между вносимыми удобрениями и растениями и возможности оказывать влияние на эти процессы. Экспресс-методы ионометрии и ОИФХАХ могут решать поставленные задачи и использоваться при анализе естественных объектов без каких-либо существенных изменений их природы (Лыткин, Гребенников, 1998,2000).

3.1. Принципы методов ионометрии и ОИФХАХ и их использование в диагностике.

Нами усовершенствованы основные методические принципы применения методов ионометрии и ОИФХАХ в исследовании почв, растений и вод для целей почвенно-растительной диагностики.

Метол ионометрии основан на применении различных и он селективных электродов и позволяет непосредственно определять активности около 40 катионов и анионов различных органических и неорганических соединений, и примерно такое же количество элементов можно исследовать косвенно с помощью этого метода (Дарст, 1972; Камман, 1980; Никольский, Матерова, 1980; Орлов, 1967, 1985; Мсгодичсскис указания..,, 1984; Справочное руководство..,, 19S6).

В целях сокращения времени анализа ионного состава, pH и Eh почв, вод и клеточного сока растений и исключения ошибок в определении за счет иеодно-родноетей и условий экспериментов, нами предложен к использованию единый электролитический ключ с RbBr. Во избежание засорения капилляра и нарушения контакта электрода сравнения с внешней средой, при работе в полевых условиях были применены особые, усовершенствованные нами модели хлорсеребря-ного электрода.

Метол ОИФХАХ базируется на реакции Хилла, который установил (1939), что изолированные хлоро пласты растений способны выделять кислород в присутствии акцептора электронов и, тем самым, участвовать в окислительно-восстановительных реакциях (Грин, Стаут, Тейлор, 1990), A.C. Плешков и Б.А. Ягодин (1983, 1988) рекомендовали использовать эту реакцию для определения

обеспеченности растений элементами минерального питания. В развитие этого метода нами предложены среды выделения и физиологические растворы на основе сахарозы и глюкозы, что позволило получать более выраженные отклики хло-ропластов исследованных растений на больший набор элементов минерального питания,

3.2. Устррия, обеспечивающие достоверность получаемц?с результатов.

На достоверность получаемых результатов с применением методов иономет-рии и ОИФХАХ могут влиять многие факторы как технического (методического) характера, так и возникающие непосредственно в полевых условиях на объектах исследования.

Функции иоиоселективных электродов могут нарушаться в кислых средах и в восстановительных условиях, а также при низких значениях влажности почв.

Произрастающая растительность оказывает существенное влияние на гидротермические и физико-химические показатели почвы, такие как температура, влажность, ОВП, рН, активности ионов К+, Саг+, С1-, N03- и др.

Показаны возможности применения ионометрического экспресс-метода анализа на торфяных почвах в полевых условиях при сопряженном исследовании почв, растений и вод при различных гидротермических условиях и антропогенных воздействиях.

3.3, Сравнительная оценка рред^яова^ия ру^в, вод и растений использованием различны^ методов анализа.

Параллельные определения показателей в природных средах методами ионо-метрии, ОИФХАХ и традиционными аналитическими методами (Арииушкина, 1470; Агрохимические методы..., 1975; Ринькис, Ноллендорф, 1982 и др.) выявили высокую степень их адекватности в отражении содержания химических элементов (ионов), направленности протекания процессов и закономерностей изменения по большинству исследуемых показателей.

Ионометрическне определения активностей К+, Са1+ и С1- непосредственно в стеблях в клубнях картофеля в предуборочную фазу развития и в верхних 3-4 листьях овса в фазу молочной спелости, произраставших на слаборазвитой меэо-трофной торфяной почве (Мещерский филиал ВИИИГнМ), и в самих почвах, хорошо коррелировали с данными валовых содержаний соответствующих эле-

ментов (табл. 1). Активность К+ находилась в наиболее тесной прямой зависимости от валового содержания калия в клубнях картофеля, в меньшей степени -

Таблица 1

Данные валового содержания химических элементов и активности соответствующих ионов в почвах и растениях (картофель, овес) в вариантах опыта ио окультуриванию торфяной меэотрофной почвы (р.11) (п = 15).

Варианты Исследуе- Статис- Валовое содержание, Активности ионов,

опыта мый объект тические % на абс. сух, в-во мг-экв/л

показат. К Са С! к* Са2* С1-

Контроль Картофель:

гл. стебли X 2,63 1,02 0,75 33,1 0,30 14,1

с 0,06 0,02 0,02 2,1 0,09 0,8

Сх 2,6 1.9 3,1 6,4 30 5,4

клубни X 1,68 0,14 0,14 27,2 0,004 18,6

а 0,03 0,003 0,002 1,6 0,001 0,2

С* 1,8 2,0 1,3 5,9 16 1,5

Почва: X 0,17 0,49 0,03 1.0 1,6 0,3

Апах. а 0,01 0,02 0,007 0,1 0,27 0,06

С* 7,5 4,1 23 11 17 21

Фон - Картофель: X

ИмРадКш гл. стебли 3,38 1,09 1,94 102,3 0,50 107,2

а 0,07 0,05 0,11 7,9 0,11 9,6

Сч 2,1 5,4 5,7 7,8 23 9,0

клубни X 2,33 0,14 0,53 40,7 0,007 69,2

сг 0,07 0,005 0,03 3,0 0,001 3,8

С* 3,1 3,4 4,8 7,5 20 5,5

Овес: X 2,09 0,34 1,14 89,2 0,70 79,7

надземная а 0,09 0,05 0,08 9,1 0,13 6,1

часть С* 4,3 14 6,6 10 19 7.7

Почва: X 0,21 0,53 0,04 8,3 2,6 13,4

Апах. 0 0,02 0,09 0,02 1,9 0,51 5,1

с* 9,5 17 43 23 20 38

Фон + Картофель:

СаСО} гл.стебли X 2,73 2,14 1,90 95,5 2,40 107,2

1,00 г. к. сг 0,16 0,16 0,12 5,3 0,91 7,1

С» 5,9 7,6 6,3 5,6 38 6,7

клубни X 2,26 0.16 0,51 33,9 0,01 28,2

о 0,08 0,009 0,03 2,4 0,003 2,1

С* 3,6 5,8 5,7 7,1 29 7,4

Овес: X 1,91 0,49 1,01 69,6 1,60 61,9

надземная о 0,09 0,05 0,05 4,8 0,45 6,0

часть С» 4,7 11 5.1 7,0 28 9,7

Почва: X 0,22 1,79 0,04 6,1 17,8 11,3

Апах. д 0,03 0,16 0,01 2,3 5,79 5,1

С* 13 9,1 34 37 33 45

а почве, затем - з надземной части овса и, наконец, в главных стеблях картофеля (г-в пределах 0,70-0,91)- Аналогичные связи отмечены на более высоком уровне для химических элементов и ионов С1* и Са3+ (значения г изменялись в пределах 0,70 - 0,99 и 0,87 - 0,99, соответственно). Однако, наибольшая степень связи выявлена по хлору и кальцию для стеблей картофеля и почвы (г = 0,99). Коэффициенты корреляции значимы на 5 % уровне.

Почва, стебли и клуби» картофеля на контрольных вариантах опыта характеризовались меньшими значениями валового содержания химических элементов и активности соответствующих ионов, чем на других вариантах.

Методом ОИФХАХ также установлено, что на контроле растения овса в фазу трубкования нуждались в К и Са (и, дополнительно, в и Си). В варианте опыта МРК +0,25 г. к. СаСОз + Си овес испытывал потребность лишь в Мв и

Результаты ионометрнческих определений, визуальной диагностики и химических анализов растений озимой пшеницы нормально развитых и с признаками нарушений в росте и развитии (в условиях произрастания на разных по генезису почвах) однозначно выявляли различия между сравниваемыми группами растений.

СОРБЦИОННО-ДЕСОРБЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ТОРФЯНЫХ ПОЧВ РАЗЛИЧНОГО ГЕНЕЗИСА И ЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ МИНЕРА ЛЬНОГО ПИТАНИЯ РАСТЕНИЙ

Сорбция ионов лежит в основе таких процессов, как поглощение питательных веществ почвой, поступление этих веществ из почвы в клетки растительных организмов, химическая мелиорация почв и др.

4.1. Кинетика сорбции ионов и факторы, ее определяющие.

При взаимодействии нативных торфов с 0,02 н. растворами Са(ЫОз); и КО состояние равновесия по кальцию достигалось за 5-10 минут, по калию - за 10-15 мин., по хлору - за 3-5 мин. и за 10-20 мин. - по нитрат-ионам.

Увеличение концентрации солевого раствора приводит к уменьшению времени установления равновесия, причем, равновесие достигается быстрее в опытах с нативными образцами торфяных почв с большей естественной влажностью, чем с менее влажными.

О состоянии системы почва - раствор соли можно судить и по величинам рН, постоянные значения которых устанавливались одновременно с активностями

ионов К+, Са1+ в растворе, что указывает на высокую роль обменного водорода в поглощении катионов почвами.

Кинетические кривые сорбции ионов калия и кальция верхними горизонтами агроторфяных зутрофных почв имели * в"- образную форму, а нижними горизонтами - выпуклую " форму. Различия в скорости поглощения связаны с неодинаковым характером увлажнения и набухания горизонтов торфяных почв.

Предварительно высушенные образцы торфяных почв поглощали ионы в 4-12 раз медленнее, чем образцы с естественной влажностью. Механическое диспергирование воздушно-сухих и сухих торфов приводит к сокращению времени достижения равновесия и увеличению сорбции ионов. Высушивание и диспергирование в наибольшей степени сказывается на торфах с невысокой зольностью, но с высоким содержанием органических коллоидов.

