Оптимизация гумусного состояния тяжелосуглинистых дерново-подзолистых почв длительных опытов ЦОС ВИУА на основе информационной базы данных

Канзываа, Светлана Отук-ооловна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Оптимизация гумусного состояния тяжелосуглинистых дерново-подзолистых почв длительных опытов ЦОС ВИУА на основе информационной базы данных
ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация гумусного состояния тяжелосуглинистых дерново-подзолистых почв длительных опытов ЦОС ВИУА на основе информационной базы данных"

¿-ЖШ

На правах рукописи

КАНЗЫВАА Светлана Отук-ооловна

ОПТИМИЗАЦИЯ ГУМУСНОГО СОСТОЯНИЯ ТЯЖЕЛОСУГЛИНИСТЫХ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ ДЛИТЕЛЬНЫХ ОПЫТОВ ЦОС ВИУА НА ОСНОВЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ БАЗЫ ДАННЫХ

Специальность 06.01.04 - агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 2002

Диссертационная работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте удобрений и агропочвоведения им. Д.Н. Прянишникова.

Научный руководитель - доктор биологических наук, профессор

Шевцова Л.К.

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных наук Когут Б.М.

- кандидат биологических наук Садовникова Л.К.

Ведущая организация — Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН (ИФХиБЛПП РАН)

Защита диссертации состоится 16 мая 2002 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д. 006.029.01 Всероссийского научно-исследовательского института удобрений и агропочвоведения им. Д.Н. Прянишникова (127550, г. Москва, ул. Прянишникова, д. 31, ВИУА).

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим присылать по адресу: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, д. 31, ВИУА. Ученому секретарю совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИУА. Автореферат разослан апреля 2002 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук

Н.В. Пухальская

Введение.

Актуальность темы. Роль органического вещества в плодородии почв велика к зависит от природных и агрогешшх условий, Получение высокого урожая хорошего качества при низком уровне гум ус ирован мости почвы не может служить доказательством отсутствия роли гумуса а плодородии почв. Точно также прямая зависимость урожай поста от уровня гум ус иро нанности не является основанием для общей рекомендации чрезмерного повышения содержания гумуса в почве. Плодородие всегда таено связано с реальными экологическим« условиями и экономическими возможностями. Однако, пока еще не разработаны четкие технологии регулирования оптимизации гумусного состояния почв. До сих пор неясной остается роль отдельных фракций гумуса почв, как с точки зрения их агрономической ценности, так и устойчивости к внешним воздействиям, Не разработаны оптимальные параметры содержания гумуса при разном уровне интенсификации сельскохозяйственного производства с учетом влияния климатических условий. При возникшей глобальной проблеме «парникового эффекта» немаловажно изучение роли почвы в агрогенном депонировании углерода, Решение указанных проблем невозможно без детальной агрономической оценки гумусного состояния почв, разработки путей его регулирования.

Величина разности между конечным и начальным содержанием гумуса в длительных опытах за период наблюдения ДС (сальдо баланса гумуса), является суммирующим показателем влияния основных факторов, определяющих баланс и трансформацию гумуса. Строгий количественный учет факторов и многократное воспроизводство их действия во времени и пространстве в длительных опытах позволяют наиболее корректно определить вклад каждого из них в балансовые статьи гумуса, характеризующие трансформацию органического вещества почв в конкретных условиях.

Системное исследование результатов длительных опытов с использованием математического моделирования позволяет более точно, чем расчетные методы, определить потребность в органических удобрениях для бездефицитного баланса или повышения уровня гумуснроваиности пахотных почв.

Целью настоящей работы является определение оптимального уровня содержания и качественных параметров гумуса тяжелосуглинистых дерново-подзолистых почв ЦОС ВИУА на основе создания базы данных и исследования информации 7 длительных олытоа, а также детального изучения качественных параметров гумусного состояния почв . В лайачу исследований входняо:

- создание информационной базы данных длительных опытов ЦОС ВИУА по балансу и динамике гумуса, разработка математической модели трансфор мации гумуса, устанавливающей взаимосвязь итога балансовых превращ( ний гумуса с управляющими агрогенгшмн и природными факторами;

- изучение изменений качественного состава гумуса почв под возденет ей

деструкции

т.

- оценка уровня содержания гумуса, на разных вариантах длительных опытов ЦОС ВИУА с учетом гетерогенности его состава, содержания в нем устойчивых (С^п) и трансформируемых форм (С,™*) и выявление на количественном уровне их оптимального содержания в составе гумуса для конкретных природных и агротехнических условий;

- исследование потенциальной способности почв различных вариантов длительных опытов к минерализации;

- расчет баланса углерода в агроценозах различных вариантов длительных опытов ЦОС ВИУА.

Научная новизна. Впервые создана электронная база данных длительных опытов для конкретного региона. Разработана статистическая модель трансформации гумуса в зависимости от агротехнических и климатических факторов для конкретной территории. Проведен анализ баланса гумуса с учетом содержания в нем двух различных по устойчивости компонентов активного (трансформируемого) углерода (Си,«} и инертного, термодинамически устойчивого (С™), Определен минимальный для пахотных почв данной территории уровень содержания гумуса и оптимальное содержание в его составе активных компонентов. Впервые для всех длительных опытов ЦОС ВИУА по единой программе н методике исследован качественный состав гумуса при длительном применении различных систем удобрения и его изменение после прекращения внесения удобрений (консервация). Показана неодинаковая устойчивость разных фракций гумуса к биологической деструкции. Выявлено, что наиболее ценной и устойчивой является П-ая фракция гумусовых веществ. Высокие дозы минеральных удобрений приводят к ухудшению качественных показателей гумуса, способствуют усилению процессов миверализации, увеличению содержания углерода 1-ой фракции при уменьшении Н-ой в составе гумуса. В условиях прекращения внесения удобрений, при консервации длительных опытов, замена пропашных культур зерновыми и однолетними травами в течение 4-х лет по- .

слсдействия способствует улучшению качественных показателей состава гумуса, сохранению уровня его содержания.

Практическая значимость. Разработана статистическая модель транс- ;

формации гумуса для конкретной территории. Модель позволяет количественно определять дозы органических и минеральных удобрений, состав и соотношение культур в севообороте, для создания оптимального уровня содержания гумуса в пахотных дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почвах, обеспечивающего высокую продуктивность севооборота. Содержание достаточного солнчества активных компонентов в составе гумуса определяет устойчивость оожая сельскохозяйственных культур в годы с неблагоприятными погодными

'ЛОВНЯМН.

Апробация результатов исследования. Основные положения диссерта-1 были доложены на научных конференциях в ВИУА (г. Москва, 2000, 2001 на научно-практической конференции молодых ученых БСХА (г. Брянск, г.), на национальной конференции с международным участием «Эмиссия к парниковых газов на территории Северной Евразии» (г. Пущино, 2001).

Публикации, Основные положения диссертации опубликованы в б печатных работах.

Структура н объем диссертации. Диссертация изложена на 156 страницах машинописного текста и состоит из введения, трех глав, выводов; содержит 26 таблиц, 24 рисунка. Список литературы включает 180 наименования, в том числе 20 на иностранных языках.

Автор благодарит за предоставленные информационные материалы руководителей длительных опытов ЦОС ВИУА: к.с/х.н. Ефремова В.Ф., д.б.н. Кир-пичникова Н. А., д.б.н. Алиева А-в.М,, к.б.н. Ерохину Е.Н. А также сотрудников лаборатории систем удобрения и плодородия почв ВИУА: к.б.н. Никитину J1.B., к.б.н. Володарскую И.В., к.б.н. Романенкова В.А., д.матем.н. Сиротенко О.Д. за большую помощь и ценные советы в работе над диссертацией, дружеское участие и поддержку.

Объекты и методы исследований. Экспериментальная работа по оценке количественных и качественных изменений 1умуса почв проводилась на базе 7 длительных опытов, заложенных на дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почвах Центральной опытной станции (ЦОС) ВИУА близ поселка Шебанцево Домодедовского района Московской области.

Почвенные образцы для исследования отбирались в опытах СШ-5 (поле 3), СШ-2 (поле 1,2) в 1998 году, на опытах СШ-27 (поле 1), СШ-9 в 1999 году после уборки урожая возделываемых культур. Отбирали смешанные образцы из четырех повторений ло 5 точкам на каждом повторении из пахотного (0-20 см) горизонта. Кроме отобранных образцов, для проведения анализов использовались архивные образцы опыта СШ-5, отобранные в 1994 году,

В почвах проводили следующие виды анализов: рНка потенциометриче-ски, обменный водород - по методу Соколова, гидролитическая кислотность по методу Каппена, содержание гумуса - методом Тюрина, качественный состав определяли по схеме Тюрнна в модификации Пономаревой-Плотниковой (1980), потенциальную биологическую активность органического вещества — методом Аксенова С.М. и Банкина М.П. путем компостирования почвыпри температуре t=28°C, влажности 60% ПВ, фиксируя, на газовом хроматографе ХРОМ-5, выделение С02.

Краткая характеристика длительных опытов, на основе которых создана информационная база данных по исследованию состояния гумуса, приведена в таблице 1. Показатели, составляющие основной блок базы данных, приведены в таблице 2. Для статистической обработки полученных данных использовали корреляционный, факторный, дисперсионный и регрессионный анализы программы STATISTICA (Версия-5).

Таблица 1. Краткая характеристика длительных опытов ЦОС ВИУА

Код опыта, длитель- Дозы удобрений е год

Севообор. Вариант опыта Нз- N РА К;0 Руководитель опыта, литература

ность т/га кг д.в./га

СШ-5, 19641999 гг. Картоф.; оз.пшен свекла корм-я, ячмень. Контроль Навоз (50 т/га)-фон I Фон l+NPK(no навозу) Фон 1+2 NPK Фон 1 + 3NPK 1 NPK 2NPK 0 12,5 12,5 12,5 12,5 0 0 0 0 55 МО 165 55 110 0 0 33 66 99 33 66 0 0 КО 160 240 SO 160 Ефремов В.Ф. иРе> ты исследований в длит, опытах с удобрениями по зонам страны», вмп №5; 8; 15.

3NPK. 0 165 99 240

4NPK. 0 220 132 320

СШ-2, Вика-овес; Контроль. 0 0 0 0 Алиев А-В.М.

1960-1999гт. са.пшен картоф.; Фок I +хнм.ср. защ-ты Фон I-навоз + NPK 10 10 63 63 43 43 66 66

ячмень; кгкяер; ОЗ.П11КН Фон II-NPK 0 Мб 68 144

СШ-27, 19661999 m вика-овес; ОШшеи клевер; картоф.; ячмень Коигсроль Фон - (NPK) Фон +известъ по 1,5г. к. Фон +известь по 3 rjc. 0 2,7 2,7 2,7 0 53 53 53 0 43 43 43 0 59 59 59 Кирпичников H.A. Агрохимия, 1972. №3; 1982, № 1; 1990, №6.

СШ-9, 19721999 гг. (Шгшен картоф, ячмень; НК+Р50; NK+P150; NK+PSO+известь 1,5г.к 0 0 0 23 23 23 50 150 50 32 32 32 Кирпичников H.A. Агрохимия, 1989, №5; 1993,№8;

клевер 2г. NK+P150+известь 1,5г.к 0 23 150 32

СШ-8, 19601981 m кук-за; вук-эа; кук-за; Контроль Навоз HPK. 0 20 0 0 0 93 0 0 64 0 0 113 «Результаты исследований в длит, опытах с

сая.свекпа: корм.бобы 0,5 навоза + 0,5 NPJC Навоз+NPK. 0,5 навоз+1,5 NPK. 10 20 10 46 93 139 32 64 96 56 133 169 удобр-мн по зонам страны», вып Ks 8; 13.

СШ-1, 1959- Вика-овес; 03.ТШВН Контроль, Известь 0 0 0 0 0 0 0 0 «Результаты исследований в

1982 т клевер; Известь+NPK. 0 56 52 56 длит, опытах с

озлтеа картоф.; горок; NPK (без извести). Известь + навоз I доза. Известь+навад 2 дозы. 0 6 12 56 0 0 52 0 0 56 0 0 ' удобр-мн по зонам страны», вьш № 5; 17.

ячмень

СИ-24, 19401990 гг. Пар; голшеи клевер 2г, Контроль Фон (NPK + навоз); Фон+известь по 1г.к. 0 4 4 0 45 45 0 50 50 0 53 53 «Результаты исследований в длит, опытах с

■яр.зерн.; картоф.; Фон + известь 4,5 г. к. Фон + известь 2,5 г. к. 4 4 45 45 50 50 53 53 удобр-мн по зонам страны», вып Ks 15.

яр.зерн

Таблица 2, Показатели, включенные в основной блок базы данных динамики и баланса гумуса в длительных опытах ЦОС ВИУА

N п/п N Опыта Длительность опыта Продолжительность периода наблюдения Структура севооборота, %

Зерновые Пропашные Многол. травы Однолет. травы Пар

1 2 4 5 6 7 К 9 10

Удобрения Дота в год Продуктивность севооборота ц/га з.ед в год Кислотно-щелочной режим за ротаиию С % за период наблюдения 1 . ¿С

Навоз, т/га К кг/га Известкование рН Кс1 на качало на конек

м 12 13 н 15 16 17

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

5. ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ НА СОДЕРЖАНИЕ ГУМУСА В ДЛИТЕЛЬНЫХ ОПЫТАХ ЦОС ВИУА

Длительное применение различных систем удобрения оказывает заметное воздействие на содержание общего углерода во всех опытах ЦОС ВИУА.