По уравнению зависимости сорбции от времени для пленочной и г елевой диффузии (Бойд с соавт., 1949) установили, что сорбция ионов калия из 0,01 н. раствора КС1 предварительно высушенными образцами торфяных почв в начальный период времени лимитируется внешнедиффузионной кинетикой. В более поздние моменты времени лимитирующей становится г елевая диффузия, что связано с набуханием торфа во времени.

В практике эффективного использования удобрений (особенно в период подкормки с.-х. культур) следует учитывать фактор кинетики закрепления компонентов удобрений почвами и их доступности растениям в зависимости от физического состояния почвы, доз и видов удобрений.

4.2, Избирательно? поглощение компонентов удобрений нативн^лми торфами.

Сорбция катионов и анионов образцами естественных торфяных почв связана с их генезисом и зависит от состава ионов насыщающих почвы в природной обстановке.

4.2.1. Сорбиия катионов и анионов в статически^ усдррдях.

Поглощение К+ из раствора КС1 почвами происходило во всем диапазоне концентраций (0,0001-0,1 к.), тогда как для ионов хлора наблюдалась отрицательная сорбция при концентрации раствора менее 5 мг-экв/л, но с увеличением концентрации соли выше 25 мг-экв/л все образцы торфяных почв поглощали СГ.

Изотермы сорбции К* и С1- образцами торфяных почв по классификации С.Н. Giles a. oth. (1960) могут быть отнесены к изотермам типа "L" или "S". Изотермы "L"- типа хорошо описывались уравнением Лэнгмюра или Фрейндлиха.

Изотермы сорбции "S"- типа имеют четко выраженный ступенчатый характер, что может быть связано с неоднородными функциональными группами, образующими резко различные по прочности связи соединения с изученными ионами; в поглощении участвуют, по крайней мере, два различных механизма или активные центры двух типов (Орлов, Лыткин, 1983;Лыткин, 1985).

Торфяные почвы по- разному поглощали кальций и нитрат-ионы из Ca(NOj)i. Из разбавленных растворов Саг+ поглощали лишь почвы верховых торфяников, а также часть низинных торфяников, слабо обогащенных кальцием. При концентрациях Ca(N03)i равных 25 мг-экв/л и выше все исследованные натианые торфяные почвы поглощали ионы кальция и нитрат-ионы. Как и в опытах с К+, происходило подкиспение растворов, причем Са1+ вызывал более заметный эффект.

Исследованные почвы в большей степени поглощали К+, чем Са3+ и, примерно, в равной степени хлорид- и нитрат -ионы. Наряду с обогащенностью низинных торфяников Са!+ по сравнению с К+, другой причиной относительно низкого поглощения кальция могло быть блокирование некоторых активных центров (например, СООН - групп) за счет образования прочных мостичных связей с соседними группами, при этом происходит агрегирование компонентов торфяных почв. С ростом концентрации Са(ЫОз)г число нереализованных функциональных трупп возрастает.

4.2.2. Поглощение катионов и анионов р динамических условиях.

Движение растворов с компонентами удобрений через почвенную толщу сопровождается изменениями состава поглощенных катионов и анионов, а также ионов почвенного раствора.

Почти все образцы торфяных почв быстрее насыщались анионами С1- и NOy, чем катионами Саг+ и К+, Образцы торфов со слабой степенью разложения и более кислые в наибольшей степени удерживают анионы. Все исследованные почвы в динамических условиях больше поглошали калий, чем кальций. С увеличением концентрации раствора в два раза (с 0,05 до 0,1 н.), динамическая сорбция ионов возрастала в 1,5-2 раза и сопровождалась значительным подкисяением элюата. В

результате направленного движения фаз происходит потеря массы сорбента в большей степени в опытах с растворами КС1, чем с Са{КОз>2, что обусловлено как разными выносами органических н минеральных компонентой I» торфов, так и с разрушением сорбента после установления динамического сорбционного равновесия в системе почва - раствор соли.

4.3. Механизмы взаимодействия растворов солей с торфяными почвами.

Результаты статической и динамической сорбции ионов торфяными почвами показали, что в поглощении катионов и анионов могут участвовать различные механизмы и компоненты торфяных почв.

4.3.1. Характер,гвязи лскрв.шр.чргми-

В динамических условиях насыщения торфов компонентами удобрений установлено, что в фильтраты переходят не только обменные формы ионов ППК, но также легко- и, частично, труднорастворимые соединения.

При увеличении концентрации элюируемого раствора КС1 в 2 раза возрастал вынос органического вещества и минеральных компонентов из почвы, что указывает на наличие неодинаковых по прочности связи обменных катионов и анионов в нативных торфах.

Раствор СарЧОз)! энергичнее (меньшим объемом) вытесняет различные ионы, чем раствор КС1. Однако, наибольший вынос ионов и органического вещества из нативных торфов происходит при фильтровании раствора КС1; в этом случае было вытсснено суммарно в 2-4 раза больше минеральных компонентов я в 4-15 раз больше органического вещества, чем при воздействии Са(ЬЮз)г.

Вытеснение сорбированных катионов (К" и Са:*) и анионов ( С1- и МОг) 0,05 н. растворами нейтральных солей ГШ^Оз и МН<С1 показало, что в первую очередь десорбируются С1- и N05-, а затем К+ и Са}+. Торфяные почвы необмен-но поглощали до 14 % калия, что, возможно, объясняется более прочной связью калия с почвой, чем аммония. Вместе с тем, в верховых торфах количество необ-менно фиксированных ионов кальция достигало 23 % от поглощенного. Не исключено, что необменное поглощение Са1+ есть результат необратимой коагуляции компонентов торфяных почв за счет образования прочных мостичных связей с кальцием.

4.3.2. Константы селективности обмена компонентов удобрений с ПК торфяных почв.

С увеличением количества сорбированных К4" и Саг+ нативными образцами торфяных почв в жидкую фазу из ППК поступают ионы Н+ в большей степени из торфов верхового типа, тогда как из торфов низинного типа в раствор переходят в значительном количестве катионы щелочей и щелочно-земельных металлов, Причем, константы обмена К+ и Са*+ с Na+ были в 10-50 раз выше, чем с Fe3+.

Условные константы ионного обмена между 0,05 н. растворами КС1 и Ca(NOj)i с ПК торфяных почв в наибольшей степени отражают прочность связи обменных катионов с почвами и энергию вхождения К+ и Caî+ в ППК. Например, кальций в 2-6 раз легче вытеснял Na+ и Fe** из ППК, чем калий. В торфяных олиготрофных почвах обменные катионы наиболее подвижны и могут легко вытесняться компонентами удобрений. Менее доступны растениям многовалентные ионы и с наибольшей атомной массой.

ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ, ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ТОРФЯНЫХ ПОЧВ И ВЕГЕТИРУЮЩЕЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ПОД ВЛИЯНИЕМ ГИДРОМЕЛИОРАЦИИ, УДОБРЕНИЙ И ИЗВЕСТКОВАНИЯ

Изменчивость свойств торфяных почв при их вовлечении в с.-х. производство зависит от степени их первичного освоения, вида использования и генетических особенностей торфов, слагающих собственно почвенный профиль (Донских, Иванова, 1981; Лыткин, Скрынникова, 1985, 1986; Ефимов, 1986; Ефимов, Дон-скихндр,, 1987; Поздняков с соавт., 1998; Шаманаев, 2000).

5.1. Влияние гидромелцораций на с^йугра торфяцад почв.

Характерной особенностью торфяных почв в естественных условиях является преобладание торфообразовання над другими почвообразовательными процессами (Скрынникова, 1961).

Осушительная мелиорация изменяет направленность многих процессов в почве, происходит увеличение пестроты всех определяемых показателей в верхних торфогенных горизонтах. Гидромелиорация слаборазвитых торфяных почв способствует увеличению плотности сложения почвенного профиля, доминирующему развитию окислительных процессов над восстановительными в его верхней части, увеличению минер алщов анности почвенно-грунтовых вод, подкислен и ю осушенных горизонтов почвы.

На свойства почв существенное влияние оказывает и оросительная мелиорация. применяемая на осушенных торфяных почвах в засушливые годы и при выращивании влаголюбивых с.-х. культур (для примера взята агроторфяная эут-рофная почва р. 9 при возделывании моркови).

Качественный состав поливных вод и способы полива сильно влияют на фн-зико-химические показатели торфяных почв и на состав ПГВ, Орошение торфяных почв методом дождевания способствует уменьшению активных концентраций К+. Са}+, С1- и N0? в пахотном слое почвы и выносу ионов с почвеино-грунтовыми водами. Подпочвенное увлажнение повышает активные концентрации большинства ионов в пахотных горизонтах торфяных почв, увеличивая их засоление легкорасгворимыми соединениями.

Условия работы мелиоративной сети сказываются на миграции химических элементов и соединений с почвенко-грунтовыми водами (табл. 2). С понижением

Таблица 2

Влияние напряженности окислительно-воссгановительных процессов в водо-насыщенных горизонтах торфяных почв на миграцию химических элементов и соединений с ПГВ._

Опреде- Макеевская мелиоративная Озерецко-Никольская мелиорат.

ляемые пока- система; значения ОВП, мВ система; значения ОВП, мВ

затели 433 150 -1 -10 333 141 -13

рН 4.37 5,01 5.04 5,20 5.45 5.70 5.87

Компоненты

ПГВ, мг/л

Ш 3,5 2,3 2,1 1,6 19,1 19,1 19,6

К 10,9 2,7 9.5 3,2 2,7 2,3 3,1

Са 20.0 33,6 17.1 25,2 26,2 25,6 28,6

4,7 6,8 4,9 22,2 9,8 10,4 24,2

25,7 24,6 27,4 294 9,9 12,9 198

Р 0,12 0,17 1,29 1,40 0,07 0,10 0,80

N-N03 55.2 36,6 19,8 $.3 4,9 2,5 1,9

С1 19,9 89,1 92,0 118 35,5 56,1 77,7

Ре 0,63 2,40 4,24 51,7 0,25 1,11 38,6

А1 0,58 2,44 2,83 38,2 0,65 1,38 35,1

Мп 0.34 0,47 0,66 1,07 0.39 0,40 0,49

Си 0,01 0,02 0,02 0,04 0,01 0,03 0,05

Мо 0,008 0,003 0,002 0,001 0,005 0,003 0,003

ЕЬ- потенциала почвы изменялась подвижность большинства химических элементов и соединений с ПГВ (оценивалась по соотношению элементов в единице объема восстановленного раствора к окисленному). По степени подвижности в

восстаьовитедьныя условиях химические элементы расположились в следующий по убыванию ряд: Fe > Ai > Si £P>Cu.

Рост концентрации химически элементов, не меняющих свое валентное состояние при смене условий окисления-восстановления, в составе ПГВ связан с разрушением органических и органо-минеральных комплексов и увеличением подвижности их компонентов.

5.2, Влияние внесения удрбрениД и известкования на свойства, химический состав торфяных почв и возделываемых сельскохозяйственных культур.

Роль известкования и внесения удобрений на свойства торфяных почв показана на примерах со слаборазвитой меэотрофной торфяной почвой (р. 11) в процессе ее с.-х. освоения с 1982 по 1992 годы (объект "Прирезка") и с агроторфя-ными рекультивированными почвами (Озерецко-Никольское торфяное месторождение).

5.2.1. Исходная характеристика окультуриваемой торфяной мезотрофной почвы.

Наряду с осушительной мелиорацией, исходная низкоплодородная мезотроф-ная торфяная почва (р. 11, табл. 3,4 и 6).нуждается в улучшении свойств посредством известкования, внесения минеральных, в том числе, медных удобрений, оптимизация водно-физических показателей.

5.2.2. Влияние удобрений на свойства агроторфяной мезотооФной почвы и на выращиваемые культуры кар гофеля и о not.

В опытах с удобрениями были взяты следующие варианты с трехкратной по-вторностью: контроль и Njo-eoPioKiso-tso (при выращивании картофеля в чередовании с овсом).

Лишь только возделывание с.-х. культур (без внесения удобрений) приводит к существенным изменениям в химическом составе Апах. почвы (табл. 3). Изменения связаны с биологическим и геохимическим выносами, с увеличением зольности и снижением доли органического вещества в составе торфа, а также с возможной биологической аккумуляцией ряда элементов из более обогащенных нижележащих слоев почвенного профиля.

В результате с.-х. освоения торфяной почвы уменьшились гидролитическая кислотность, содержание обменного алюминия, поглощенного магния, подвижных форм калия и фосфора (табл. 4).

По результатам валового анализа бсггва и клубни удобренного картофеля

Таблица 3

Валовое содержание химических элементов в Апах. исходной торфяной меэо-трофной почвы и в опытах с удобрениями на год освоения массива.

Химические элементы Варианты опыта

% - макро-, мгУкг - микроэлементы Исходная почва Контроль N30^9 Р«сК.1 «мяв

N 2,20 1,90 2,10

Са 0,47 0,49 0,53

Мя 0,17 0,17 0.16

К 0,14 0,17 0,21

Р 0,12 0,14 0,16

& 0,24 0.86 0,71

А1 0,01 0,04 0,03

0,30 0,28 0,29

С1 0.03 0,03 0,04

Ре 0,21 0,36 0,32

Мп 24,0 42,0 62,2

N1 8,0 2.9 3,4

Си 4,6 5,7 15,3

7п 10,5 32,2 21,8

Таблица 4

Физико-химические и агрохимические свойства Апах. исходной торфяной ме-зотрофной почвы и в опытах с удобрениями на 6Й год освоения массива.

Свойства Варианты опыта

Исходная почва Контроль N50-60P60K.15ft.1so

рН солевой вытяжки 3.0 3,0 3,2

Кислотность, мг-экв/100 г гидролитическая (г, к.), обменная по Соколову: АР+ Н+ 126,0 90,9 90,9 7,1 3.9 3,0 1,4 1,4 1,3

Поглощенные основания, мг-эквЛОО г Саг* М*1* 2,7 6,7 6,8 0,68 0,65 0,55

Подвижные формы, мг/100 г КзО Р2О5 N-N03 37,2 18,1 54,2 8,1 7,1 18,5 2.0 10,0 7,8

больше содержат К, Р, М0, С! и Са, чем в условиях контроля (табл. 5). Тогда как А1, Б, Ие, Мп и Си больше аккумулировались в органах картофеля на контрольных вариантах.

Вероятно, удобрения блокировали (сдерживали) поступление некоторых химических элементов (таких как Э, Мп и Си) в органы картофеля. Также не исключено, что компоненты удобрений в результате ионного обмена вытеснили значительное количество элементов из корнеобитаемого слоя почвы (например, А1 и Ре); обеднение почвы могло произойти и за счет выноса элементов с большим урожаем картофеля на варианте с ОТК, чем на контроле.

Ионометрический анализ стеблей и клубней картофеля в фазу клубнеобразо-вания показал большее содержание К+, Саг+ и С1- на вариантах опыта с ЫРК, чем на контроле.

Таблица 5

Валовое содержание химических элементов в богве и клубнях картофеля, выращенного в различных вариантах опыта на торфяной мезотрофной почве {6Й

Химические элементы; % - макро- , мг/юг -микроэлементы Анализируемые части картофеля по вариантам опыта Ботва Клубни Контроль N30-60 РбоК]»-[во Контроль Кзо-«оР«оК(5о-18о

N 3,20 3,00 1.60 1,69

Са 1,03 1,09 0,14 0,15

Мг 0,32 0,42 0,12 0,17

К 2,63 3,33 1,68 2,33

Р 0.25 0,49 0.25 0,41

& 0,19 0,16 0,01 0,01

А1 ■ 0,02 0,01 0,03 0,02

Б 0,32 0,30 0,20 0,17

С1 0,75 1,94 0,14 0,53

Ие 0,06 0.05 0,005 0,004

Мп 439 267 15,3 П,4

N1 и 0,8 0,8 2,5

Си 5,5 4,6 5,6 4,5

гп 105 107 20,7 19.6

5.2.3. Ррдь извести и удобрений в изменении свойств кислых торфяных почв и химического (ионного) состава вегетируюшей растительности.

Внесение извести в дозах 0,25- 1,00 г, к. на фоне ИРК увеличило валовые запасы Са и М®. В случае внесения медных удобрений и навоза (на фоне ИРК + 0,25 г. к. СаСОз) в почве увеличивалось, соответственно, содержание Си и с N1.

Дозы извести уменьшали гидролитическую кислотность почвы, содержание обменных форм А1 и Н, подвижного К и увеличивали количество поглощенных почвой Са и Мй.

Для произвесткованных вариантов почвы характерны повышенные значен»? рН, активности Са2+, а также высокая активность N03 , последнее обусловлено позитивным влиянием извести на процессы нитрификации. Произвесткованные почвы содержали меньшее количество влаги, чем контрольные варианты, что сказалось на оаодненности тканей произрастающих культур.

Высокая оводненность стеблей н клубней картофеля на контрольных вариантах опыта также связана со слабой минерализованностъю клеточного сока растений (низкое содержание К, Са и др.) и с их обогащенносгью азотистыми соединениями (накопление стеблями азота ИНЦ+ и ГЮу, табл. 5, 6). Накопление ГШ** и N0}- в растениях обусловливается замедлением процесса синтеза белка при недостатке калия и кальция (Турчин, 1964; Ягодин, Плешков, 1988).

Дозы извести значительно снижали поступление в растения овса и картофеля К, Р, Б, С1, Мп и 2п, но увеличивали количество Са, Мя и N1 по сравнению с фоновыми участками. Увеличение в стеблях картофеля Ка+, К+, и Са1* на варианте с МРК связано как с внесением данных элементов с удобрениями и в виде примеси с ними, так и с особенностями растений, произраставших в кислых условиях среды, которые для поддержания кислотно-основных равновесий обогащаются щелочными И щелочно-земельными элемен гами.

Известь способствовала аккумуляции нитратов в стеблях, ионов кальция в клубнях картофеля. Такие же результаты были получены Е.И, Ратнером (1950), М.Н. Гончариком (1968), Н.Т. Сопндьняком и Л.С. Федотовой (1985) при известковании кислых почв. Известкование увеличивает процессы синтеза в растениях картофеля, что установлено по отсутствию относительного накопления аммиачных форм азота в стеблях (табл. 6).

Аналогичные выводы на этих опытных участках получены в отношении растений овса.

Показателями оценки преодоления растениями неблагоприятных факторов внешней среды в процессе роста и развития могут служить значения ЕЙ- потенциала, определенные в среде обитания и внутри растения. Наибольшие различия между ОВП почв и растений картофеля наблюдались в вариантах контроль и

фон, а наименьшие - в варианте фон + СаСОэ 1,00 г. к. Адекватные зависимости установлены на этих вариантах опыта для культуры овса.