При длительном применении органических удобрений (соломистый навоз КРС) содержание гумуса во всех опытах превышало контрольные варианты на 6-18% в зависимости от дозы навоза. Наименьшее влияние навоза отмечалось в опыте СШ-5 с зернопропашным севооборотом, где среднегодовая доза навоза составляла 12,25 т/га; наибольшее - в почве длительного опыта СШ-8 с бессменным возделыванием кукурузы (80%) при ежегодном внесении 10-20 т/га навоза в течение 20 лет, где содержание общего углерода превысило контроль на 18%.

В опыте СШ-1 в течение 21 года изучалось влияние различных систем удобрения на урожай полевых культур. В опыте заметно проявилась неоднородность почвенного покрова в содержании гумуса до закладки опыта. На варианте с применением минеральных удобрений в 1 и 3 полях содержание гумуса превысило контроль на 12-18%. В поле 2 на этом варианте содержание гумуса не изменилось. В этом опыте, помимо вносимых удобрений, заметный вклад в накопление гумуса внесли культуры зернотравяного севооборота (86% зерновых и однолетних трав). Значительно повысилось содержание гумуса (на 13% в сравнении контролем) в опыте СШ-8 с бессменной кукурузой.

Применение орган о-минеральн ой системы удобрений во всех рассматриваемых опытах превышало содержание гумуса на 13-40% в сравнении с контролем.

Применение извести действовало на содержание гумуса по-разному в зависимости от доз и способов внесения. Известкование без внесения удобрений (СШ-1) и его фоновое внесение до закладки опыта (СШ-9) существенного

влияния на содержание гумуса не оказывало. Содержание гумуса в этих почвах по прохождении 20-25 лет в травяном (СШ-1) и зернотравяном (СШ-9) севооборотах остается на уровне контрольного варианта. Повторное внесение извести после каждой ротации совместно с минеральными удобрениями увеличивает содержание гумуса до 10%, с органическими до 22% (СШ-1). Применение извести в дерново-подзолистой почве на фоне совместного применения органических и минеральных удобрений за 33 года проведения опыта СШ-27 в зерно-травяном севообороте увеличило содержание гумуса до 12% в сравнении с контролем. Наибольшее накопление до 48-59% наблюдается в опыте СИ-24, заложенном па серой лесной почве в севообороте с многолетними травами, где .за 42 года внесено по разным вариантам от 7 до 31,5 т/га извести.

Статистическая обработка всех аналитических данных по содержанию гумуса, сгруппированных по ротациям севооборота методом наименьших квадратов, позволила сравнить динамику гумуса в разных опытах. Начальной точкой для каждого варианта являлось исходное содержание, принятое за 100%. Ход кривых показан на примере опыта СШ-5 и СШ-27 (рис. 1).

В опыте СШ-5 в первый период (8-12 лет) содержание гумуса наиболее интенсивно падает на контроле. В варианте ЫРК также наблюдается падение содержания гумуса, но с меньшей скоростью. По истечении 10-ти лет на варианте ЫРК наблюдается дальнейшая убыль гумуса, тогда как на контроле

1972-74 198042 )9в8-М 1996-М 5 (966 Ш 1999

а) ГОД" в)

Рисунок I. Динамика содержания гумуса в почве; а) опыта СШ-5; 1- контроль, 2 - навоз, 3 - навоз+2№К, 4 - ЫРК, 5 - 3№К; б) опыта СШ-27: 1 - контроль, 2 - фон <на-воз+МРК), 2 - фон+известь 1,5 г.к., 4- фон + известь Зг.к.

его содержание стабилизируется. В варианте ЗМРК содержание гумуса устанавливается на уровне несколько ниже исходного. Внесение органических удобрений обеспечило поддержание содержания гумуса на исходном уровне. Самое высокое содержание гумуса обнаруживается на варианте Навоз + 2ЫРК. - на 23% выше исходного. В опыте СШ-27 с применением извести выявлена характерная особенность воздействия извести на содержание гумуса. В первый период проведения опыта происходит его снижение. По прохождении 12-22 лет

содержание гумуса на этих вариантах постепенно увеличивается. При внесении извести совместно с органическими и минеральными удобрениями содержание гумуса превышало фон (без извести) на 36 %, а исходный уровень на 29 %.

Темпы изменения содержания гумуса во времени неодинаковы. Наиболее заметные изменения отмечаются в первый период, который составлял в разных опытах 8-14 лет. Затем содержание гумуса на различных вариантах приближалось к равновесному состоянию, стабилизируясь на определенном уровне.

Исследование изменения содержания гумуса на основе учета неоднородности его состава

Впервые такой подход к исследованию гумуса в длительных опытах Германии использовал профессор Кёрщенс (1991), Он показал, что в различных почвах в зависимости от их гранулометрического состава, определяемого, главным образом, характером материнской породы, содержится некоторое количество углерода {€„,,„), которое практически не поддается воздействию почвенных микроорганизмов. Им разработаны коэффициенты определения Стщ по гранулометрическому составу почвы, рассчитываемое путем умножения процентного содержания гранулометрических фракций <0,06мкм на 0,4 - для легких и 0,45 - для тяжелых почв. Эти коэффициенты разработаны профессором Кершенсом на основе экспериментальных данных многолетних опытов Германии с бессменным паром. Ст|п - представляет собой тот уровень содержания углерода в почве, который устанавливается в равновесном состоянии при экстенсивном (бессменный пар) использовании. Исследуя содержание Ст|П и СИЛ1 в различных опытах Германии, Кершенс пришел к выводу, что оптимальным содержанием С,^ в почве следует считать 0,3% С. Почва с таким уровнем содержания Схарактеризуется высокой продуктивностью и благоприятными

Таблица 3 . Содержание инертных и активных форм гумуса в почве опытов СШ-5 и СШ-2 ЦОС, рассчитанные разными методами.

С инертный (С™), % Содержание частиц <0,05мкм, %

Опыт вариант Собш, % СдН1 эксперимен тальный Сини расчетный □о Кершенсу

Контроль 0,75 0,75 1Д5 31,4

СШ-5 Поле 3 Фон (навоз 50 т/га) 0,86 0,75 1,24 30,9

Фон + ЫРК 0,89 0,75 ио 29,9

Фон + 2ИРК 0,97 0,75 1,27 31,5

Фок+ЗЫРК 0,95 0,75 1,25 31,2

Контроль 1,06 0,75 1,19 26.5

СШ-2 Фон 1 + хим. ср. защиты растений 1,23 0,75 1,27 23,2

Фон I (навоз+ЫРК) 1,19 0,75 1,23 27,3

Фон II (№К) кп 0,75 1.18 26,3

экологическими параметрами. Для исследуемой территории мы приняли за Ст,„ уровень содержания гумуса, установившийся за 28-32 года в варианте без удобрений в севообороте с высоким насыщением пропашными культурами (50%), Для опытного участка Щебанцево минимальный уровень содержания гумуса в

Таблица 4. Содержание инертных (Стт) и активных (С1га„5) компонентов в со-

Опыт Вариант Содержание С в % к возд.-сухоЛ почве Ск

Исходное в конце С ■ ^uans в%

(Он) наблю- отСн

дения

(Си)

СШ-5 Контроль 0,91 0,84 0,75 0,06 92

Навоз (50 т/га)-фон I 0,90 0,89 0,14 99

Фон1+Ь!РК(по навозу) 0,91 1,01 0,26 111

Фон 1+2 ИРК 0,88 1,07 0,32 122

Фон I + 3 ЫРК 0,94 0,99 0,24 105

1 0,96 0,79 0,04 82

2№К 0,94 0,82 0,07 87

ЗЫРК 0,94 0.87 0,12 93

4ЫРК 0.96 0,85 0,10 89

СШ-2 Контроль. 0,89 1,06 0,75 0,31 119

Фон I +хим.ср. защиты 0,69 1,23 0,48 138

Фон 1-навоз + ИРК 0,89 1,19 0,44 134

Фон И-ЫРК 0,89 1,17 0,42 131

СШ-27 Без удобрений. 0,96 1,05 0,75 0,30 109

Фан-(ЫК)+Р 0,96 1,05 0,30 109

Фон +известь ою 1,5г.к. 0,96 1,10 0,35 115

Фон +щвесть по 3 г.к. 0,96 1,18 0,43 123

СШ-9 ИК+Р50; 0,95 0,91 0,75 0,16 96

НК.+Р150; 0,95 1,00 0,25 105

МК+Р50+известь1,5г.к 0,95 1,02 0,27 107

ИК+Р15<Н-нзвестъ 1,5г, к. 0,95 0,97 0,22 102

СШ-8 Контроль-без удобр. 0,94 0,91 0,75 0,16 97

Навоз 0,96 1,07 0,32 Ш

ЫРК. 0,97 1,03 0,28 106

0,5 навоза* 0,5 ЫРК. 0,98 1,11 0,36 1)3

Навоз+№К. 1,03 1,16 0,41 113

0^1ивоз+]т5ЫРК 1,00 1,18 0,43 118

СШ-1 Контроль -без удобр. 0,86 0,80 0,75 0,05 93

Известь 1,00 0,77 0,02 77

Известь+ЫРК, 1,05 0,86 0,11 82

НРК (без извести). 0,97 0,88 0,13 91

Известь+навоз 1 доза. 0,97 0,85 0,10 88

Известь ■+■ навоа 2 доты 1,05 0,98 0,23 93

СИ-24 Контроль -без удобр. 0,93 0,86 0,86 0 92

Фон (ЫРК + навоз); 0,93 1,21 0,35 130

Фон+нзвесть по 1г.к. 0,93 1,38 0,52 148

фон + известь 4,5г.к. 0,93 1,28 0,42 138

Фон + известь 2,5г. к. 0,93 1.18 0,32 127

среднем составляет 0,75% С при колебании от 0,69% до 0,86% С для различных полей.

Было интересно сравнить установленный экспериментально минимальный уровень гумуса в опытах с расчетным, полученным по содержанию физической глины (частиц < 0,05 мкм). Из таблицы 3 видно, что расчетные данные содержания Сщ.п значительно превышают экспериментальные. Поэтому использование метода Кершенса для тяжелосуглинистых дерново-подзолистых почв требует дальнейшей проверки в условиях России. На факт завышения величины Ст1„ при использовании расчетных формул на дерново-подзолистых почвах также обращает внимание Володарская (2001).

Принимая за минимальный уровень 0,75 % С, мы рассчитали содержание С,Г1П8 во всех рассматриваемых нами длительных опытах. Данные таблицы 4 показывают, что содержание С<га1В неодинаково в различных опытах и на разных вариантах. Наиболее высокие значения отмечены в опытах СШ-2 (0,31-0,48 % С), СШ-8 (0,16-0,43 % С) и СИ-24 (0,32-0,52 % С). Это можно объяснить тем, что в опыте СШ-8 с бессменным возделыванием кукурузы в почву поступает большее количество растительных остатков, помимо этого в этом опыте вносились высокие дозы навоза (до 20 т/га в год). В опыте СИ-24 на серых лесных почвах содержание гумуса выше, чем на дерново-подзолистых. В пределах каждого опыта наиболее высокие показатели С^з отмечаются на вариантах совместного внесения органических и минеральных удобрений. На вариантах с использованием ЫРК содержание не значительно - 0,04-0,12 % С.

На всех вариантах опыта СШ-1 (табл. 4) С(гат колеблется от 0,06 % С (вариант С внесением одной извести) до 0,24 % С (внесение извести с двойной дозой навоза). Это, видимо, связано с низкими дозами удобрений, применяемых в этом опыте.

Внесение извести совместно с удобрениями повышает содержание трансформируемого углерода, что отмечается во всех вариантах опытов с внесением извести.

2. ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ НА ФРАКЦИОННО-ГРУППОВОЙ СОСТАВ ГУМУСА почвы

Результаты исследования качественного состава гумуса четко показывают различную направленность изменения состава гумуса при длительном внесении органических и минеральных удобрений. Навоз (50 т/га) приводит к снижению содержания углерода 1-ой фракции, в том числе гуминовых кислот в сравнении контролем. Внесение ЫРК совместно с навозом приводит к небольшому возрастанию содержания углерода 1-ой фракции и гуминовых кислот в составе этой фракции. При применении минеральной системы удобрения отмечается тенденция роста углерода и С гуминовых кислот 1-ой фракции с увеличением доз вносимых удобрений. Во И-ой фракции различия между контролем и вариантами с внесением удобрений выражены еще более контрастно и противоположно направлены. Наблюдается снижение углерода 11-ой фракции как на вариантах с органо-минеральной, так н с минеральной системами удобрения.

Наиболее значительное уменьшение отмечается на вариантах с высокими с дозами: 3-4 >1РК, что, по-видимому, связано с подкисляющим действием минеральных удобрений. Отношение Сгк/Сфк на всех вариантах в сравнении контролем увеличивается с 0,52 до 0,70-0,87.

40 35

3 30

0 25 » 20

1 15

(О

§ 10 ° 5

а)

в)

Контроль

ФОН+

2К1РК

С 1-ОЙ фракции,

ЗМРК

□ 1994 □ 1998

Фон (50 «а) Си-ой фракции.