Таблица 6

Влияние известкования и внесения удобрений на свойства торфяной мезо-трофной почвы (Апах.), ионный состав клеточного сока органов растений картофеля (фаза цветения) и на его урожайность (медианные значения при п= 3, 10^

Свойства и урожайность Исследуемые объекты по вариантам опыта: I -(N3frwP6oK.iso.iso), III - фон + известь 1,00 г. к. Почва Стебли картофеля контроль, II - фон Клубни

I II III I И III I II Ш

ЕЬ, мВ 591 570 540 291 301 291 211 171 191

РН 3,37 3,45 4,42 5,60 5,70 5,36 6,43 6,43 6,31

Активности ионов, мг-экв/л N3+ 12,6 10,0 6,0 4,0 16,6 10,0 7,8 7,6 8,3

К+ 1,3 4,3 4,3 30,2 97,7 81,2 31,6 64,6 50,1

>Ш4+ 4,5 7,4 1,3 38,0 29,5 16,6 8,3 9,8 6,7

Са3+ 0,2 0,5 ¡,6 0,54 1,26 0,91 0,02 0,02 0,03

С1- 0,2 7,4 25,7 25,7 89,1 57,5 17,0 38,9 47,9

N03- 0,7 0,7 6,6 35,5 12,6 23,4 1,2 1,1 0,9

2 ионов 20,6 30,3 45,5 133,9 246,8 189,6 65,9 122.0 113,9

Урожайность, ц/га 63,6 184 230 f

5.3. Влияние удобрений и извести на урожай сепьскохозяйггвеннмх культур и его качество.

С изменением элементного состава и свойств почв под влиянием удобрений и известкования тесно связаны урожайность выращиваемых культур, качественный и количественный химический состав растениеводческой продукции. С годами освоения слаборазвитой торфяной мезотрофной почвы урожайность с.-х. культур снижалась, ухудшалось качество продукции (возрастало содержание КОз-, О', изменялось соотношение К / Са и др.).

Удобрения (ЫРК) и известь обогатили выращиваемые культуры овса и картофеля компонентами, входящими в состав мелиорантов, но снизили поступление в растения химических элементов из почш.

В опытах с удобрениями и дозами извести в первый год после известкования зерно и солома овса характеризовались максимальным содержанием большинства определяемых химических элементов, причем содержание Са, Р, А1, Мп, 7л., Си очень тесно коррелировало с дозами извести (г - 0,85 - 0,997). Количество кальция в растениях овса было максимальным на протяжении первых 3* лет после известкования. На шестой год последействия извести почти во всех случаях содержание элементов питания в растениях овса находилось в обратной зависимости от доз извести. Наиболее тесная отрицательная зависимость отмечена между дозами извести и содержанием в зерне овса К, Р, Мп, 2п и Си (г = -0,75... -0,99).

5.4. Выявление причин с^ижеция урожаев картофеля и овса.

Наименьшая урожайность культур за годы освоения слаборазвитой торфяной

почвы на контрольных вариантах опыта связана с выоокой кислотностью корне-обитаемого слоя почвы, слабой обеспеченностью доступным для растений азотом. В вариантах опыта с Кзо-боРмЬинто главным фактором, лимитирующим урожайность картофеля и овса, был недостаток кальция в почве (г = 0,86), тогда как на произвесткованных удобренных участках снижали урожайность картофеля избыточные количества хлорид- и нитрат-ионов (г = - 0,99 и * 0,96) и пониженные значения ОВП. Высокие дозы извести усиливали отрицательный эффект от ионов хлора и нитратов по сравнению с вариантами без внесения извести и с низкими ее дозами {0,25 г. к. СаСОз).

5.5. Относительная устойчивость физико-химических свойств торфяных почв различного гецезиса в процессе их сельскохозяйственного использования.

По многолетним исследованиям динамики физико-химических показателей в торфяных почвах установлено, что такие лабильные свойства, как ЕЬ-потенциал, рН среды и активности ионов почвенного раствора, обладают довольно устойчивым постоянством в своем проявлении в каждой конкретной почве.

Внесение удобрений приводит к временному повышению активности тех ионов почвенного раствора, которые входят в состав удобрений, но слабо отражается на других показателях. При этом характер изменения физико-химических

показателей по профилю конкретной почвы на протяжении многих периодов вегетации растений оставался прежним (рис. I, опыты с высокой дозой извести на фоне КшРшКш при длительном возделывании многолетних трав на сено). В кривых изменения активности ионов Саг+, как наиболее значимого показателя последействия извести, по профилю почвы в разные вегетационные периоды отражена важная диетическая роль самой почвы в ее реакции на эффект известкования.

Аналогичные результаты получены на других объектах с эутрофнымн торфяными высокобуферными почвами (р. 1, р. 2 и р. 9), а также на слаборазвитых торфяных почвах олиготрофных болот под естественной растительностью (р. 16).

Каждая торфяная почва обладает строго определенным проявлением своих свойств, обусловленных генетически, и по-своему противодействует любому внешнему воздействию, стремясь сохранить свойственное ей равновесие (развитие).

ПОКАЗАТЕЛИ ИОННОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ И РАСТЕНИЙ В ПЕРИОДЫ ВЕГЕТАЦИИ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ПОЧВЕННО-РАСТИТЕЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКЕ

6.1. Динамика физико-химических показателей агроторфяной эутрофно^ кар-бонатно-желез нстой почвы и клеточного сока различных, ррг? но в. седь^кохозя й-ЩйтьШдзуЕуЕ.

Для выявления значимости совокупного действия факторов жизни растений в период их вегетации исследования проводились па высокоплодородной агроторфяной эутрофной почве (р. 9) при выращивании картофеля, капусты и моркови.

6.1.1. Изменив физико-химических показателей при возделывании картофе-

да-

Диагностика питания картофеля по показателям почвенного раствора.

По данным динамики физико-химических показателей в жидкой фазе Апах. торфяной почвы за период вегетации (с 20 июня по 31 августа) картофеля сорта "Невский" (урожайность клубней составила 450 ц/га) в почве в минимальном количестве были лишь ионы К+. Причем, в корнеобитаемом слое почвы в фазу усиленного клубнеобразования картофеля (первая декада августа) отмечалось

последействием извести.

наименьшее количество калия. К концу вегетации картофеля в почве наблюдали повышение активности К+, что можно объяснить как снижением темпов потребления калия растениями, так и возможным притоком его в почву из надземных органов картофеля (листьев, стеблей).

Диагностика питания картофеля по ионному составу (состоянию! клеточного £ЙИ-

С усилением роли синтезирующих процессов в растительном организме картофеля при нарастании биомассы в стеблях и клубнях изменялись значения ЕЬ-потенциала и рН клеточного сока. В фазу клубнеобразование-усыхание ботвы клеточный сок стеблей картофеля наиболее кислый, что связано с развитием окислительных процессов в стареющих растительных клетках. При угасании биологических процессов в растении значения рН в стеблях и клубнях картофеля уравниваются.

Максимальное накопление ионов калия и кальция стеблями картофеля происходит до фенофазы цветение-клубнеобразование, далее их концентрация снижается вплоть до фазы клубнеобраэование - усыхание ботвы, а к концу вегетации вновь возрастает. Товарные клубни картофеля, как правило, характеризуются высоким содержанием калия и весьма низким количеством ионов кальция (менее I мг-экв/л).

Накопление нитрат- ионов в стеблях картофеля происходит до фенофазы цветения, затем их содержание падает до фазы усиленного клуб! !ео6р аз овация и несколько возрастает к моменту уборки. Усиленное накопление хлорид-ионов в стеблях картофеля происходит до фенофазы бутонизация-цветение, потом наблюдается снижение их поступления по мере развития растения. Обратные явления в поступлении МОг и С1- с возрастом растения отмечены для клубней.

Комплексная диагностику питания картофеля.

По значениям ДЕЬ и коэффициентов накопления (рассеивания) ионов (К= а* в растении / а* в почве), отражающих взаимосвязи динамики поглощения картофелем ионов с их содержанием в почвенном растворе, установили, что потребление калия картофелем шло в нарастающем порядке вплоть до фазы усиленного клуб-необразования (рис. 2), а по данным определения динамики свойств клеточного сока - до фазы цветеиие-клубнеобразование, затем потребление его снижалось (происходил отгок калия из стеблей в клубни). Последнее также связано и с не-

Рис..2. Динамика ДЕЬ и коэффициентов накопления (рассеивания) ионов стеблями картофеля в процессе вегетации на агроторфяной эутрофкой карбонатно-железнстой почве (р. 9),

достатком в почве калия для получения более высокого урожая картофеля. Растения были достаточно обеспечены азотом (NOy), кальцием, а хлорид-ионы и кислотность почвенного раствора не оказывали негативного влияния на рост и развитие картофеля в период его активной вегетации (с 3 по 8 декады).

Гидротермические показатели, а также данные коэффициентов накопления воды стеблями картофеля в период вегетации указывали на вполне благоприятные условия для нормального роста и развития картофеля (Чмора, Арнаутов, 1953; Рассея, 1955).

6.1.2. ПйКЗзатедо ионного состояния в условиях выращивания капусты.

Аналогичными исследованиями установлено, что при выращивании белокочанной капусты сорта "Аматер" на протяжении двух вегетационных периодов (предшествующий и последующий годы возделывания картофеля), меньшая урожайность кочанов в 350 ц/га (против 450 при внесении удобрений) была обусловлена недостатком калия в почве. Недостаток калия определил и урожайность клубней картофеля (отмечено выше) в следующем за капустой году овощного севооборота.

6.1.3. Изменения физико-химических показателе^, у пер иод возделывания моркови.

На четвертом году овощного севооборота после выращивания капусты на аг-роторфяной карбонатно-железистой почве возделывали столовую морковь сорта "Шантенз 246 Iй (урожайность составила 250 ц/га). Перед посевом культуры в почву внесли минеральные удобрения в виде твердых солей KCl, NH4NO3 и Ca(HiPC>4h- HiO (в действующем веществе - NwPitoKieo ).

Морковь испытывала некоторое угнетение в развитии в фенофазу усиленного роста корнеплода и накопления сухого вещества, что было связано с высокой влажностью корнеобитаемого слоя почвы после поливов (6 декада, W >150 % на абс. сух. в-во) и с преобладанием в почве окислительных процессов(ЕЬ >550 мВ). Реакция почвенного раствора, содержание калия, кальция, нитрат-ионов и хлоридов не оказывали негативного влияния на рост и развитие растений. Однако, повышенные количества нитратов и хлорид-ионов в почвах приводят к снижению товарного качества моркови за счет избыточного содержания в корнеплодах отмеченных анионов.

Значительное влияние на динамику физико-химических свойств пахотного слоя удобренных мелиорированных агроторфяных почв оказывают ПГВ при их высоком уровне стояния, а также поливные воды. Компоненты удобрений (и обменные формы катионов ППК) с различной скоростью поступают в почвенно-грунтовые воды через почвенную толщу. При прочих равных условиях, анионы СI ■ и NOj- достигают ПГВ в 2-3 раза быстрее, чем К* и Саг+, тогда как калий достигает вод значительно быстрее, чем кальций. Эти различия обусловлены видами ионов, входящими в состав удобрений, кинетикой поглощения и прочностью их удержания ППК.

6.2. Динамика физико-химических показателей агроторфяной олиготрофноЙ <Д?6рр£КУльтрвированро% Ц агроторфянрр ме?ртрофной почв и клеточного сока органов ранений картофеля, выращиваемого на этих почвах, в годичных и многолетних доклах наблюдений.

Отражена динамика физико-химических свойств у наиболее слаборазвитых торфяных почв при их использовании в различных севооборотах с участием культуры картофеля, определено влияние разных по генезису почв на показатели физико-химического состояния клеточного сока стеблей и клубней картофеля, показаны особенности динамики свойств почв и сока растений под влиянием удобрений и известкования.

6.2.1. Изменения физико-химических показателей при возделывании картофе-лэ ка цочве.

Слаборекультиэировакная агроторфяная почва (р. 13) в период выращивания картофеля (урожайность клубней составила 17 ц/га) характеризовалась высокими значениями ОВП (540-586 мВ), гидролитической кислотности (95-118 мг-экв/100 г), высокой актуальной кислотностью (рН < 4,57) и низкой активностью К* и Са1+ {< 4 мг-экв/л ). В результате внесения высоких доз жидкого навоза почва была обогащена нитратным азотом и хлоридами.

По результатам комплексной диагностики питания картофеля, низкая урожайность клубней была обусловлена избыточным количеством NOj- и Q-, недостатком К+ и особенно Са1* в почвенном растворе.

Картофель при недостатке К и Са в почве максимально аккумулировал их на более ранних фазах своего развития: в фазу всходов (3 декада) - Саг+ к в фазу бутонизации (4 декада) - К+, тогда как в наиболее ответственную за урожай фазу

цветение - клуб необразование (6-7 декады) растения получали эти элементы питания в меньшем объеме. Хлорид-ионы в значительных количествах накапливались в клубнях (до 32 мг-экв/л), а высокое содержание азота сказалось на чрезмерном развитии вегетативной массы картофеля в ущерб урожайности клубней.

6.2.2. Динамика физико-х^мцч^щ^ показателей при выращивании карт^феня на агроторФяноЙ мезопэофрой почве.

Почвенно-растительная диагностика проводилась на агроторфяной мезотроф-аой почве в вариантах опыта с картофелем: контроль, N30.wP60K1so.1so - фон и фон + СаСОз 1,00 г, к. В год исследования (5^ год освоения массива) урожайность клубней картофеля на каждом из вариантов составила в ц/га: 153, 267 и 318, соответственно.

Произвесткованная почва, в отличие от почв контроля и фонового участков, характеризовалась менее кислой реакцией почвенного раствора (рК = 4,23-5,08) и повышенной активностью Са2+ (рис. 3). В почве существенно повышалась активность N0}-, что говорит о положительном влиянии извести на процессы нитрификации, тогда как активное». К+ и С1- в почве при этом снижалась. Почвенный раствор слаборазвитых торфяных почв качественно изменялся в период максимального потребления элементов питания выращиваемыми культурами (особенно на контроле, а по кальцию - в варианте с МРК).

Повышенное содержание N-N03- в стеблях и клубнях картофеля на контрольных вариантах связано с плохим ею усвоением растениями при развитии в почве окислительных процессов и недостатке К* и Са1+. В вариантах с МРК и ИРК + СаСОэ 1,00 г. к. растения картофеля в большей степени противодействовали избыточному поступлению N-N03- в стебли и клубни, но накапливали ионы С1*на протяжении вегетации.

Картофель, произрастая в неблагоприятных условиях среды, способен (в определенных пределах) адаптироваться к ним, изменяя физико-химическое состояние клеточного сока и влияя на окружающую среду (почвенный раствор). Динамика значений рН клеточного сока стеблей картофеля находилась в обратной зависимости от динамики рН почвенного раствора кислой почвы.

6.3. фдаико-химические показатели агооторфяцух мездтрофных дочр цр мцо-у^летним наблюдениям и филогенез картофеля.

Длительное культивирование растений и мониторинг за свойствами почв и

600-

500.

ЕЬ, ыВ

К*, мг-экв/л

25 -

Т-1

Са1+, мг-экв/л

I

гт »

N0$-, мг-экв/л »

V 8 Декады

• ггт~гГ?

ю-

Декады

С1-, мг-экв/л

и»

4*

Декады

Рис. 3. Динамика физико-химических показателей в А пах, слаборазвитой торфяной почвы (р. 11) в период вегетации картофеля на вариантах опита: 1 - контроле -х-), 2 - фон -М»Р«Кт (-«-), 3 - фон + СаСО; 1,00 т.к. С-о-).

качеством растениеводческой продукции (определялись по семи декадам в каждом вегетационном периоде за десятилетний срок освоения и с.-х. использования торфяного массива) позволили оценить эволюцию слаборазвитой торфяной почвы и филогенез картофеля.

Со снижением урожайности клубней картофеля, зерна и соломы овса отмечалось ухудшение качества растениеводческой продукции. Во многих случаях, урожайность зависела от рН почвенного раствора, активности в нем ионов К\ Са^, С 1-йМОз-.

Эффективность известкования максимально проявляется на 3-5 года после внесения извести и резко снижается через 8-9 лет. При ежегодном внесении в почву хяорсодёржащих удобрений в дальнейшем происходит накопление ионов хлора в почве (рис. 4 А).

В растениях с годами также происходит снижение ионов Са1* и накопление ионов хлора (рис. 4 Б), отмечается вырождение культур.

6.4. Диагностика оптццуиации свойств почв различного генезиса для создания высокопродуктивных агроиевозов.

6-4.1. Предпосевная опенка состояния почвы по предшественникам.

При прочих равных условиях, парующая почва содержала значительно большие количества исследованных элементов питания, чем почва под овсяно-юро-ховой смесью на зеленую массу и тем более, чем после уборки культуры озимой пшеницы, что связано как с факторами отсутствия всгстирующсй растительности, потребления и отторжения питательных веществ, так и с повышенной активностью микроорганизмов, способных переводить химические элементы и соединения в доступную (подвижную) форму, наприм^», при дегумификации почвы (Орлов, 1985; Каштанов, Карманов, Сидоров, Минеев и др., 1988).

6.4.2. ТТфчвенно-растит^льная диагностика по обшим показателям для почв с хорошо развитыми растениями и почв, с растениями, испытывающими угнетение в росте и развитии.

Для диагностического заключения о состоянии посевов с.-х. культур необходимо выявить в пределах поля (участка) растения хорошо развитые, растения угнетенного состояния и определить их долевое участие в структуре всего поля. Поете определения и сопоставления показателей в растениях и, одновременно, в почвах составляется заключение о необходимости проведения подкормки.

Года

Рис.4. Динамика активности ионов Саг+ (—) и С1* (—) в пахотном слое слаборазвитой торфяной меэотрофной почвы (А) и в стеблях картофеля (Б) за периоды вегетации в вариантах опыта; контроль—х--, Лэ<и>оР«|К.иа-]во - фон —фок + СаСОз 1,00 г. к.—о-.

формах удобрений, дозах и сроках внесения.

Величина урожая зерновых культур в значительной степени определяется состоянием посевов на ранних стадиях роста и развития: фаза 3^- листьев и фаза кущения (весенний период).

Причинами низкого урожая озимой пшеницы и его качества (показано на примерах в сухостепиой зоне) явились недостаточное содержание в почве ЫОг, повышенная активность Саг+ и высокие величины рН почвенного раствора.

Урожай зерна лшенины и его качество прямо зависели от содержания нитратов в листьях растений в фазу кущения (г = 0,81-0,82) и находились в обратной зависимости от количества ионов Саг+(г = - 0,92... -0,97).

6.4.3. Почвенно-растителъкая диагностика по результатам (уравнительного со-рряженногр анализа с показателями высокопродуктивных агроыенозов.

По состоянию посевов различных с.-х. культур и почв выявлено, что высокопродуктивные агроценозы характеризуются определенным постоянством физи-ко-химическнх показателей почвенного раствора в период вегетации и клеточного сока растений по определенным фазам развития. При нарушении темпов поглощения ионов, а также при значительном изменении кислотно-основных равновесий и степени окисленности клеточного сока растений происходит снижение продуктивности агроисноза.