НРК

Контроль

Фок*

гюк

ГК-1

Э1*К

вон(50 т*а)

гк-г

Рисунок 2. Изменение содержания углерода 1-ой и П-ой фракций (а) и углерода гуминовых кислот (в) данных фракций в составе гумуса почвы опыта СШ-5

После прекращения внесения удобрений в 1994 г. меняется направленность действия удобрений, в то же время различие по вариантам сохраняется до 1998г (рис. 2). Несколько уменьшилось содержание углерода 1-ой фракции на всех вариантах опыта 21,33-30,54 % С против 25,00-32^29 % С в 1994 г., но с некоторым повышением содержания гуминовых кислот 1-ой фракции (ГК-1) с 5,95-9,38 % в 1994 г. до 8,00-12,5 % от С почвы в 1998 г. Содержание С П-ой фракции на всех вариантах увеличилось с 14,58-22,58 в 1994 г. до 23,16-34,67 % С в 1998г., возросло содержание |уминовых кислот П-ой фракции. Эти изменения благоприятно отразились на отношении Сг.кУСф.к., который стал выше на всех вариантах опыта (0,68-0,90) против (0,52-0,87) в 1994г. Однако тип гумуса на всех вариантах остался 1уматно-фульватным. Негидролизу ем ый остаток в

составе гумуса сохранился на том же уровне, как и до прекращения внесения удобрений без существенной разницы по вариантам.

Для более глубокой оценки качественных изменений гумуса определяли оптические свойства гумусовых кислот суммы 1-ой и Н-ой фракций методом спектрофотометрии. Наиболее высокие показатели оптической плотности наблюдаются в гуминовых кислотах почв контрольных вариантов, Варианты с применением удобрений имеют более низкие показатели, т.е меньшую степень бензоидности, большее содержание алифатических структур. Это согласуется с различным содержанием С,„Л1 на контроле и удобренных почвах. Почвы контроля практически полностью утратили Си™*, в то время как почвы с длительным применением удобрений, особенно на варианте Навоз + 2№К содержат еще значительное количество активного углерода. После прекращения внесения удобрений (4 года последействия) оптическая плотность гуминовых кислот ■

? п

| -

5*1 -

| 4 "

1 ; 11 Й. I М 1>1, М,11*.................

у / / # # / #

сР * * Ш3»4 ОО»)

Рисунок 3. Оптическая плотность гуминовых кислот (сумма ПС-1 и ГК-2) при длине волны 665 нм. * Е - индекс оптической плотности гуминовых кислот суммы ¡-ой и П-ой фракций при содержании в растворе углерода 1 мг/мл (С"'1" )

снизилась в 1,5-2 раза, в сравнении с оптической плотностью гуминовых кислот в 1994г. (до прекращения применения удобрений) (рис 3). Такое снижение можно, по-видимому, объяснить тем, что в почве усилились процессы новообразования гумуса, вследствие замены пропашных (50%) культур на однолетние травы и устранения отрицательного воздействия на биологические процессы в почве высоких доз ИРК.

Опыт СШ-2 интересен тем, что в нем дважды менялась схема. Первый раз, когда с 1У-0Й ротации (через 18 лет после закладки) в одной части опыта применяемую систему удобрения оставили без изменения (навоз+КРК - фон I), во второй ввели минеральную, без органических удобрений (фон И). После 1У-оЙ ротации дополнительно ввели контрольные варианты (без внесения удобрений и химических средств). Видимо, этими изменениями и объясняется меньшая контрастность по вариантам опыта, которая обнаруживается во фракционно-групподом составе гумуса на всех 3 полях. Тем не менее, подтверждается направленность изменений фракционно-группового состава под воздействием органических и минеральных удобрений, полученная в опыте СШ-5.

В опытах с известью (СШ-27, СШ-9) через 10-15 лет после известкования почвы стремятся к исходному состоянию уровня кислотности, что обусловлено природными процессами почвообразования. Такой переход наблюдается в опытах СШ-27, СШ-9, где после последнего внесения извести прошло 16-24 года и величина рН в настоящее время колеблется от 4,38 до 5,27 единиц.

На известкованных вариантах опыта СШ-27 содержание углерода 1-ой фракции уменьшается с 39,1% до 30,5% в сравнении с фоном (навоз+ЫРК). Содержание гумусовых веществ 11-ой фракции на вариантах с применением извести по 1,5 и 3 г,к. увеличивается по сравнению с контролем и вариантом с внесением удобрений без известкования с 4,7-4,8% до 7,2 и 11,9%, соответственно.

В опыте СШ-9 внесение различных доз фосфорных удобрений на фоне ЫЯ не оказало существенного влияния на фракционно-групновой состав гумуса. Изменения в составе гумуса отмечаются главным образом в связи с изменением значений рН почвенной среды. При уменьшении рН до 4,4-4,8 происходит увеличение 1-ой фракции с 35% до 42% и уменьшение Н-ой фракции с 14% до 5%. Вследствие уменьшения содержания П-ой фракции, в том числе гуминовых кислот, отношение Сгк/Сфк меньше чем в предыдущих опытах и колеблется » пределах 039-0,56.

В опыте СШ-27 известкование по 1,5 г.к. повышает величину оптической плотности, что говорит об обогащении состава гумуса при внесении извести не только наиболее агрономически ценными фракциями (ГК-2), но и более сложными в химическом отношении соединениями со слабо выраженной алифатической структурой, что повышало их устойчивость к минерализации (табл. 5). Высокие значения оптической плотности на известкованной почве отмечаются и в опыте СШ-9.

Таблица 5. Характеристика качественного состава гумуса в опыте СШ-27

Вариант Динамика гумуса, % Оптическая плотность суммы ПС-1+ГК-2, ЕС;;'" Содержание углерода 11-об фракции, В % от Смг почвы

Сщт С, Сети С фракции ПС

Контроль 0,75 1,05 0,3 10,5 4,86 1,95

Фон (ЫРК) 0,75 1,05 0,3 12,0 4,76 3,81

Фон + 1,5г,к. извести 0,75 1,10 0,35 14,0 7,31 3,60

Фон 3 г.к, извести 0.75 1,18 0,43 9,5 11,»7 4,24

Имеющийся массив данных, содержащий полную информацию о фракци-онно-фупповом составе почв опытов ЦОС и величине рН, позволил провести корреляционный анализ зависимости содержания С фракций в составе гумуса от величин рН. Результаты показали, что с увеличением кислотности до 4,4-4,8 единиц рН происходит увеличение 1-ой фракции, а с уменьшением кислотности

(до 6,01-6,22 единиц рН) повышается содержание углерода И-ой фракции, связанной с кальцием (рис. 4). Такую же тенденцию показывают линии тренда гуминовых кислот. Таким образом, изменяя кислотность почвы, можно направ-

як

* 25

-5

о о с

а О * в • о _£| ■о > 4 4

4 • 1 и ,

а ^ 4

4 Рл

4.2 4.6

5 4 5.8 6.2 6,6 РН

углерад 1-ой фракции ГХ-1

углерод 31-ой

фракции

ГК-2

ленно воздействовать на уровень содержания фракций в составе гумуса. Рисунок 4. Зависимость фращнонно-группового состава от кислотности почвы.

3. ОЦЕНКА КРУГОВОРОТА УГЛЕРОДА В АГРОЦЕНОЗАХ ДЛИТЕЛЬНЫХ ОПЫТОВ

ЦОСВИУА

Исследование угяерод-мшераяизующей способности почв различных вариантов длительных опытов Исследовалась потенциальная способность почв к минерализации в трех длительных опытах: СШ-5, СШ-27, СШ-9 методом определения эмиссии СОг из почвенного образца при инкубировании. Период инкубации и учета эмиссии С02 из почвы в опытах СШ-5 и СШ-27 составил 31 день, в опыте СШ-9 - 38 дней (до достижения равновесного состояния).

» и и и I? и ¡1 а а зт я л 1

4Ы.

)

3»

'4 *

0 1 1

1 з $ т ) ив 15 и «а аи » а л

X 1 "X 2 X 3 X 4

«рем воипосшромкщ дни

Рисунок 5. Суммарно« выделение С-СО: из дерновоползолнстой тяже лосу глинистой почвы в опытах: а) СШ-5, 1 - контроль; 2 -50 т/га навоза; 3-50 т/га яавоза+2ЙРК; 4 - ИРК.; 5 -ЗОТК; б) СШ-27,1 - контроль; 2 - фон удобрений {на&оз+ИРК); 3 -фон + 1,5г.к. извести; 4 - фон + 3 г.к, извести.

Суммарная эмиссия ССЬ за весь период компостирования представлена на рисунке 5. В опыте СШ-5 с длительным (28 лет) совместным внесением органических и минеральных удобрений и 4-х лет последействия отмечалась наиболее высокая эмиссия СО2- 371 мкг/г С-СОг- На вариантах с применением только минеральных удобрений общее количество выделившегося С-СО; также было высоким, составив 349-350 мкг/г. На контрольном варианте (без удобрений) выделилось 243 мкг/г С-СО2.

В опыте СШ-27 на контрольном варианте (без удобрений и без извести) интенсивность дыхания почвы составила 355 мкг/г, на вариантах с применением извести в дозах 1,5 и 3 г.к. - 264 и 294 мкг/г соответственно. В опыте СШ-9 выделение диоксида углерода оказалось практически на одном уровне.

Важно отметить, что тенденция в способности почв различных вариантов продуцировать СОг четко соответствуют уровню содержания трансформируемого углерода (Сини) гумуса в почве. Так, в опыте СШ-5 величина потенциальная углерод-минерализующая способность почвы увеличивается с увеличением содержания С^ш на первых трех вариантах (рис. 6), Наиболее высокие показатели получены на варианте с совместным использованием органических и минеральных удобрений. В то же время при длительном применении только минеральных удобрений при низком уровне содержания активного углерода в почве, процессы минерализации гумуса происходят достаточно активно, при этом затрагивается и часть устойчивых соединений углерода. Это видимо, связано с неодинаковой способностью к минерализации разных групп и фракций гумуса.

§ I

контроль май 5 От/г» н+2МРК

ЫРК

ЗЫРК

ЗколнчАсгед минйрализуииот угчрод» •»попичвсти трансформирумогв углерода

Рисунок 6. Углерод-мннерализующая способность и содержание С««, в почве опыта СШ-5.

Для выявления взаимосвязи содержания различных фракций в составе гумуса и скоростью их минерализации был проведен факторный анализ, который

позволил обнаружить взаимосвязь между наблюдаемыми параметрами выборки: содержанием 1-ой и Н-ой фракций в составе гумуса и скоростью минерализации органического вещества почвы. Графическое представление результата анализа (рис. 7) показывает, что гуминовые кислоты П-ой фракции более устойчивы к минерализации в сравнении с гуминовыми кмслотами 1-ой фракции, о чем можно судить по скорости минерализации. Минерализация туминовых кислот Н-ой фракции начинается позднее и проходит более длительное время, чем минерализация гуминовых кислот 1-ой фракции.

0 6

0.4

0.2

-0.2 ■0 4 -0.5 ■0.0

' АГ1 ! ОА^М

но о САУМ о

ж 1

№ 0

гад о

-0.2 0.2 фактор 1

0.6

Рисунок 7. Взаимосвязь качественного состава гумуса с параметрами минерализации органического вещества почвы: Фактор 1 - устойчивость органического вещества к разложению. Фактор 2 - скорость минерализации.

Расчет баланса углерода в агроценозах с различной интенсивностью использования органических и минеральных удобрений на основе базы данных

При возникшей в настоящее время глобальной проблеме парникового эффекта выявление роли гумуса почвы как стока или источника СО} в биосфере при длительном использовании агроценозов с различной интенсивностью применения удобрений имеет большое значение. Нами предложен расчет баланса углерода в агроценозе, основанный на использовании информационной базы данных по органическому веществу длительных опытов.

Стоком углерода в агроценозах является вся биологическая продукция (Сбиол.ор). как результат фотосинтеза. К ней относится: углерод основной продукции (С0.Пр), побочной продукции (Сп.лр), а также биомассы корневых и пожнивных остатков (Сьп.о)- Пересчет биологической продукции растений за период опыта в углерод проводился с использованием коэффициента пересчета 0,45 предложенного для травянистых растений Кудеяровым (2000).

С<йид,цр. = Со пр С[1(1р Сг п 0

Однако если учесть, что Сопр и Сп пр отчуждаются из агроценоза, а дополнительным резервуаром углерода в агроценозе является органическое вещест-

во, вносимое с навозом (Сиав) за период опыта, а также то, что запасы гумуса в исходной почве (Сн) в дерново-подзолистых почвах сосредоточены главным образом в пахотном слое почвы, то к стоку углерода агроценоза можно отнести общее содержание углерода в почве С^ш, который будет состоять из следующих компонентов:

Собщ = Си + Снав + Ск по

Все эти составляющие либо количественно зафиксированы в базе данных: С„ (исходное до начала наблюдения содержание гумуса) и доза навоза, вносимая за период опыта на соответствующих делянках, либо могут быть рассчитаны. Количество биомассы корневых и пожнивных остатков сельскохозяйственных культур рассчитывается по Левину (1977). Содержание углерода в навозе составляло в среднем 50 % сухого органического вещества навоза КРС,

Эмиссионные потери ССЬ из агроценоза определяются общим количеством минерализуемого органического вещества почвы и дыханием растений. Необходимо отметить, что соотношение между дыханием корней и дыханием микроорганизмов принимается равным 1:2 до 1:3 (Благодатский и др, 1993), а размеры первичной продукции фотосинтеза и дыхания почвы приравниваются (Кудеяров, 1998). Поэтому мы рассматриваем один наиболее мощный и мало-исследуемый иссточник СОг - органическое вещество почвы. Количество минерализованного за период наблюдения углерода почвы (СМ|Ж) определяли по разности между С„ом и конечным содержанием углерода в почве (СЛ-

Смцн Ссгвд(а ~

Учитывая, что длительные опыты, согласно требованиям методики, закладывались на выровненных участках, исключающих эрозионные потери углерода, а также незначительное перемещение органических веществ по профилю тяжелосуглинистой почвы, минерализационные потери углерода практически представляли величину эмиссии СО2, т.е.

^МНН Сзмнсс

Расчет баланса углерода по результатам приходной статьи (С0бщ) и конечным содержанием (С,) представлен в таблице б. Полученные данные показывают, что в результате 24-33 летнего проведения длительных опытов отмечен отрицательный баланс углерода во всех опытах и в агроценозах всех вариантов. В то же время с увеличением поступления в почву органического вещества повышается его депонирование в запасы гумуса почвы в конце опыта. Например, в опыте СШ-5 на вариантах с органоминеральной системой удобрения, где в почву с навозом поступает до 25,7 т/га С, запасы гумуса увеличиваются на 1,65,9 т/га за период наблюдения (табл. 7). В опыте СШ-27 с зернотравяным севооборотом (клевер 2-х лет пользования) с корневыми и пожнивными остатками поступает в почву до 72,2-79,4 т/га С, при этом запасы гумуса увеличиваются до 4,1-6,0 т/га за период наблюдения (табл. 7). Таким образом, в ценозах различных вариантов длительных опытов ЦОС активно происходят биологические процессы минерализации всех источников органического углерода поступающего в почву. При этом наиболее устойчивым пулом углерода агроценоза является гумус почвы. При поступлении в почву существенных количеств органического вещества с навозом, корневыми и пожнивными остатками сельскохо-

зяйственных культур пул углерода гумуса в почве сохраняется и даже увеличивается на отдельных вариантах (+ДС). В то же время на вариантах с низким поступлением органического вещества (абсолютный контроль, варианты с внесением только минеральных удобрений) минерализационные процессы также очень активны, но при этом в эмиссионные потоки включается и устойчивый пул углерода-углерод гумуса почвы (-ДС),

Таблица 6. Баланс углерода в почве агроцекозов различных вариантов длительных опытов ЦОС, С т/га за весь период опыта__

Опыт Вариант Приходная часть Запасы в конце опыта <Ск) С минерализованный Смин= (Ск-Собщ)

Сн (а) Ск.п.о. (б) Спав (в) Общее содержание (Собщ) (а+б+в)

СШ-5 Контроль 24,0 25,3 0 49,3 20,3 -29,1

Навоз 50 т/га 21, 6 28,4 25,7 75,7 23,2 -52,5

Навоз+2ЫРК 20,3 36,5 25,7 82,5 26,2 -56,3

NPK 25,4 30,1 0 55,5 21,3 -34,2

3NPK 24,8 33,8 0 58,6 24,3 -34,3

СШ-27 Контроль 25,9 61,8 0 87,7 28,4 -59,4

Фон (NPK) 25,9 77,9 5,9 109,7 28,4 -81,4

Фон+ ],5г.к. 25,9 72,2 5,9 104,0 29,9 -74,0

Фон + 3 г.к. 25,9 79,4 5,9 111,2 31,9 -79,3

СШ-9 Р50 25,7 44,7 0 70,4 24,6 -45,8

Р150 25,7 50,0 0 75,7 27,0 -48,7

Р50 Са1,5г.к 25,7 50,9 0 76,6 27,5 -49,1

Р150+Са1,5г.к 25,7 53,0 0 78,7 26,2

Представленные в таблицах б, 7 данные показывают, что эмиссионные потери, рассчитанные на основе базы данных колебались от 29,1 до 81,4 т/га за период опыта или от 0,90 до 2,5 т/га С в год. Наибольшие потери углерода отмечены оп^те СШ-5 на вариантах с высоким насыщением органическими и минеральными удобрениями, наименьшее в почве контроля.

Результаты исследования баланса углерода агроценозов различных вариантов длительных опытов на основе анализа базы данных подтверждаются результатами исследований по определению потенциальной минерализационной способности почв различных вариантов в оптимальных для микробиологической деятельности условиях. Потенциальная эмиссия СО^ более чем в 2 раза превышала величину, рассчитанную балансовым методом.

Эти данные позволяют предположить, что при дальнейшем глобальном изменении климата эмиссионные потери могут значительно увеличиться в результате усиления минерализационных процессов. Поэтому при разработке технологий возделывания сельскохозяйственных культур следует предусматривать условия, способствующие повышению пула гумуса в почве, не допуская увеличения эмиссионных потерь за счет его минерализации.

Таблица 7. Характеристика эмиссионных потерь С-СО1 агроценозов различных вариантов длительных опытов ЦОС в т/га в год__

опыт Вариант Характеристика эмиссии ДС почвы, т/га

Расчетная потенциальная за период опыта в год

СШ-5 Контроль 0,9 2.9 -3,8 -0,12

Навоз 50 т/га 1.6 3,6 1,6 0,05

HaBOT+2NPK 1,8 4,5 5,9 0,18

NPK. 1,1 3,9 -4,1 -0,13

3NPK 1.1 4,2 -0,5 -0,02

СШ-27 Контроль U 4,3 2,5 0,07

Фон-ЫРК+ навоз 2.5 3,7 2.5 0,07

Фон+1,5г.к извести 2,2 3.2 4,1 0,12

Фон+Зг jc извести 2.4 3,6 6.0 0,18

СШ-9 NK+P5Q 1.8 3.5 -1.1 -0,05

NK+P150 1.9 3.6 1.3 0,05

ЫК+Р50+!,5г.к извести 2,0 3.6 1,8 0,07

NK+P150H,5r.it извести 2,1 3.4 0.5 0,02

4. РАЗРАБОТКА СТАТИСТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТРАНСФОРМАЦИИ ГУМУСА В ДЛИТЕЛЬНЫХ ОПЫТАХ ЦОС ВИУА

Пуп. к разработке математической модели проходит через ряд отдельных этапов. Первый этап - разработка концептуальной модели. Концептуальные модели включают теоретические представления об основных факторах, участвующих в процессах формирования функциональной системы. Когда достаточно репрезентативная концептуальная модель создана, включенные в нее факторы могут быть описаны количественно путем преобразования концептуальной картины в математические отношения. Полученная в результате математическая модель (уравнение) должна адекватно описывать наблюдаемые в опытах процессы и отражать их результаты.

: Баланс гумуса за период опыта, выраженный в виде ¿С (сальдо баланса между конечным С, и начальным Си содержанием гумуса) принят в качестве результирующей переменной: дС = Ско„ —Сн.

На изменение уровня содержания гумуса (ДС) оказывают влияние такие важные факторы, как применение органических и минеральных удобрений, структура севооборота, климатические условия. Именно эти факторы были учтены при разработке концептуальной модели трансформации гумуса почв ЦОС ВИУА, которая имеет вид:

дС =f(H, N, С№ Р, Мн, ЕВТ),

где Н - среднегодовая норма навоза за период наблюдения (т/rs в год);

N - среднегодовая доза NPK по учету азота в его составе (кг/га в год);

С„ - содержание гумуса в начале периода наблюдения (%);

Р - доля пропашных культур в структуре севооборота {%);

Мн - доля многолетних трав в структуре севооборота {%);

ЕВТ - эвапотранспирация (суммарная испаряемость почвенной влаги за вегетационный период, мм).

По проведенному корреляционному анализу при р=0,95 у величины ДС обнаруживаются высокие положительные корреляции (г=0,44) с конечным содержанием гумуса в почве (С,) и отрицательная корреляция (г=-0,36) с начальным содержанием гумуса (Сн). Значительная положительная корреляция (г=0,29) ДС обнаруживается с климатическим показателем (ЕВТ), который в свою очередь тесно скоррелирован с биомассой (г=0,45). Выявлена высокая корреляция С, с навозом (г=0,41). Обнаруживается также значимая скоррелиро-ванность с минеральными удобрениями (г=0,15).

Методом дисперсионного анализа определялось влияние управляемых факторов (дозы удобрений), частично управляемых (гумуса) н неуправляемых (климатический показатель ЕВТ) на отклик (продуктивность сельскохозяйственной культуры). В качестве отклика был рассмотрен урожай ячменя, поскольку эта культура входила в севооборот почти всех длительных опытов.

Для анализа база данных была разделена на 2 массива.

Первый, включал все варианты с применением органических и минеральных удобрений и сгруппирован на градации по дозам удобрений: без азота, до 75,75-150, 150-220 и больше 220 N кг/га ежегодно.

Второй массив включает только варианты без удобрений; варианты абсолютного контроля и все варианты опытов после прекращения внесения удобрений. Такое разделение позволяло выявить роль каждого фактора и их взаимодействий на урожай ячменя.

В первом случае значимым оказался фактор минеральные удобрения и их взаимодействия с навозом и ЕВП. F-критерии этих параметров 6,6 и 5,2, р=0,95. Во втором массиве, значимое влияние на урожай ячменя оказывает гумус почвы. Коэффициент F-критерий из незначимого 1,12 в первом массиве становится высоко значимым 10,46 (р=0,99) во втором. Это говорит о том, что при низкозатратном земледелии без применения удобрений обогазденность почвы гумусом является решающим фактором для получения стабильного урожая сельскохозяйственных культур. Дополнительные исследования взаимосвязи урожая ячменя во втором массиве с влагообеспеченностью почв четко показали, что в сухие годы с низкой влажностью роль гумуса существенно повышается.

Для выбора (отбора) климатических факторов использовалась базовая информация имитационной системы КЛИМАТ-ПОЧВА-УРОЖАЙ (Сиротенко, 2001). Помимо простых климатических показателей (сумма осадков, среднесуточная температура, гидротермический коэффициент - ГТК), для каждого многолетнего полевого опыта были рассчитаны средние величины за период наблюдения эвапотранспирации (ЕВТ), потенциального испарения почвенной влаги (ПЕВТ), дефицита влаги (Дв). Все.они рассчитывались за вегетационный период, в качестве которого принят период от перехода среднесуточной температуры воздуха через 5 С весной до перехода ее через 5 С осенью. Предвари-

тельный статистический анализ позволил выбрать из них наиболее информативный показатель — эвапотранспирацию (ЕВТ).

В результате «просеивания» исходного набора независимых переменных и их двойных и тройных взаимодействий была получена следующая регрессионная модель динамики и трансформации гумуса «ш - 105», построенная в виде полинома второго порядка от представленных выше определяющих факторов для дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв ЦОС ВИУА.

ЛС = 0,34586 + 0,019622*Н+ 0,0000406*К*Мн - 3,639805*Сн - 0,001804*Р + 0,000000207* И* Рг + 0,0000124*- 0,005б94*Снг*Н + 0,00000145*Р3*Н -0,0000000382*«3*Си*ЕВТ+0,006028*ЕВТ*Сн

Коэффициент регрессии равен г=0,5б, коэффициент детерминации К^ 31%, Относительно низкий коэффициент регрессии объясняется высокой неоднородностью почвенного покрова всей территории ЦОС и невысоким уровнем варьирования исследуемого фактора (д С) в пределах одной территории.

Оценки коэффициентов регрессии переменных величин показывают, что в основном коэффициенты регрессии по абсолютной величине превышают их стандартные ошибки в три и более раза в 8-ми случаях из 10-ти, Это свидетельствует о значимости полученных оценок большинства исследуемых факторов, входящих в модель.

Используя полученное, уравнение регрессии, было проведено моделирование действия отдельных факторов на результирующий признак (йС). Динамика углерода (¿С) при влиянии конкретных факторов рассматривалась в условиях возрастающего содержания С„ от минимального да максимального уровня, т.к. ведущим фактором, определяющим направление изменения содержания гумуса, судя по величинам г-статистики, является С„. Экспериментальное варьирование и средние значения результирующей переменной и определяющих факторов представлены в таблице 8.

Таблица 8. Минимальные, максимальные и средние значения экспернменталь-ных данных длительных опытов ЦОС ВИУА._

Результирующая и факторы Мш Мах Средняя Результирующая и факторы Мт Мах Средняя

ДС -0,65 0,75 -0,02 Р 0 100 39

Н 0 30 5 Мн 0 40 8

N 0 301 65 ЕВТ 225 241 236

Си 0,92 2,48 1,61

Проведена проверка работы модели на основе экспертной оценки результатов следующих численных экспериментов:

I. Оценка уровня насыщения севооборота пропашными культурами и многолетними травами на изменение пула органического вещества почвы в условиях без внесения органических удобрений показала, что высокое насыщение севооборота пропашными - 50% значительно увеличивает потери органического вещества в сравнении с насыщением 25% (рис. 8), Многолетние травы в тех же условиях оказывают положительное действие на баланс углерода в почве.

Рисунок В. Изменение содержания гумуса в зависимости от насыщения структуры севооборота пропашными культурами, а) N100 без навоза; в) N100 на фоне навоза 10 т/га в год.

Примечание: 1 -пропашные 50 %; 2 - пропашные 25%имноголетниетравы 10%; 3 -пропашные 25% и многолетние травы 25% в структуре севооборота.