Для высокопродуктивных агроценозов урожайность клубней картофеля (411517 ц/га) зависела лишь от напряженное) и окисли («дьно-восстановитсльных процессов в почве (г = -0,88), в то время как в агроцекозах с низкой продуктивностью (17-157 ц/га клубней), - от активности С1* и N03* в клеточном соке стеблей картофеля и от значений рН и активности N03" в почвенном растворе.

Свойства клеточного сока стеблей картофеля на рашшх фазах развития в наибольшей степени зависели по многим параметрам от физико-химических показателей почвенного раствора (Апах.) для низкопродуктивных агроиенозов (табл. 7). В то же время, свойства клеточного сока стеблей картофеля, произраставшего в агроценозах с высокой продуктивностью, не зависели от свойств почвенного раствора согласно результатам их подекадного определения за весь период активной вегетацнн.

По проведенным исследованиям торфяных почв и с учетом урожаев культур установлены параметры физических и физико-химических показателей для па-

хотных горизонтов почв разного уровня плодородия (табл. 8). Результаты получены в течение 21 вегетационного периода при подекадных наблюдениях за свойствами почв на разных этапах формирования урожая.

Таблица 7

Зависимости свойств клеточного сока стеблей картофеля в фенофазу бутонизация • цветение от физико-химических показателей почвенного раствора (Алах.) торфяных почв в агроценозах с различной продуктивностью (п= 8).

Урожайность клубней*, ц/га Коэффициенты корреляции свойств (при ] уровне): ЕЬ рН ак+ аса2+ г | йг 0,69 значимы на 5% ясс амог

411-517 463,5 -0,32 0,19 0,95 -0,33 0,41 0,72

17-157 76.0 -0,77 -0,999 0,71 -0,60 0,998 0,992

"Примечание. В знаменателе - средние значения для агроценоза

6.5. Оценка и оптимизация питания сельскохозяйственных культур по ионному состоянию пр^в и растений.

Величина урожая в значительной степени отражает содержание питательных веществ в почве, характеризует усвоение их растениями, зависающее от многих условий (табл. 8), а также показывает эффективность действия внесенных удобрений.

Ионный состав почвешгого раствора выражает его равновесную составляющую во взаимодействии с ППК торфяных почв, а также является результатом всего взаимовлияния на это условное, в каждый момент времени, равновесие всех почвенных факторов, внесения удобрений и химических мелиорантов, влияния растительности, микробиологической деятельности, условий погоды и пр. Как было отмечено В.Н. Алексеевым (1972, 1973) и Д.С. Орловым (1985), именно ионы ответственны за любые химические реакции (взаимодействия) в растворах, а растения поглощают элементы питания также в ионной форме (Сабинин, 1955; Рассел, 1955; Ратнер, 1958; Колосов, 1962; Рубин, 1971; Сапожников, Корнилов, 1977; Церлинг, 1990). Чтобы обеспечить (поддержать) ту или иную концентрацию иона в почвенном растворе, ППК должен содержать этот ион в своем составе.

Дтя определения количества водорастворимых (и легкообм енных) форм ионов, содержащихся в почве, была использована следующая формула:

Таблица 8

Параметры физических и физико-химических показателей пахотного горизонта торфяных почв разного уровня плодородия* (степени окулмуренностн) (для условий Московской и Рязанской областей, п = 210).

Уровни плодородия, степень окультурен- ности Естественная влажность, % к сухой навеске Плотность сложения, г/ем1 Коэф. фильтрации, м/сутки Степень разложения, % Зольность, % Г.К., мг-экв/ 100 г. ЕЬ, мВ рН рК рЫН4 рСа рС1 рМСЪ

Высокий,

окультурен- 80-250 0,2-0,6 0.4-2,7 30-60 12-50 5-90 450- 4,2- 2,0- 1,7- 1,9- 1,4- 1,9- 1.8-

ная 570 7,5 4,0 3,8 4,0 3,4 3,9 4,0

Низкий, неокультурен-ная или деградированная >300 <70 <0,2 >0,8 >4 <0,2 <20 >65 <7 >55 >100 <410 >580 <4,0 >7,7 >4,2 <1,5 >4,0 <1,4 >4,1 <1,5 >3,6 <1,3 >4,3 <1,6 >4,1 <1,5

* Примечание. Низкое плодородие: урожаи культур ниже 15 ц/га кормовых единиц, высокое плодородие - урожаи свыше 30 н/га кормовых единиц.

Пц = к-Срп-а ьлу-эю-1, где

Пп - содержание иона» почве, кг/га;

СРп - равновесная концентрация (активность) иона в жидкой фазе почвы, мг-экв/л;

а - плотность почвы, г/см5 (т/м3);

Ь - мощность пахотного слоя, м;

ЭД' - количество воды в 100 г почвы, г;

Э - эквивалентное количество вещества в мг-ионе.

К - эмпирические коэффициенты перевода на полноту определения водорастворимых форм химических элементов в почве по равновесному раствору.

Соответствующие формулы приведены нами для расчета обеспеченности растений (индикаторных органов) элементами питания. При определении ионного состава клеточного сока растений результаты диагностики могут быть выражены как на единицу сырого вещества, так и в процентном отношении к сухой навеске. Содержание элементов питания (ионов) в растении на единицу сырого вещества в большей степени отражает динамику их накопления в процессе роста и развития, чем процентное содержание элемента (иона) в растении; с возрастом растения происходит усиленное накопление сухого вещества в основном за счет белков, углеводов, жиров, витаминов и др. органических компонентов.

Результаты определения К+, N05- и С1- в стеблях картофеля с использованием ионометрического метода анализа и предложенных формул указывают на высокую степень их сходства с данными других авторов для картофеля, произраставшего на торфяных почвах (Гончарик, 1968; Бардышев, 1982; Церлинг, 1990).

ВЫВОДЫ

1. Нативные торфяные почвы характеризуются высокой скоростью поглощения ионов Саг+, С1* и N01" из нейтральных растворов солей. Равновесие в системе почва-раствор устанавливается за 10-20 минут. Увеличение концентрации раствора и дисперсности почвы приводит к уменьшению времени установления равновесия и увеличению уровня сорбции ионов; предварительное высушивание в 4-12 раз замедляет процесс поглощения и снижает сорбционную способность органогенных почв. Поверхностные горизонты торфяных почв обладают меньшей скоростью поглощения ионов, чем набухшие избыточно-увлажненные нижние горизонты. Для рационального использования удобрений в период подкормки растений следует учитывать физическое состояние почвы.

2. Уровни поглощения компонентов удобрений нативными торфяными почвами определяются их генезисом, сложившимся составом поглощенных катионов и анионов, реакцией среды, видом и концентрацией сорбируемого иона. Натнв-ные торфяные почвы в статических и динамических условиях обладают большей способностью сорбировать ионы калия, чем кальция. Это обусловлено значительным содержанием обменного Са1* (65-372 мг-экв/100 г сух. вещества) и дефицитом К+ (< 0,6 мг-экв/100 г) в исследованных почвах, а также способностью ионов Са2+ блокировать реакционно способные (активные) центры за счет образования прочных мостичных связей с близкорасположенными группами и последующего агрегирования компонентов торфа. Торфяные почвы, обогащенные ионами кальция, удерживают меньшее количество воды, чем почвы, насыщенные калием.

Поглощенный кальций прочнее удерживается в ПК торфяных почв, чем калий. В почвах олиготрофпых болот наблюдалось необменное поглощение ионов кальция - до 23 % от сорбированного количества. Хлорид-ионы закрепляются в эутрофных почвах более прочно, чем нитраты. Обратная зависимость отмечена для олиготрофных торфяных почв.

3. Фильтрация водных растворов удобрений через торфяные почвы приводит к выносу минеральных компонентов и органического вещества. При прочих равных условиях, раствором КС! выносится из почв в 2-4раза больше минеральных и в 4-15 раз больше органических веществ, чем при воздействии раствора Са(КОз):. Увеличение концентрации элюкруемого раствора КС1 сопровождается большим выносом минеральных и органических веществ из нативных торфов.

Поглощение катионов удобрений торфяными почвами сопровождается под-кисленнем почвенного раствора в большей степени в олиготрофных торфах, что связано с вытеснением ионов водорода из твердой фазы и окислением растворенных восстановленных компонентов торфяных почв, тогда как поглощение катионов эутрофными торфами больше обязано ионному обмену с другими катионами ППК.

4. Химический состав жидкой фазы торфяных почв изменяется под влиянием внесения удобрений, мелиорантов и гидромелиоративных воздействий, как при нарушении режимов осушения и развитии в почвах восстановительных процессов, так и при различных способах полива оптимальными или избыточными нормами. С понижением ЕЬ- потенциала в ПГВ резко уменьшается содержание

N-N0^, Мо, но возрастает количество большинства других химических элементов, что может сказываться на пищевом режиме растений. По степени подвижности в восстановительных условиях элементы расположились в следующий ряд по убыванию: Ие > Л1 > 5| г Р > Си.

5. Ежегодное внесение минеральных удобрений (N30-6» Р«> К150-1 во) увеличивает в пахотных горизонтах торфяных почв валовое содержание и подвижные формы элементов из состава удобрений, но при этом почва обедняется за счет биологического и геохимического выноса другими элементами питания, находившимися в минимуме.

Известкование на фоне МРК приводит к пополнению валовых запасов Са и в почве, увеличивает содержание поглощенных Са, и подвижного Р, снижает Г.К., обменные формы К, А1, Н и количество доступной влаги. Известкование повышает в почве напряженность окислительно-восстановительных процессов (снижение ЕЪ- потенциала), активность Са3+ и усиливает процессы нитрификации, ко снижает активности ионов Н+, Т<Н4+, и К*,

Активность кальция находится почти в прямой зависимости от значений рН почвы, обусловленных дозой извести равной 0,25 г. к. (г = 0,99). С ростом доз извести активность ионов Са1* в почве практически не зависит от установившихся значений рН, как и при отсутствии известкования.