а)

нонтроя» ~~ — N2 ■ * * N3

в)

Рисунок 9. Изменение содержания гумуса в зависимости от доз минеральных удобрений, а) пропашные 50% без навоза; в) пропашные 50% на фоне навоза 10 т/га в год.

Примечание: контроль-абсолютный контроль; N1 - 50 кг/га в год; N2- 100 кг/га в год; N3 -200 кг/га в год.

а)

Рисунок 10. а) изменение содержания гумуса в зависимости от доз органических удобрений (Н1 - навоз 10 т/га в год; Н2-навоз 15 т/га в год); в) дозы навоза для поддержания бездефицитного баланса гумуса при разных дозах минеральных удобрений

2. В пропашном севообороте (50 % пропашных) применение 200 кг/га N (при соответствующем количестве РК) приводит к резкому отрицательному балансу гумуса уже при уровне его содержания менее 0,9 % С (рис. 9, а).

Совместное применение органических и минеральных удобрений несколько смягчает отрицательное воздействие высоких доз ЫРК. Если без органических удобрений потерн гумуса при уровне гумусированкости (1,0 % С) составили 0,15 % С, то на фоне навоза они были менее 0,10 % С (рис. 9, в).

3. Оценка изменения содержания гумуса от внесения доз навоза при фиксированных значениях минеральных удобрений (N-0) и структуры севооборота (Р-50, Мн-0), отражает положительное влияние навоза на баланс гумуса; бездефицитный баланс достигается при более высоких значениях содержания гумуса в почве, снижаются потери гумуса по сравнению с контрольным вариантом (рис. 10, а). Однако с ростом начального содержания гумуса в почве внесение органических удобрений в дозе 10-15 т/га ежегодно не обеспечивает положительный баланс. С увеличением начального содержания гумуса до 1,2% С для положительного баланса необходимо внести 16-18 т/га навоза (рис, 10, в). Высокие дозы N при совместном внесении с навозом требуют значительного увеличения доз органических удобрений.

Таким образом, формирование базы данных 7 длительных (25-42 года) опытов ЦОС ВИУА, проведение детальных исследований качественных показателей состава гумуса, углерод-минерализующей способности почв, расчет баланса углерода в агроценозах различных вариантов опытов позволили подойти к вопросу оптимизации состояния гумуса, используя возможности статистических методов анализа результатов исследования. Под оптимизацией гумусного состояния почв нами принимаются:

- количественные критерии его общего содержания, групп и фракций, активных компонентов (Сщт) в составе гумуса, которые отвечают экономическим и экологическим критериям и принципам устойчивости почв. Количественные параметры оптимального состояния гумуса дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв на основании проведенных исследований приведены в таблице 9.

Таблица 9. Оптимальные параметры гумусного состояния почв для получения

стабильного урожая на дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почвах

Соргпочвы Гумус С1гап$в составе гумуса Содержание гумусовых кислот II фракции, % к Сорг почвы Сг.к, / Сф.к. Углерод-минерализующая способность почвы, С-СОа т/га в год

Уо к воздушно-сухой почве

0,9 5 <,,.<1.25 <1,64..,<2,16 0,2 <...<0,4 24.7<...<28.7 0,8 <,..<1,30 1,б< ...<2,4

Выводы.

формацию и баланс гумуса (основной массив) и дополнительные сведения о характере и условиях их воздействия (вспомогательный массив), а также непосредственное изучение в опытах гумусного состояния почвы, ее кислотно-основных и биологических свойств современными методами позволили сформулировать следующие выводы;

1. Установлены уровни и время стабилизации содержания гумуса в тяжелосуглинистых дерново-подзолистых почвах в зависимости от применяемых систем удобрения:

- максимальный уровень гумусированности достигается при применении орга-но-минеральных и органических систем удобрения в сочетании с известкованием и химическими средствами защиты растений, обеспечивая содержание активных компонентов в составе гумуса (С^) порядка 0,32-0,48 % С;

- при применении одних минеральных удобрений поддерживается содержание Смга на низком уровне (0,04-0,15% С);

- при внесении извести на дерново-подзолистых почвах сначала происходит снижение содержания гумуса, а затем оно начинает увеличиваться и может превысить первойачальный уровень;

- время наиболее сильных изменений в содержании гумуса и последующей его стабилизации на определенном уровне составляет 8-10 лет.

2. Различные системы удобрения неодинаково влияют на фракционно-групповой состав гумуса почвы и устойчивость его к биологической деструкции:

- применение органических удобрений способствует закреплению гумуса в почве (снижается содержание углерода 1-ой фракции и увеличивается И-оЙ). В этом случае наблюдается более низкая минерализуемость гумуса по сравнению с другими системами удобрений;

- минеральные удобрения, наоборот, повышают подвижность гумуса (увеличивается общий углерод 1-ой фракции, снижается И-ой). Этот процесс сопровождается ростом минерализуемое™ гумуса;

- прекращение внесения удобрений в течение 4-х лет в опыте СШ-5, сопровождающееся сменой зернопропашното севооборота на зернотравяпой, оказало благоприятное воздействие на качественный состав гумуса: привело к росту общего углерода Н-ой фракции, особенно за счет гуминовых кислот.

3. Подтверждена тесная связь фракционного состава гумуса с кислотностью почвы: при высокой кислотности, соответствующей интервалу значений рН от 4,3-4,9 содержание общего углерода 1-ой фракции увеличивается в 1,5-2 раза в сравнении с интервалом нейтральных значений рН 5,8-6,4 (г —0,79). Соответствующие изменения в содержании общего углерода Н-ой фракции, имеющие обратную направленность, еще более выражены (г =0,56).

4. Выявлена связь между содержанием трансформируемого углерода (Огапз) и величиной оптической плотности (г=-0,32). С увеличением в составе гумуса содержания С1гаш оптическая плотность гумусовых веществ снижается. Самая высокая оптическая плотность отмечается в почвах контроля при стабилизации его содержания на минимальном уровне.

5. Изучение взаимосвязи скорости минерализации органического вещества почвы с содержанием 1-ой и 11-ой фракции в составе гумуса показало, что 11-ая фракция гумусовых кислот является наиболее устойчивым компонентом почвенного гумуса,

6. Исследования баланса углерода в агроценозах различных вариантов на основе базы данных длительных опытов и углерод-минерализационпой способности почв (потенциальная эмиссия С-СО>) показали, что:

- высокие эмиссионные потери диоксида углерода в агроценозах при положительном сальдо баланса (+ДС) указывают на активное прохождение биохимических процессов в почве, что является показателем эффективности плодородия почв, В то же время высокие эмиссионные потери при отрицательном сальдо баланса (-ДС) указывают на снижение уровня плодородия и устойчивости почв, наличие деградационных процессов;

- известкование почвы снижает потенциальную эмиссию COj (в лабораторных условиях) на 17-26 % в сравнении с неизвестко ванны ми вариантами.

7. Разработана регрессионная модель «т-105», отражающая изменение содержания гумуса дС от факторов: навоза, NPK, начального содержания гумуса, структуры севооборота, климатических условий. На се основе установлены:

- экономически и экологически целесообразные дозы навоза, которые могут обеспечить бездефицитный баланс гумуса на тяжелосуглинистых дерново-подзолистых почвах в зависимости от уровня их гумусированности;

- уровни увеличения или уменьшения содержания гумуса в зависимости от насыщенности севооборота многолетними травами или пропашными культурами;

- негативное воздействие высоких доз минеральных удобрений (свыше 200 кг/га N, и соответственно PK), приводящее к деградации гумуса.

8. На основе исследования информационной базы данных методом математического моделирования и проведения серии анализов в образцах почв длительных опытов разработаны основные диагностические критерии оптимизации гумусного состояния и их количественное выражение для тяжелосуглинистых дерново-подзолистых почв.

Список опубликованных работ по теме диссертации;

1. Канзываа С О. Влияние длительного применения удобрений на динамику гумуса в дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почвах // Бюллетень ВИУА «Агрохимия на рубеже веков», № 113. М. 2000. С.11.

2. Шевцова Л.К., Канзываа С.О., Курмышева H.A. Устойчивость дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв при длительном применении различных систем удобрения // Материалы международной научно-практической конференции «Наука и образование - возрождению сельского хозяйства в XXI веке», Брянск. 2000. С.159-161.

3. Шевцова Л.К., Канзываа С.О, Эмиссионные потери диоксида углерода из почв при различном уровне минерального питиания и известкования Н Тезисы Национальной конференции С международным участием «Эмиссия и

сток парниковых газов на территории Северной Евразии». Пущине. 2000. С. 55-56.

4. Шевцова Л.К., Канзываа С.О. Баланс углерода в агроэкосистемах с различной интенсивностью использования органических и минеральных удобрений на дерново-подзолистой почве И Бюллетень ВИУА «60 лет Географической сети опытов с удобрениями». № 114, М. 2001. С.183-184,

5. Шевцова Л.К., Канзываа С.О. Оценка эмиссионных потерь С02 агроценозов на основе информационных баз данных длительных опытов // Материалы международного симпозиума «Функции почв в биосферных системах»! М.: МГУ .2001. С. 178-179.

6. Шевцова Л.К., Канзываа С.О,, Ефремов В.Ф. Применение метода биологической деструкции для оценки устойчивости органического вещества почв в длительных опытах с удобрениями // Материалы Всероссийской конференции «Устойчивость почв к естественным и антропогенным воздействиям». Почвенный инст-тим. В.В, Докучаева. М. 2002, С. 87-88.

ыад!. э.220 т. гот ое.м.аоогг.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Оптимизация гумусного состояния тяжелосуглинистых дерново-подзолистых почв длительных опытов ЦОС ВИУА на основе информационной базы данных"

Роль органического вещества в плодородии почв велика и зависит от природных и агрогенных условий. Получение высокого урожая хорошего качества при низком уровне гумусированности почвы не может служить доказательством отсутствия роли гумуса в плодородии почв. Точно также прямая зависимость урожайности от уровня гумусированности не является основанием для общей рекомендации чрезмерного повышения содержания гумуса в почве. Плодородие всегда тесно связано с реальными экологическими условиями и экономическими возможностями. Однако, пока еще не разработаны четкие технологии регулирования оптимизации гумусного состояния почв. До сих пор неясной остается роль отдельных фракций гумуса почв, как с точки зрения их агрономической ценности, так и устойчивости к внешним воздействиям. Не разработаны оптимальные параметры содержания гумуса при разном уровне интенсификации сельскохозяйственного производства с учетом влияния климатических условий. При возникшей глобальной проблеме «парникового эффекта» немаловажно изучение роли почвы в агроген-ном депонировании углерода. Решение указанных проблем невозможно без детальной агрономической оценки гумусного состояния почв, разработки путей его регулирования.

Целью настоящей работы является определение оптимального уровня содержания и качественных параметров гумуса тяжелосуглинистых дерново-подзолистых почв ЦОС ВИУА на основе создания базы данных и исследования информации 7 длительных опытов, а также детального изучения качественных параметров гумусного состояния почв В задачу исследований входило:

- создание информационной базы данных длительных опытов ЦОС ВИУА по балансу и динамике гумуса, разработка математической модели трансформации гумуса, устанавливающей взаимосвязь итога балансовых превращений гумуса с управляющими агрогенными и природными факторами;

- изучение изменений качественного состава гумуса почв под воздействием различных систем удобрения в длительных опытах ЦОС ВИУА и оценка устойчивости различных групп и фракций в составе гумуса к биологической деструкции; оценка уровня содержания гумуса на разных вариантах длительных опытов ЦОС ВИУА с учетом гетерогенности его состава, содержания в нем устойчивых (Cmin) и трансформируемых форм (Ctrans) и выявление на количественном уровне их оптимального содержания в составе гумуса для конкретных природных и агротехнических условий;

- исследование потенциальной способности почв различных вариантов длительных опытов к минерализации;

- расчет баланса углерода в агроценозах различных вариантов длительных опытов ЦОС ВИУА.

Новизна исследований состоит в том, что впервые создана электронная база данных длительных опытов для конкретного региона. Разработана статистическая модель трансформации гумуса в зависимости от агротехнических и климатических факторов для конкретной территории. Проведен анализ баланса гумуса с учетом содержания в нем двух различных по устойчивости компонентов активного (трансформируемого) углерода (Ctrans) и инертного, термодинамически устойчивого (Cmin). Определен минимальный для пахотных почв данной территории уровень содержания гумуса и оптимальное содержание в его составе активных компонентов. Впервые для всех длительных опытов ЦОС ВИУА по единой программе и методике исследован качественный состав гумуса при длительном применении различных систем удобрения и его изменение после прекращения внесения удобрений (консервация). Показана неодинаковая устойчивость разных фракций гумуса к биологической деструкции. Выявлено, что наиболее ценной и устойчивой является II-ая фракция гумусовых веществ. Высокие дозы минеральных удобрений приводят к ухудшению качественных показателей гумуса, способствуют усилению процессов минерализации, увеличению содержания углерода 1-ой фракции при уменьшении Н-ой в составе гумуса. В условиях прекращения внесения удобрений, при консервации длительных опытов, замена пропашных культур зерновыми и однолетними травами в течение 4-х лет последействия способствует улучшению качественных показателей состава гумуса, сохранению уровня его содержания.

Разработана статистическая модель трансформации гумуса для конкретной территории. Модель позволяет количественно определять дозы органических и минеральных удобрений, состав и соотношение культур в севообороте, для создания оптимального уровня содержания гумуса в пахотных дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почвах, обеспечивающего высокую продуктивность севооборота. Содержание достаточного количества актив7 ных компонентов в составе гумуса определяет устойчивость урожая сельскохозяйственных культур в годы с неблагоприятными погодными условиями.

Автор благодарит за предоставленные информационные материалы руководителей длительных опытов ЦОС ВИУА: к.с/х.н. Ефремова В.Ф., д.б.н. Кирпичникова Н.А., д.б.н. Алиева А-в.М., к.б.н. Ерохину Е.Н. А также сотрудников лаборатории систем удобрения и плодородия почв ВИУА: к.б.н. Никитину Л.В., к.б.н. Володарскую И.В., к.б.н. Романенкова В.А., д.физ.-матем.н. Сиротенко О.Д. за большую помощь и ценные советы в работе над диссертацией, дружеское участие и поддержку.

Заключение Диссертация по теме "Агрохимия", Канзываа, Светлана Отук-ооловна

Выводы

Сформированный банк данных баланса и динамики гумуса 7 длительных опытов ЦОС ВИУА на тяжелосуглинистых дерново-подзолистых почвах, в котором представлены основные факторы, регулирующие агрогенную трансформацию и баланс гумуса (основной массив) и дополнительные сведения о характере и условиях их воздействия (вспомогательный массив), а также непосредственное изучение в опытах гумусного состояния почвы, ее кислотно-основных и биологических свойств современными методами позволили сформулировать следующие выводы:

- максимальный уровень гумусированности достигается при применении органо-минеральных и органических систем удобрения в сочетании с известкованием и химическими средствами защиты растений, обеспечивая содержание активных компонентов в составе гумуса (Ctrans) порядка 0,320,48 % С;

- при применении одних минеральных удобрений поддерживается содержание Ctrans на низком уровне (0,04-0,15% С);

- при внесении извести на дерново-подзолистых почвах сначала происходит снижение содержания гумуса, а затем оно начинает увеличиваться и может превысить первоначальный уровень;

- применение органических удобрений способствует закреплению гумуса в почве (снижается содержание углерода 1-ой фракции и увеличивается 11-ой). В этом случае наблюдается более низкая скорость минерализации гумуса по сравнению с другими системами удобрений;

- минеральные удобрения, наоборот, повышают подвижность гумуса (увеличивается общий углерод 1-ой фракции, снижается И-ой). Этот процесс сопровождается ростом скорости минерализации гумуса;

- прекращение внесения удобрений в течение 4-х лет в опыте СШ-5, сопровождающееся сменой зернопропашного севооборота на зернотравя-ной, оказало благоприятное воздействие на качественный состав гумуса: привело к росту общего углерода Н-ой фракции, особенно за счет гуминовых кислот.

3. Подтверждена тесная связь фракционного состава гумуса с кислотностью почвы: при высокой кислотности, соответствующей интервалу значений рН от 4,3-4,9 содержание общего углерода 1-ой фракции увеличивается в 1,5-2 раза в сравнении с интервалом нейтральных значений рН 5,8-6,4 (г =-0,79). Соответствующие изменения в содержании общего углерода П-ой фракции, имеющие обратную направленность, еще более выражены (г =0,56).

4. Выявлена связь между содержанием трансформируемого углерода (Ctrans) и величиной оптической плотности (г=-0,32). С увеличением в составе гумуса содержания Ctrans оптическая плотность гумусовых веществ снижается. Самая высокая оптическая плотность отмечается в почвах контроля при стабилизации его содержания на минимальном уровне.

5. Изучение взаимосвязи скорости минерализации органического вещества почвы с содержанием 1-ой и П-ой фракции в составе гумуса показало, что II-ая фракция гумусовых кислот является наиболее устойчивым компонентом почвенного гумуса.

6. Исследования баланса углерода в агроценозах различных вариантов на основе базы данных длительных опытов и углерод-минерализационной способности почв (потенциальная эмиссия С-С02) показали, что:

- высокие эмиссионные потери диоксида углерода в агроценозах при положительном сальдо баланса (+ДС) указывают на активное прохождение биохимических процессов в почве, что является показателем эффективности плодородия почв. В то же время высокие эмиссионные потери при отрицательном сальдо баланса (-ДС) указывают на снижение уровня плодородия и устойчивости почв, наличие деградационных процессов;

- известкование почвы снижает потенциальную эмиссию С02 (в лабораторных условиях) на 17-26 % в сравнении с неизвесткованными вариантами.

7. Разработана регрессионная модель «ш-105», отражающая изменение содержания гумуса ДС от факторов: навоза, NPK, начального содержания гумуса, структуры севооборота, климатических условий. На ее основе установлены:

- негативное воздействие высоких доз минеральных удобрений (свыше 200 кг/га N, и соответственно РК), приводящее к деградации гумуса.

Заключение

Формирование базы данных 7 длительных (25-42 года) опытов ЦОС ВИУА, проведение детальных исследований качественных показателей состава гумуса, углерод-минерализующей способности почв позволили подойти к вопросу оптимизации состояния гумуса дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв, используя возможности статистических методов анализа результатов исследования. Под оптимизацией состояния гумуса нами принимаются количественные критерии его общего содержания., состава групп и фракций, соотношение минимальных (Сщш) и активных компонентов (Ctrans), которое отвечало следующим экономическим и экологическим критериям и принципам устойчивости почв.

Содержание органического вещества почвы должно превышать его минимальные (критические) значения (Cmin). Содержание активных компонентов в составе гумуса (Ctrans) должно быть достаточным чтобы обеспечивать высокую урожайность сельскохозяйственных культур в экстремальных условиях с учетом реальных возможностей хозяйств региона в экономическом плане и не создавать экономических проблем.

Органическое вещество почвы должно быть достаточно активным, способным поддерживать высокую интенсивность функционирования мик-робоценоза в почве, но процессы эмиссии С02 в атмосферу и депонирование углерода в почву должны быть сбалансированы. То есть углерод-минерализующая способность почвы должна формироваться за счет органического вещества, поступающего дополнительно в почву с органическими удобрениями, биомассой корневых и пожнивных остатков, не затрагивая устойчивые гумусовые вещества самой почвы при сохранении и некотором увеличении исходного уровня содержания гумуса.

В составе гумуса в процессе освоения естественных дерново-подзолистых почв содержание основных групп и фракций должно иметь четкую направленность к увеличению П-ой, связанной с Са+2, фракцией гуминовых и фульвокислот, т.к. эта фракция является агрономически наиболее значимой, устойчивой к воздействию почвенных микроорганизмов; ее формирование связано с оптимизацией физико-химических свойств почвы. Повышение содержания гумусовых кислот П-ой фракции является показателем улучшения качественных характеристик гумуса дерново-подзолистых почв.

Следует отметить, что и в условиях оптимального обеспечения растений ячменя азотом, при низких ГТК (0,47-0,81) отмечалась существенная корреляционная взаимосвязь уровня содержания в почве Ctrans>0,3 % С с урожаем (г-0,51). Это указывает на то, что для данного региона уровень содержания активного углерода 0,3 % С способствует более эффективному использованию азотных удобрений даже в условиях засухи.

Активность органического вещества почвы, оцененная по углерод-минерализующей способности (реальной и потенциальной), как было показано выше, в различных опытах и на различных вариантах колебалась в пределах от 0,92 до 2,4 т/га в год (расчетный метод) и от 2,9 до 4,3 т/га в год -потенциальная минерализующая способность.

Наиболее высокая биологическая активность отмечалась на фонах с применением органических, минеральных удобрений и особенно их сочетаний. Но не везде высокая биологическая активность сопровождалась депозитом углерода в почву. Если в опытах СШ-27 и СШ-9 высокая эмиссия С02 не уменьшала (и даже несколько увеличивала) депозит углерода, то в опыте СШ-5 накопление углерода отмечалось только при внесении навоза и навоза совместно с минеральными удобрениями. Применение одних минеральных удобрений увеличивало эмиссию С02 за счет минерализации устойчивых фракций гумуса почвы, снижая уровень его содержания на 0,02-0,14 т/га в год.

132

Одновременно заметно ухудшились качественные показатели состава гумуса. Уровень содержания подвижных фракций увеличивался, снижалось содержание гумусовых кислот И-ой, связанной с Са+2, фракции.

Таким образом, оптимальное состояние гумуса дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв на основании проведенных исследований ориентировочно может оцениваться следующими количественными параметрами, которые целесообразно учитывать при диагностике и оценке гумусного состояния пахотных почв (табл. 26).

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Канзываа, Светлана Отук-ооловна, Москва

1. Абросимова Л.Н., Ревут И.Б. О возможности регулирования обмена углекислотой между почвой и атмосферой // Исследование процессов обмена энергией и веществом в системе растение почва - воздух. М,- Л.: Наука, 1972. С. 24-28.

2. Авдонин Н.С. Агрохимия. М., 1982. 344 с.

3. Аксенов С.М., Банкин М.П. Физико-химические методы в агрохимии. Л.1986.56 с.

4. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.: Наука, 1980. 288с.

5. Андреи О., Кеттерер Т. Секвестр почвенного углерода позволяет упростить моделирование // Эмиссия и сток парниковых газов на территории Северной Евразии: Тез. национ. конф. с междунар. участием 20-24 ноября. Пу-щино. 2000. С. 105-106.

6. Аристовская Т.В. Почвенные организмы как компоненты биогеоценоза. М.: Наука, 1984. С. 25-40.

7. Бакина Л.Г., Плотникова Т.А., Егорова Л.И. Природа почвенной кислотности и ее изменение при известковании // Роль органического вещества в формировании почв и их плодородие. М. 1990. С. 86-93.

8. Банкин М.П., Банкина Т.А., Земесзиркс Н.Э. Управление содержанием органического вещества и азота при интенсивном использовании дерново-подзолистых почв // Вестник С.-Петербургского ун-та. Сер. 3. 1993. Вып. 3 (№ 17). С. 96-100.

9. Банкин М.П., Банкина Т.А., Шельпяков А.А. Биосферная функция почв в предотвращении накоплений С02 в атмосфере // Тез. докл. II съезда Общ. почвоведов РАН. С-Пбг. Кн. 1, 1996. 454 с.

10. Барабановская В.А. Оптимизация гумусного состояния почв // Почвенно-экологические проблемы в степном земледелии: Инст-т почвоведения и фотосинтеза. Пущино. 1992. С 18-25.

11. Бельчикова Н.П. Некоторые закономерности содержания, состава гумуса и свойств гуминовых кислот в главнейших группах почв Союза ССР // Тр. Почв, ин-та им. В.В. Докучаева. 1951. Т. 38. С. 33.

12. Ваксман С.А. Гумус. Происхождение, химический состав и значение его в природе. М., 1937.

13. Васильев В.А., Филиппова Н.В. Справочник по оргнаическим удобрениям. М.: Россельхозиздат, 1984. 253 с.

14. Вознесенский B.JI. и др. Методы исследования фотосинтеза и дыхания растений. М. Л.: Наука, 1965. 305 с.

15. Ганжара Н.Ф. Гумус, свойства почв и урожай // Почвоведение. 1998. № 7. С 812-819.

16. Ганжара Н.Ф., Борисов Б.А. Гумусообразование и агрономическая оценка почв. М.: Бизнес-центр «Агроконсалт», 1997. 82 с.

17. Гатаулин A.M. Система прикладных статистико-математических методов обработки экспериментальных данных в сельском хозяйстве. М.: Изд-во МСХА, 1992. Ч. 1. 160 е.; Ч. 2. 192 с.

18. Гертель Э.К. Изменение форм углерода при разложении растительных остатков в выщелоченном черноземе // Интенсификация агротехнических приемов возделывания с.-х. культур и влияние их на плодородие почвы. Иркутск, 1980. С. 82-92.

19. Гертель Э.К. Роль растительных остатков в балансе органического вещества пахотных почв красноярской лесостепи // Особенности формирования и использования почв Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск. 1982. С. 126-132.

20. Глаголев М.В., Большаков Е.А. Математическое моделирование в проблеме парниковых газов // Эмиссия и сток парниковых газов на территории Северной Евразии: Тез. национальной конф. с междунар. участием. Пущи-но. 2000. С. 115.

21. Гомонова Н.Ф., Овчинникова М.Ф Влияние длительного применения минеральных удобрений и известкования на химические свойства, групповойи фракционный состав гумуса дерново-подзолистых почв // Агрохимия. 1986. № 1. С. 85-90.

22. Гришина JI.A., Моргун JI.B. Состав органического вещества пахотных дерново-подзолистых почв // Почвоведение. 1979. № 2. С. 52-61.

23. Гришина Л.А., Фомина Г.Н. Процессы минерализации и гумификации растительных остатков в условиях коренных лесов и агроценозов Валдая // Почвы и продуктивность растительных сообществ. М. 1981. С 143-160.

24. Гугуева К.П. О почвах Междуречья Пахры и Оки // «Вестник Московского университета». М., 1960. № 4

25. Дербук И., Фишбек Г., Кампе В. Зерновые культуры. Актуальные проблемы: пер. с нем. -М.: Колос, 1981. 127с.

26. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении: Учебник. М.: Изд-во МГУ, 1995.320 с.

27. Докучаев В. В. Естественно-историческая класификация русских почв. Изб. Соч. Т. 3,М„ 1949.