Под влиянием удобрений и извести увеличивается подвижность катионов и анионов ППК в начальный период освоения торфяных почв и в период максимального эффекта от известкования (на 3-5 годы).

6. Ионный состав и состояние почвенного раствора наиболее стабильны в период вегетации с.-х. культур на высокоокультуренных торфяных почвах. В слаборазвитых верховых и переходных торфяных почвах, качественный и количественный состав жидкой фазы изменяется в зависимости от динамики потребления элементов питания вегстируюгцсй растительностью.

Состав почвенного раствора может быть индикатором условий питания растений, часто более информативным по сравнению с традиционным анализом почвенных вытяжек. Почвенный раствор является действенным орудием практической агрономии, дает представление о содержании водорастворимых веществ в почве и о возможностях питания растений.

Генетически однотипные эутрофные торфяные почвы проявляют высокую устойчивость в выраженности физико-химических свойств (показателей) в процессе их с.-х. использования, как и нативные олиготрофные и мезотрофные торфяные почвы под естественной растительностью.

7. В неблагоприятных условиях выращивания на торфяных почвах с.-х. культуры неравномерно потребляют и используют элементы питания в процессе своего роста и развития, изменяют состав и свойства клеточного сока противодействуя негативному фактору. При недостатке элементов питания в почве растения тратят много энергии на их накопление на ранних стадиях развития, что отрицательно сказывается на биопродуктивности. Отмечен антагонизм в накоплении с.-х. культурами ионов К+ и Саг+, К* и С1- и N03'.

Растениеводческая продукция в вариантах с удобрениями (ЫРК) значительно обогащается их компонентами (К, Са, Р, С1), но содержит в меньших количествах другие элементы питания (А1,5, Э!, Ие, Мп, Си) в сравнении с контролем. Известкование разными дозами увеличивает валовые количества Са, Мв и N1 в составе основной продукции, но снижает в вей содержание таких важных химических элементов, как К, Р, $, Мп и 2л, а также степень оводкенности тканей растений. Растения на произвесткованных участках в меньшей степени накапливают ионы К+ и ГШ4\ чем на вариантах без извести.

8. Определения величин активности ионов в почве (почвенном растворе) и растениях (клеточном соке), а также содержания подвижных и валовых форм элементов с последующей оценкой урожайности показали, что для объективной характеристики потребности растений в элементах питания необходима комплексная диагностика. Так как только при одновременных исследованиях растений и почв отражаются все возможные взаимодействия между ними в вегетационном периоде и изменения под влиянием многих других природных и антропогенных факторов и их комбинаторики.

Тесная взаимосвязь между поглощением корнями минеральных солей из почвы и общим ходом жизненных процессов в растении является одной из важнейших основ рациональной системы удобрения.

9. В процессе освоения и с.-х. использования слаборазвитых олиготрофных и мезотрофных торфяных лочв основными лимитирующими урожай факторами являются: 1 - высокая кислотность почвенного раствора; 2 - низкое содержание

Саг+ иК*в почве (почвенном растворе); 3 - чрезмерные дозы минеральных удобрений и обогащение почв их компонентами (С1- и МОу) на фоне повышенной биохимической работки торфа при гидромелиорации и возделывании пропашных и монокультур зерновых.

При недостатке Са и К в почве и развитии в ней окислительных процессов с.-х. культуры обогащаются небелковыми формами азота: N-N03- и N-N(14+ а известкование способствует нормализации азотного обмена в растениях.

10. Впервые в процессе формирования урожая показана динамика накопления ионов и воды различными с.-х. культурами (их органами) и культурами одного вида, произраставшими в разных условиях среды на разных по генезису и плодородию почвах. Например, в благоприятных условиях среды максимальное накопление С1- и N03' в стеблях картофеля происходит в фазы бутонизация-цветение - цветение, К+ - в период цветение-клубнеобразование, а Саг+ - до фазы усиленного клубнеобразования, тогда как при недостатке К4- и Саг* в почве растения аккумулируют эти элементы питания в значительном количестве на более ранних фазах развития (всходы-бутонизацня) и слабо в наиболее значимые для урожая периоды росгаи развития.

Определены параметры физических и физико-химических показателей пахотных горизонтов торфяных почв разного уровня плодородия (степени окульту-рениостн) для условий Московской и Рязанской областей, а также уровни-параметры физико-химических показателей клеточного сока диагностируемых органов растений в агроценозах с различной продуктивностью.

11. По ионному составу почв (почвенного раствора) и растений (клеточного сока) можно оценить способность почвы обеспечивать с.-х. культуры элементами питания на этапах формирования урожая и выявить факторы его лимитирующие.

Физико-химические показатели почв и растений в наибольшей степени взаимообусловлены и увязаны с будущим урожаем на ранних фазах развития растений (значимые коэффициенты корреляции по абсолютной величине были в пределах 0,83-0,99).

Предложенные формулы позволяют определять количества (легкодоступных для растений) элементов питания в почве по показателям активности соответствующего иона в жидкой фазе, а также содержание химических элементов в со-

ставе клеточного сока (пасоки) растений, что в дальнейшем может использоваться в расчета* доз удобрений под с.-х. культуры на планируемый урожай.

12. Подтверждена универсальность фонометрического экспресс-метода анализа при проведении почвенно-растительной диагностики питания с.-х. культур в производственных условиях (на опытных участках) на минеральных почвах, как дополнение к методу растительной диагностики по визуальным признакам. На нейтральных и слабощелочных почвах урожаи зерновых культур и качество находятся в обратной зависимости от рН (г = -0,80...-0,89) и активности Са2* (г = -0,46...-0,58) в почвенном растворе, а также активности Са1* в клеточном соке растений (г = -0,92...-0,97) и прямо зависят от содержания N-N03- в почве и листьях растений (соответственно, г = 0,55-0,63 и 0,81-0,82). (Коэффициенты корреляции значимы на 5 % уровне).

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

В целях своевременного и качественного проведения почвенно-растительной диагностики предлагается, наряду с нон о метрическим экспресс-методом анализа, использовать метод ОИФХАХ при обследовании с.-х. посевов. Доступность и высокая оперативность одновременного контроля содержания ионов в почвенном растворе (жидкой фазе почвы) и клеточном соке (пасоке) с.-х. культур позволяют успешно решать задачи диагностики минерального питания растений, агроэкологии и почвенно-агрохимического мониторинга. Методы иономегрии и ОИФХАХ могут дополнять и успешно применяться наравне с традиционным» методами почвенно-растительной диагностики, а также в изучении влияния удобрений н химических мелиорантов нн почвенное плодородие.

Ввиду значимой геохимической роли торфяников в природе, их высокой сорб-ционной способности и значительной доли участия ионообменных процессов в поглощении компонентов удобрений следует определять константы селективного обмена с ППК органогенных почв, что позволит оценить доступность веществ почвы растениям, скорректировать как дозы вносимых удобрений и химических мелиорантов, так и оценить экологическую роль этих почв в соподчиненных элементах ландшафта.

Во избежание сильного подкислення среды обитания корней выращиваемых с.» х. культур за счет обменных ионов водорода ППК и снижения урожая в условиях повышения ионной енды почвенного раствора на торфяных почвах верхового и

переходного типов следует вносить удобрения невысокими дозами на фоне обязательного н систематического {через 5-6 лет) известкования по 0,25 г. к..

Для поддержания плодородия слаборазвитых торфяных почв и снижения де-градационных процессов необходимо вносить макро- и микроэлементы, участвующие в биологическом круговороте и отторгающиеся с урожаем и побочной продукцией, а также теряющиеся при геохимическом выносе. При этом, например, для восполнения запасов калия его следует вносить в виде солей, не содержащих хлорид-ионов, так как кислые торфяные почвы способны аккумулировать хлор, что особенно отрицательно сказывается на урожае и качестве клубней картофеля.

При сложившейся практике внесения минеральных удобрений, сельскохозяйственном использовании торфяных почв с высокой долей возделывания пропашных культур и зерновых, при проведении осушительной мелиорации и, как следствие отмеченного, высокой биохимической сработке торфа необходимы мероприятия по сохранению торфяников как природных образований и территорий ландшафта, занимаемых ими. Целесообразно их использование в естественных ценозах, а также в условиях залужения многолетними травами.

Предлагается в качестве индикатора направленности современных почвенных процессов, когда эти процессы еще не выражены морфологически и не идентифицируются традиционными методами исследования, использовать характеристику состава жидкой фазы почвы. При этом по определению активности ионов и других показателей в водной фазе почв и их динамике в период вегетации культур можно выделить почвы с оптимальными параметрами для получения высоких урожаев с.-х. культур и почва с показателями неблагоприятного л изменяющегося состава почвенного раствора, при котором невозможно получение хорошего и качественного урожая.

Комплексную диагностику плодородия почв рекомендуется проводить по физико-химическим показателям жидкой фазы почвы, клеточного сока (пасоки) растений и их соотношению. Так как физико-химические показатели почвенного раствора наиболее адекватно отображают процессы, происходящие в почве (ее ППК) под влиянием растительности, гидромелиораций, внесения удобрений, извести и др. природных и антропогенных факторов, а растения реагируют на изменения в почве, ее водной фазе.

Предлагается в качестве универсального показателя степени соответствия внешней среды обитания требованиям растений использовать показатель ДЕЬ, отражающий различия в протекании окислительно-восстановительных процессов (их напряженности) в среде размещения корней растения и во внутренней (внутриклеточной) среде этих растений, последнее характеризует степень преобладания в растении процессов синтеза над распадом белковых веществ; при высоких значениях разности (по абсолют, величине) растения вынуждены затрачивать больше энергии на свое жизнеобеспечение, чем при более низких значениях.

Список опубликованных работ по теме диссертации.

1. Орлов Д.С., Лыткин И.И. Динамическая сорбция ионов торфяными почвами // Результаты исследований в области физико-химии торфа и их использование в народном хозяйстве. Калинин. 1981. С. 129-130.'

2. Лыткин И.И. Сорбция анионов торфяными почвами // Результаты исследований в области физико-химии торфа и их использование в народном хозяйстве. Калинин. 1981. С. 130-131.

3. Лыткин И.И., Орлов Д.С. Некоторые вопросы кинетики сорбции калия и хлора торфяными почвами // Научн. докл. Высшей школы. Биол. науки. 1981. N б. С. 91-98.

4. Лыткин И.И., Брехов П.Т. Одновременное определение активности различных ионов и окислительно-восстановительного потенциала в почвах и водах // Научн. докл. Высшей школы. Биол. науки. 1982. N3. С. 104-106.

5. Лыткин И.И. Влияние компонентов удобрений па перераспределение веществ в торфяных почвах// Бюллет. Почв, ин-та им, В.В. Докучаева. 1983. Вып. XXXIII. С. 54-58.

6. Орлов Д.С., Лыжин H.H. Сорбционная способность торфянистых почв и их роль в формировании состава почвенно-грунтовых вод// Водные ресурсы. 1983.N 1.С.81-93.

7. Лыткин И.И. Влияние поглощающего комплекса торфяных почв и фильтрующихся растворов солей на химический состав элюатов//Гидрологические факторы плодородия почв. М. 1983. С. 69-78.

8. Лыткин И.И. Изменение физико-химических свойств торфяных почв при известковании и сельскохозяйственном освоении // Доклады ВАСХНИЛ. 1985. N5. С. 39-41.

9. Лыткин И.И. Исследование состояний торфяной почвы и культуры картофеля электрометрическим экспресс-методом //Совершенствование системы диагностики питания сельскохозяйственных растений. М. 1985. С. 103.

10. Коренова Т.С., Лыткин И.И., Мусикаев Д.А. Физические и физико-химические показатели плодородия почв выработанных торфяников и их регулирование // Тез. докл. VII делегатского съезда Всесоюзн. общества почвоведов. Ташкент. 1985. Кн. 5. С. 123.

11. Лыткин И.И. О механизмах взаимодействия растворов солей с торфяными почвами различного генезиса//Физико-химические аспекты почвенного плодородия. М. 19S5. С. 55-65.

12. Лытхин И.И., Скрыннихова H.H. Применениеионоселективных электродов для исследования ионного состояния и окислительно-восстановительных процессов в торфяных почвах в полевых условиях // Вопросы гидрологии в плодородия почв. М. 1985. С. 12-20.

13. Лытхин И.И., Скрынникова H.H. Изменение физико-химических свойств торфяных почв при сельскохозяйственном использовании //Факторы и критерии оценки плодородия почв, М. 1986. С. 71-78.

14. Лыткин И.И. Сорбционная способность торфяных почв и роль обменных процессов в поглощении калия и кальция // Физико-химия почв и их плодородие. М. 1988. С. 56-63.

15. Шишов Л.Л., Большаков В .А., Лыткин И.И. (от Почвенного института им. В.В. Докучаева) Почвы. Метод определения зольности торфяных и оторфо-ванных горизонтов почв. ГОСТ 277-84-88. ГК СССР по стандартам. М. 1988.6 с.

16. Лыткин И.И. Изменение физико-химических свойств торфяных почв под влиянием антропогенного воздействия//Тез. докл. VIII Всесоюзн. съезда почвоведов. Новосибирск. 1989. Кн. 5. С. 200.

17. Лыткин И.И., Саввинова E.H. Экспресс-метод комплексной диагностики состояния почв, растений и природных вод // Система диагностики минерального питания сельскохозяйственных культур для моделирования и управления плодородием почв. М. 1989. С. 35.

18. Лыткин И.И. Эволюция маломощной верховой торфяной почвы под влиянием осушительных мелиорации и сельскохозяйственного освоения// Эволюция почв, Пущино- на Оке. 1990. С. 233-235.

19. Саввинова E.H., Лыткин И.И., Волков С.Г. Использование экспресс» метода комплексной диагностики почв и растений в целях агроэкологическо-го обоснования целесообразности применения минеральных удобрений // Химизация сельского хозяйства и окружающая среда. Челябинск. 1990. С 88-89.

20. Лыткин И.И., Саввинова E.H. Агрономические приемы в земледелии и качество продукции растениеводства в условиях сухостепной зоны Поволжья //Химизация сельского хозяйства и окружающая среда. Челябинск. 1990. С. 92-93.

21. Лыткин И.И., Орлова Л.П. Влияние мелиорации и сельскохозяйственного освоения на химизм почвекно-грунтовых вод торфяных почв // Плодородие почв при интенсивном земледелии. М. 1990. С. 75-82.

22. Лыткин И.И., Саввинова E.H. Опыт использования и оно метр и ческого экспресс-метода анализа в диагностике почв, растений и вод // Принципы и методы экологического контроля за элементным составом растений и состоянием почвенного покрова. М, 1991. С. 53.

23. Лыткин И .И., Орлова Л.П., Кахнович З.Н., Байгулова В.В. Влияние окультуривания слаборазвитой торфяной почвы на ее химические и физико-химические свойства // Техногенное воздействие на почвы и их плодородие. М. 1991. С. 34-44.

24. Лыткин И.И. Сельскохозяйственное освоение слаборазвитых торфяных почв и их деградация // Тез. докл. II съезда общества почвоведов. Санкт-Петербург. 1996. Кн. 2. C.3I0-311.

25. Гребенников A.M., Лыткин И.И. Применение методов ионометрии и определения изменений фотохимической активности хлоропластов (ОИФХАХ) для экологических исследований экосистем Севера // (IV Международная конференция) Освоение Севера и проблемы природовосстаиовлеиия. Сыктывкар, 1998. С. 20-21.

26. Лыткин И,И. Влияние удобрений и известкования на деградационные процессы в мелиорированных торфяных почвах // Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения. М. 1998. Том 1, С. 263-266.

27. Лыткин И.И., Гребенников A.M. Методы экологических исследований: ионогиетрия и определение изменений фотохимической активности хлоро-лластоз Н Инженерная экология. 1998. N4. С. 44-55.

28. Гребенников A.M., Лыткин И.И. Оценка целесообразности сельскохозяйственного освоения выработанных торфяников в Орехово-Зуеашш районе Московской области // Болота н заболоченные леса в свете задач устойчивого природопользования. М.: ГЕОС. 1999. С. 292-295.

29. Льггкин И.И., Гребенников A.M. Относительная устойчивость к деградации антропогенно-нарушенных болотных экосистем при их окультуривании // Болота и заболоченные леса в свете задач устойчивого природопользования. М.: ГЕОС. 1999. С. 335-337.

30. Льггкин И.И., Гребенников А.М. Оценка пригодности методов ионо-метрии для диагностики уровня плодородия типичных черноземов II Почва, жизнь, благосостояние. Пенза. 2000. С. 281-283.

31. Лыткин И.И., Гребенников A.M. Влияние известкования слаборазвитой торфяной почвы на урожай картофеля при применении хлорсодержашнх удобрений//Агрохимия. 2000. N 1. С. 30-36.

32. Лыткин И.И., Гребенников A.M. Применение методов ионометрин и определения изменений фотохимической активности хлоропластов в целях почвенно-растительной диагностики минерального питания растений И Совершенствование методов почвенно-растительной диагностики азотного питания растений и технологий применения удобрений на их основе. М. 2000. С. 63-74.

33. Лыткин И.И., Гребенников A.M., Шевченко А.В. Возможности исполь' зования выработанных торфяников Мещеры в фермерских хозяйствах // Тез. докл. Ill съезда Докучаев, общ. почвоведов, М. 2000. Кн. 2. С. 269-270.

34. Лыткин И.И., Гребенников А,М, Негативные последствия применения высоких доз извести на слаборазвитых торфяных почтах //Деградация почвенного покрова и проблемы агроландшафтного земледелия. Ставрополь. 2001. С. 145-146.

35. Гребенников A.M., Лыткин И.И. Устойчивость торфяных почв Мещерской низменности, нарушенных торфоразработками // Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям, М. 2002. С, 369.

36. Лыткин И.И., Ярилова Л.С. О роли биологического фактора в изменении физико-химических свойств почв // Почвоведение: аспекты, проблемы, решения. М. 2003. С. 293-311.

37. Лыткин И.И. Деградация торфяных почв при сельскохозяйственном использовании и методы оценки // Теоретические и прикладные вопросы изучения и использования почвенно-земельных ресурсов. Мн.; Изд. центр БГУ. 2003. С. 166-167.

38. Лыткин И.И. Влияние окислительно-восстановительных процессов (ОВП) водонасыщенпых горизонтов торфяных почв на миграцию химических элементов и соединений с почвенно-грунтовыми водами // Почвы - национальное достояние России. Материалы IV съезда Докучаев, общ. почвоведов. Новосибирск, 2004. Кн. 1,С. 530.

Принято к исполнению 11/04/2003 Исполнено 12/04/2005

Заказ Л» 749 Тираж: 100 экз..

ООО «И-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 Москва, Балаклавский пр-т, 20-2-93 (095) 747-64-70 (095)318-40-68 www.autorefcrat.ru