28. Донос А.И., Кордуняну П.Н. Роль растительных остатков в пополнении запасов почвы органическим веществом и элементами минерального питания // Агрохимия. 1980. № 6. С. 63-69.

29. Донских И.Н., Эвани Оливье, Назарова А.В. Групповой и фракционный состав гумуса дерново-подзолистых суглинистых почв при использовании различных систем удобрения. // Проблемы антропогенного почвообразования: Материалы междунар. конф.: М. 1997. С.87-89.

30. Дьяконова К.В., Булеева B.C. Баланс и трансформация органического вещества дерново-подзолистых почв Центра Нечерноземной почвы // Научн. тр. Почвенного инт-та им. В.В.Докучаева. М. 1987. С. 12-23.

31. Дудкин В.М., Павлюченко А.У. Накопление и разложение растительныхIостатков полевых культур в почве // Агрохимия. 1980. № 3. С. 72-77.

32. Дюрагина Н.И., Мещерина А.В., Ильиных З.Г., Решетников И.П. Изучение процессов разложения сидеральных удобрений в почве с применением С14 // Тр. Уральского НИИСХ. 1981. Т. 31. С. 70-76.

33. Дюшофур Ф. Основы почвоведения. М., 1970. 405 с.

34. Егоров В. Е. К итогам полувекового опыта по исследованию роли севооборота монокультур и удобрений в развитии плодородия почв подзолистого типа// Докл. ТСХА. 1961. вып. 71. С. 5-23.

35. Жукова А.И., Сорокина JI.B. Режим гумуса в дерново-подзолистой супесчаной почве и урожайность сельскохозяйственных культур при внесении органических и минеральных удобрений // Агрохимия. 1998. № 5. С. 21-30.

36. Заварзин Г.А. Предисловие // Дыхание почвы. Пущино, 1993. 142 с.

37. Иванникова JI.A. Эмиссия С02 из почвы при поступлении в нее различных органических материалов // Дыхание почвы. Пущино, 1993. С. 52-58.

38. Игнатов В.Г., Похлебкина Л.П., Шильников И.А. Влияние известкования на плодородие и продуктивность севооборота в дерново-подзолистых почвах // Агрохимия. 1982. № 1. С. 37-45.

39. Карягина Л.А., Алексейчик Н.Н., Воробьева Е.Н. Изменение биологических процессов в почвах под влиянием известкования // Почвоведение и агрохимия. 1980. Вып. 16. С. 45-53.

40. Карягина Л.А., Костюкович Л.Н., Богдевич И.Ь. и др. Влияние известкования на биологическую активность и баланс гумуса в дерново-подзолистых суглинистых почвах//Почвоведение. 1991. № 10. С. 84-91.

41. Карягина Л.А., Стефанькина Л.М., Воробьева Е.Н. Биологическая активность дерново-подзолистых почв разной степени окультуренности // Почвоведение и агрохимия. 1980. Вып. 16. С. 39-45.

42. Касаточкин В.И., Кононова М.М., Ларина Н.К. и др. Спектральное и рентгеновское исследование химического строения гумусовых веществ почвы // Физика, химия, биология и минералогия почв СССР. М., 1964. 195 с.

43. Касицкий Ю.И. Общие вопросы установления оптимального содержания подвижного фосфора в почвах//Агрохимия. 1988. № 10. С. 129-140.

44. Кауричев И.С., Лыков A.M. проблема гумуса пахотных почв при интенсивном земледелии // Почвоведение. 1979. № 2. С 5-15.

45. Кёршенс М. Значение содержания гумуса для плодородия почв и круговорота азота // Почвоведение. 1992. № 10. С. 122-130.

46. Кирпичников Н.А., Похлебкина Л.П., Сергеева З.Г., Шильников И.А. Влияние высоких доз извести на эффективность фосфоритной муки в условиях дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы // Агрохимия. 1990. №6. С. 18-24.

47. Кирпичноков Н.А., Мергель С.В., Черных И.Н., Черных Н.А. К вопросу оптимизации фосфатного режима дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв // Агрохимия. 1993. № 8. С. 12-20.

48. Кирюшин В.И., Ганжара Н.Ф., Кауричев И.С. и др. Концепция оптимизации режима органического вещества почв в агроландшафтах. М.: Изд-во МСХА, 1993. 97 с.

49. Клебанович Н.В., Мороз Г.В. Влияние известкования на микрофлору и микробиологические особенности дерново-подзолистых почв Белоруссии // Почвоведение. № 1. 1998. С. 526-534.

50. Когут Б.М. Трансформация гумусового состояния черноземов при их сельскохозяйственном использовании// Почвоведение. 1998. № 7. С. 794-802.

51. Когут Б.М. Трансформация гумусового состояния черноземов при их сельскохозяйственном использовании: Автореф. дис. . д-ра с.-х. наук. М., 1996. 48 с.

52. Козловская И.Ф. Влияние естественных и агрогенных факторов на свойства дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почвы в условиях длительного опыта// Автореф. дисс. . канд. биол.наук. М., 1991. 24 с.

53. Комиссаров И.Д., Логинов Л.Ф. Методы моделирования окислительно-восстановительных систем гуминовых кислот в почвенных процессах //

54. Математические методы и ЭВМ на службе почвенных прогнозов: Науч. тр. Почв, ин-та им. В.В. Докучаева. М., 1988. С. 52-57.

55. Кононова М.М. Проблемы почвенного гумуса и современные задачи его изучения. М.: Изд-во АН СССР, 1951. 390 с.

56. Кононова М.М. Органическое вещество почвы: Его природа, свойства и методы изучения. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 314с.

57. Кононова М.М. Проблема органического вещества на современном этапе // Органическое вещество целинных и освоенных почв. М.: Наука, 1972. С.7-29.

58. Кононова М.М. Органическое вещество и плодородие почвы // Почвоведение. 1984. №8. С.6

59. Кононова М.М., Бельчикова Н.П. Опыт характеристики природы почвенных гуминовых кислот с помощью спектроскопии // ДАН СССР. 1950. Т. 72. № 1.С. 125-131.

60. Кретинина Т.А., Пожилов В.И. Влияние систематического применения удобрений и орошения на биологические свойства светло-каштановой почвы // Агрохимия. 1986. № 5. С. 65-73.

61. Кудеяров В.Н. Биогенные составляющие баланса С02 на территории России // Эмиссия и сток парниковых газов на территории Северной Евразии: Тез. национальной конф. с междунар. участием. Пущино. 2000. С. 15-16.

62. Кудеяров В.Н., Семенов В.М., Кузнецова Т.В., Мергель А.А. Количественная оценка процессов азотного цикла при внесении возрастающих доз азотных удобрений // Агрохимия. 1992. № 2. С. 3-13.

63. Кузнецов Р.В., Крыщенко B.C. Функциональная взаимозависимость показателя содержания гумуса в почвах от их гранулометрического состава// Проблемы антропогенного почвообразования: Материалы междунар. конф. М. 1997. С.87-89.

64. Кулаковская Т.Н. Псгчвенно-агрономические основы получения высоких урожаев. Минск: Ураджай, 1976. 272 с.

65. Кунцевич И. А. Козловская И.П. Влияние длительного применения удобрений на плодородие дерново-подзолистой супесчаной почвы полесья БССР и продуктивности севооборота// Агрохимия. 1983. № 3. С. 43-37.

66. Ландина М.М. Физич.еские свойства и биологическая активность почв. М.: Наука, 1986. 141 с.

67. Ларина Н.К., Касаточкин В.И. Спектральные методы исследования гуминовых веществ почв // Физико-химические методы исследования почв. Адсорбционные и изотопные методы. М., 1966. 171с.

68. Ларионова А.А., Розанова Л.Н., Стрекоза В.Н., Самойлов Т.И. Влияние различных агроприемов на скорость тазообмена на серой лесной почвы // Агрохимия. 1988. № 9; С. 75-83.

69. Ларионова А.А., Котева Ж.В., Розанова Л.Н. Влияние азотных удобрений на разложение целлюлозы в почве в зависимости от отношения C:N в субстрате // Почвоведение. 1994. № 9. С.87-95.

70. Левин Ф. И. Окультуривание подзолистых почв. М., Колос, 1972, 215 с.

71. Литвак Ш.И. Системный подход к агрохимическим исследованиям. М.: Агропромиздат, 1990. 220 с.

72. Лукьянчикова 3. И. Содержание и состав гумуса в почвах при интенсивном земледелии // Почвоведение. 1980. №6. С. 78-91.

73. Лыков A.M. Воспроизводство плодородия почв в Нечерноземной зоне. М.: Россельхозиздат, 1982. 143 с.

74. Лыков A.M. Гумус и плодородие почвы. М.: Моск. Рабочий, 1985. 192 с.

75. Лыков A.M. К методике расчетного определения гумусного баланса почвы в интенсивном земледелии // Известия ТСХА. 1979. № 6. С. 14-20.

76. Лыков A.M., Ишевская-И.М., Крущов В.В. Прогнозирование режима органического вещества в интенсивно используемой дерново-подзолистой почве // Вестник с.-х. науки. 1977. № 4. С 103-111.

77. Макаров Б.Н. Газовый режим почвы. М.:'Агропромиздат, 1988. 105 с.

78. Макаров. Б.Н., Френкель Б.Я. Газообмен между почвой и атмосферой на различных угодьях дерново-подзолистых почв и влияние углубления пахотного слоя на этот процесс // Тр. .Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева. 1956. Т. 49. С. 152-158.

79. Матвеева В.И., Зенюк Е.В., Переднее В.П. Влияние минеральных и различных видов органических удобрений на гумусонакопление в почве // Проблема накопления и использование органических удобрений. Минск. 1976. С. 47-56.

80. Микробиология и биохимия разложения растительных материалов. АН СССР. М.: Наука, 1988. 333с.

81. Минеев Е.Г., Шевцова Д.К. Влияние длительного применения удобрений на гумус почвы и урожай кульутр // Агрохимия. 1978. № 7. С. 134-141.

82. Михалев Н.Н., Ефремова С.3. Разработка систем удобрения кукурузы при бессменном кормовом севообороте прифермского типа // Результаты исследований в длительных опытах с удобрениями по зонам страны: Тр. ВИУА. Вып. 8. М. 1979. С. 4-45.

83. Михалев Н.Н., Ефремова С.З. Разработка систем удобрения кукурузы при бессменном кормовом севообороте прифермского типа // Результаты исследований в длительных опытах с удобрениями по зонам страны: Тр. ВИУА. Вып. 13. М. 1983. С. 45-74. •'

84. Мокроносов А.Т., Кудеяров В.Н. Баланс углекислого газа на территории России // Экология и почвы. Пущино. 1998. Т. 1. С. 153-171.

85. Монин С.А. Общая характеристика почвенного покрова Московсой области // Очерки природы Подмосковья и московской облас ти. М., 1947. 350 с.

86. Морозова Е.В., Титова В.И. Влияние длительного применения удобрений на гумусное состояние светло-серых лесных почв среднего Поволжья // Проблемы антропогенного почвообразования: Материалы междунар.конф. М., 1997. С.87-89.

87. Наконечная М.А. Агрохимическая характеристика почв ЦОС ВИУА // Эффективность удобрений и других средств химизации на дерново-подзолистые почвы Нечерноземной зоны РСФСР: Труды ВИУА. М., 1988. С. 7-19.

88. Наткина А.И. Исследование состава и свойств гуминовых кислот из чернозема и подзолистой почвы // Науч.тр. Почвенного ин-та АН СССР, Т. XXIII, 1940. С. 85-96.

89. Нерпин С.В., Чудновский А.Ф. ЭНЕРГО- и МАССО-ОБМЕН в системе РАСТЕНИЕ-ПОЧВА-ВОЗДУХ. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 357 с.

90. Никитин Б.А. Почвообразовательный' процесс в окультуренных подзолистых почвах // Окультуривание почв Нечерноземной зоны в условиях ускорения интенсификации сельского хозяйства. Л., 1977. С. 27-28.

91. Никитин Б.А. Эволюция дерново-подзолистых почв при окультуривании (на примере Горьковской области): Автореф. дисс. . д-ра биол. наук. М., 1975.44 с.

92. Николаева И.Н. Воздушный режим дерново-подзолистых почв. М.: Колос, 1970.- 160 с.

93. Ничипорович А.А. Теоретические основы фотосинтетической продуктивности // Материалы междунар. симпозиума. М., 1972. 546 с.

94. Орлов Д. С., Бирюкова О.Н. Гумусное состояние почв как функция их биологической активности // Почвоведение. 1984. № 8. С. 39-48.

95. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Изд-во МГУ, 1990. - 325 с.

96. Орлов Д.С. О роли гумусовых-кислот и условиях их формирования // Биологические науки. 1974. № 8. С. 113.

97. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество почв Российской Федерации. М.: Наука, 1996. 256 с.

98. Орлов Д.С., Пивоварова И.А. О необходимости стандартизации препаратов гуминовых кислот при спектроскопических и других исследованиях // Биологические науки. 1971. № 3. С. 122.

99. Орлова Н.Е., Бакина Л.Г., Плотникова Т.А. Взаимодействие гуминовых кислот с кальцием и известкование почв // Почвоведение, 1992, № 2. С. 120-123.

100. Остробородова Н.И. Изменение фракционно-группового состава гумуса под влиянием удобрений // Материалы науч. конф. профессорско-преподовательского состава и специалистов сельского хозяйства: Сб. № 1. Пенза, 1997. 108 с.

101. Переверзев В.Н. Изменение состава и свойства подзолистых песчаных почв под влиянием длительного применения органических и минеральных удобрений // Агрохимия. 1985. № 8. С. 79-86.

102. Переверзев В.Н., Синькевич Е.И. Разложение растительных остатков в торфяных почвах // Почвоведение и агрохимия в Мурманской области. Мурманск: Изд-во Апатиты. 1983. С. 3-6.

103. Пестряков В.К. Изменение содержания и состава гумуса дерново-подзолистых почв при сельскохозяйственном использовании // Тр. СЗ НИИСХ. Вып. 18., 1970. С. 45-48.

104. Плотникова Т.А., Орлова Н.Е. Изменение гумусного состояния дерново-подзолистых почв под влиянием сельскохозяйственного освоения // Генезис и плодородие земледельческих почв. Горький. 1983. С. 19-22.

105. Пономарева В.В. Некоторые свойства гуминовых кислот, их значение для земледелия и мелиорации // Агрохимия. 1979. № 1. С. 77-84.

106. Пономарева В.В. Условия водно-минерального питания растений, типы растительности и почвообразование // География, генезис и плодородие почв. Л. 19726. С. 58-89.

107. Понамарева В.В., Плотникова Т.А. Гумус и почвообразование (методы и результаты изучения). Л.: Наука, 1980. 222 с.

108. Понамарева В.В., Плотникова Т.А. Миграционная и седиментационная способность черных и бурых гуминовых кислот и их соединений с кальцием // Проблемы почвоведения (советские почвоведы к XI Международному конгрессу в Канаде), М.: Наука, 1978. С. 65-72.

109. Регулирование баланса гумуса почв на основе статистического исследования информационной базы данных (методические рекомендации). ВНИ-ИМС.М., 1992. 37 с.

110. Розанов Б.Г. Взаимодействие почв с атмосферным воздухом. Ч. 1. М.: Изд-во МГУ, 1985. 108 с.

111. Розов Н.Н., Булгаков Д.С. Региональные модели плодородия почв // Земельно-оценочные проблемы Сибири и дальнего Востока: Тез. докл. конф. Барнаул, 1986. С 19-22.

112. Романова Т.А., Санданович А.С., Пироговская Г.В. Органическое вещество почв Белоруссии // Тез. конф. посвященной 50-летию БелНИИПА. Минск, 1983, с. 153-154.

113. Ромейко И.Н., Дубовенко Е.К. Биологическая активность почвы как показатель ее плодородия // Пути повышения плодородия почв. Киев: Урожай, 1969. С.67-80.

114. Роскошанский А.Д. Пожнивно-корневые остатки различных культур севооборота как источник пополнения органического вещества почвы // Бюл. ВИУА. 1981. №58. С. 41-44.

115. Руссель М.Б. Физические условия почвы и растение. М.: Изд-во иностранной лит., 1955. 240 с.

116. Рыжова И.М. Моделирование процесса гумусообразования // Экология и почвы. Избранные лекции VIII-IX Всероссийских школ (1998-1999 гг.). М. 1999. 70-79 с.

117. Рыжова И.М. Пример прогноза антропогенного изменения почв (на основе нелинейной теории гумусонакопления в агроэкосистемах) // Математические методы и ЭВМ на службе почвенных прогнозов: Науч. тр. Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева. М., 1988. С. 28-33.

118. Садовникова JI.K. Групповой состав гумуса почв зонального ряда и роль углеводов в формировании различных фракций //Вестник Московского университета. 1976. № 5. С. 53-65.

119. Семенов В.М., Кузнецова Т.В., Розанова Л.Н., Кудеяров В.Н. Продуриро-вание почвой С02 и его эмиссия при минерализации азотсодержащих компонентов // Почвоведение. 1994. № 10. С. 79-85.

120. Серова Л.В. Баланс элементов питания и гумуса на дерново-подзолистой супесчаной слабоокультуренной почве // Повышение плодородия почв в Сев.-Зап. зоне РСФСР. Л., 1980. С. 139-145.

121. Синягин И.И. Агротехнические условия высокой эффективности удобрений. М., 1980. 148 с.

122. Сиротенко О.Д. Имитационная система климат-урожай СССР // Метеорология и гидрология. 1991. №4. С. 67-73.

123. Скворцов В.Ф., Ерохина Е.Н., Стрельников В.Н. Эффективность форм, доз и способов внесения извести в полевом севообороте // Результаты исследований в длительных опытах с удобрениями в центральных районах РСФСР: Тр. ВИУА. Вып. 15. М. 1984. С.24-56.

124. Смирнов В.Н. К вопросу о взаимосвязи между продукцией почвенной углекислоты и производительности лесных почв // Почвоведение. 1955. № 6. С. 21-25.

125. Сондак В.В. Изменение биологической и ферментативной активности почвы в условиях регулируемого температурного режима // Пути повышения плодородия почвы НЗ УССР: Тез. докл. конф. Житомир, 29 сент. 1 окт. 1987. Харьков, 1987. С. 174.

126. Стратонович М.В., Евдокимова Н.В. Влияние удобрений на некоторые показатели биологической активности дерново-подзолистой почвы // Изв. ТСХА. 1975. №2. С. 140-150.

127. Тараканова Н.Я. Содержание и групповой состав гумуса дерново-подзолистых почв при длительном применении удобрений // Тр. Уральского НИИСХ. 1982. Вып. 32. С. 10-16.

128. Тейт Р. Органическое вещество почвы: Биологические и экологические акспекты: пер. с англ. М.: Мир, 1991. 400 с.

129. Теппер Е.З. Микроорганизмы рода Nocardia и разложение гумуса. М.: Наука, 1976. 160 с.

130. Тищенко В.В., Рыдалевская М.П. Опыт химического исследования гуми-новых кислот различных почвенных типов. // Доклады АН СССР, 1936. Т. IV.

131. Туев Н.А. Микробиологические процессы гумусообразования. М.: Агро-промиздат, 1989. 239 с.

132. Туркова Н.С. Дыхание растений. М.: Изд-во МГУ, 1963. 291 с.

133. Тюрин И.В. Географические закономерности гумусообразования // Тр. Юбил. Сессии АН СССР, посвящ. 100-летию со дня рождения В.В.Докучаева. М., 1949, 256 с.

134. Тюрин И.В. К методике анализа для сравнительного изучения состава почвенного перегноя или гумуса // Тр. Почв, ин-та им В.В. Докучаева. М. 1951. Т. 38а. С. 5-21.

135. Тюрин И.В., Найденова О.А. К характеристике состава и свойств гумино-вых кислот, растворимых в разведенных щелочах непосредственно и после декальцирования // Тр. Почв, ин-та им. В.В. Докучаева. 1951. Т. 38. С 5965.

136. Фокин А.Д. Исследование процессов трансформации, взаимодействия и переноса органических веществ, железа, фосфора в подзолистой почве // Автореф. дис. . д-ра биол. наук, М., 1975. 52 с.

137. Фокин А.Д., Боинчан Б.П. Определение коэффициентов гумификации органических веществ в почве изотопно-индикаторным методом // Докл. ВАСХНИЛ. 1981. № 9. С. 20-22.

138. Фрид А.С. Система моделей плодородия почв // Плодородие почв: проблемы, исследования, модели: Науч. тр. Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева. М., 1985. С. 37-43.

139. Цветков В.В. Краткая характеристика почвенного покрова ЦОС ВИУА. Труды ВИУА, 1959. Вып. 35. С. 13-21.

140. Цимбалист Т.Л. Изменение качественного состава гумуса дерново-подзолистых почв при длительном применении удобрений и возделывании растений // Доклады МСХА. 1979. С 84-89.

141. Черников В.А. Трансформация гуминовых кислот автохтонной микрофлорой // Почвоведение. 1992. № 3. С. 69-76.

142. Черников В. А., Милащенко Н.З., Соколов О. А. Экологическая безопасность и устойчивое развитие // Устойчивость почв к антропогенному воздействию. Пущино: ОНТИ ПЦН РАН, 2001. 203с.

143. Шаймухаметов М.Ш. Закрепление органического вещества в дерново-подзолистых почвах при их окультуривании // Почвоведение. 1971. № 8. С. 47-55.

144. Шарков И.В. Влияние азотных удобрений на баланс углерода в почве в условиях вегетационного опыта// Агрохимия. 1984. № 10. С. 3-7.

145. Шарков И.Н. Азотные удобрения, минерализация и баланс органического вещества в почве // Почвенно-агрохимические проблемы интенсификации земледелия Сибири. Новосибирск: Сиб. НИИСХЗ. 1989. С. 33-59.

146. Шарков И.Н. Минерализация и баланс органического вещества в почвах агроценозов Западной Сибири: Автореф. дис. . д-ра биол. наук. Новосибирск, 1997. 48 с.

147. Шатохина Н.Г. Тихомирова Н.А. Баланс растительного органического вещества и элементов питания в агроценозах пшеницы на обыкновенных и оподзоленных черноземах Западной Сибири // Изв. Сиб. отд-ния АН СССР, 1979. № 10. Сер. 3. Вып. 2. С. 22-36.

148. Шевцова JI.К. Изменение гумусного состояния и азотного фонда основных видов почв при длительном применении различных систем удобрения: Ав-тореф. дис. . д-ра биол. наук. М., 1988, (ВИУА), 47 с.

149. Шевцова Л.К., Володарская И.В. Трансформация дерново-подзолистых почв в опытах с длительным применением удобрений // Почвоведение. 1998. № 7. с. 825-831.

150. Шевцова Л.К., Володарская И.В., Горбунов Е.В. Моделирование трансформации и баланса гумуса дерново-подзолистых почв на основе информационной базы длительных опытов // Агрохимия. 2000. № 9. С. 5-10.

151. Шевцова Л.К., Сизова Д.М., Соловьев П.П., Петрова Л.И. Использование азота почвы и удобрений на разноудобренных дерново-подзолистых почвах // Доклады ВАСХНИЛ, № 4. 1983. С. 10-11.

152. Шильников И.А., Игнатов В.Г. //Агрохимия. 1972. № 3. С. 15-23.

153. Шильников И.А., Лебедева А.А. Известкование почв. М., 1987. 172 с.

154. Шишов Л.Л., Дурманов Д.Н., Булгаков Д.С., Фрид А.С. Вопросы теории моделирования почвенного плодородия // Математические методы и ЭВМ на службе почвенных прогнозов: Науч. тр. Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева. М., 1988. С. 4-7.

155. Штумпе Г. Влияние навоза, соломы и минеральных удобрений на урожай и содержание гумуса в почве // Studies about Humus, 11. Чехословакия. 1983.

156. Щугля З.М., Карягина Л.А. Влияние длительного применения навоза и минеральных удобрений на свойства почв и продуктивность севооборота // Агрохимия. 1982. № 5. С. 51-54.

157. Brogowski Z., Kuzinska A. Rozmiesczenie zwiaskow organicznych we frak-cjach mechanicznych gleb wytworzonych z glin zwalowych // Roczniki Nauk rolniczych. Ser. A. Warszawa, 1975. V. 101. № 1. S. 167-173.

158. Conen F., Smith K.A. An explanation of linear increases in gas concentration under closed chambers used to measure gas exchange between soil and the atmosphere // european Journal of Soil Science, March 2000, 51, S/111-117.

159. Jenkinson D. S., Adams D. E., Wild A. Model estimates of C02 emissions from soil in response to global warming // Nature. Vol 351. May 1991.

160. Freitag Hans E., Sager rudi, Lattich Manfred. Berechnung des temperatur- und Feuchteeinflusses auf die Bodenatmung auf zwei verschiedenen Wagen // Arch/ Acker- und Pflanzenbau und Bodenk. 1987. B. 31.№ 8. S. 513.

161. James W. Raich, Aydin Tufekcioglu. Vegetation and soil respiration: Correlations and controls // Biogeochemistry 48: 71-90, 2000. Kluwer Academic Publishers. Printed in the Netherlands.

162. Paustian K., Six J., Elliott E.T., Hunt H.W. Management options for reducing C02 emissions from agricultural soils // Biogeochemistry 48: 147-163, 2000. Kluwer Academic Publishers. Printed in the Netherlands.

163. Lindsey E. Rustad, Thomas G. Huntington, Richard D. Boone. Controls on soil respiration: Implications for climate change // Biogeochemistry 48: 1-6, 2000. Kluwer Academic Publishers. Printed in the Netherlands.

164. Martin Korschens, Annett Weigel, Elke Schulz. Turnover of Soil Organic Matter (SOM) and Long-Term Balances-Tools for Evaluating Sustainable Productivity of Soils // Z. Pflanzenernahr. Bodenk., 161, 409-424, 1998.

165. Meentemeyer V. Macroclimate and lignin control of litter decomposition rates. Ecology. 1978. N 59. S. 465-472.

166. Oberlander H. Die Erhaltung des Humusgleichgewicher in intensivgenutzen Ackerboden //Forderungsdinst. 1979. Bd. 27. N 1. S. 16-19.

Информация о работе

Канзываа, Светлана Отук-ооловна
кандидата биологических наук
Москва, 2002
ВАК 06.01.04

Диссертация

Оптимизация гумусного состояния тяжелосуглинистых дерново-подзолистых почв длительных опытов ЦОС ВИУА на основе информационной базы данных - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы