Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Особенности развития дерново-подзолистых песчано-супесчаных почв Полесья Украины в культурных экосистемах

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Особенности развития дерново-подзолистых песчано-супесчаных почв Полесья Украины в культурных экосистемах"

ХАРЬШЗСЖ) ГССУДАРСТоШШЛ АГРАИЩ УШБЕРШТЕТ

На правих рукопиои

щукоасш

Николай Анатольевич

УДО 631,445.24:633

особенности развитая ;;т101ю4юдоол:4аш

11ЕСЧА110-СУШСЧАШХ ПОЧВ ПОЛЕСЬЯ YKPAiîîili Ii КУЛШШХ ЭКОСИСТЕМАХ

Специальность; 06.01,03 - агролочвоведение и агрофизика

АВТОРЕФЕРАТ.

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Харьков - 1992

Работа выполнена в Харьковском государственном аграрном университете им.Б.В. Докучаева.

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук, профессор Д.Г.Тихоненко.

Сфицмальныэ оппоненты: доктор биологических наук, профессор ' ' . член-корр. УА/Ш В.В.Медведев

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ХГАУ В.И.йилон

Ведущая организация - Украинский гисударственный аграрный

университет

Защита диосортАции состоится "Ю'л г. в; Щ 1-асовС_0_ минут на заседании специализированного совета ' ДЛ20.21.01 при Харьковском государстсе.чнск аграрном университете йМкВ,В.Д«3!,учаева по адресу} 312131, р.Харьков, п/о "Ноимумиит-Г1, учебный городок, корпус I, комната 304.

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке Харьковского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан м^а А 1^93 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат с.-х.неук,доцент

.1М^* и •А .Юлларь

- з.-

СВ4А)1 ААРШЪВЮША РАБОШ

Актуальность теш. Зона Полесья занимает 19,5% территории Украины. ^ структура почвенного покрова преобладают дерново-подзолистые почин, а. их песчано-еупесчаные аналоги - объект наа"х. наследования - звнимапт более 25% их площади, составляя основной фонд н реаеро пахотих угодий. , '

Дерново-подзолистые почвы легкого гранулометрического состава отличаются низким естественный плодородием. Недостаток глинистой фракции, кальция, низкий процент 1,умуса обусловливает резкие потери питательных веществ, ухудшение физико-химических свойств, что в сбою очередь приводит к кратковременному действию на них удобрений. Для повышения плодородия этих почв чисто агротехнических мероприятий недостаточно, необходим поиск путей роста аккумулятивной части почвообразовательного процесса. Этим обусловлена наш попытка изучить особенности современного (культурного) поч-вообразовалит в дерново-подзолистых супесчаных и глинисто-песчаных почвах под влиянием традиционных и специальных приемов окультуривания я на этой основе выявить основные закономерности его развития.

Цель исследований сводилась к установлению основных закономерностей изменения главнейших характеристик дерново-подзолиста супесчаных и глилисто-песчаних почв в процесса культурного почвообразования и к поиску диагностических показателей этих изменений. Ц задачи исследований входило;

- исследовать направленность аккумулятивных элементарных почвенных процессов (ЭШ) в легких по гранулометрическому составу почвах под влиянием различных приемов окультуривания;

- установить закономерности трансформации органического вещества

и основных физических, физико-химических, химических характеристик почв под влиянием внесения удобрений и цеолита;

- изучить ыикроморфологические изменения дерново-подзолистых почв в зависимости от приемов окультуривания;. ., ; -

- исследовать качественные и количественные изменения биологических характеристик почв в связи с внесением цеолита;

- изучить биогеохиыические аспекты почвообразования и связь их с аккумулятивными ЭПГ1 в условиях антропогенного использования почв. • " 1 .

Научная новизна исследований состоит в комплексном изучении направленности процесса почвообразования песчано-супесчаных дерново-подзолистых почв природных и культурных экосистем, что позволило установить некоторые новые законочерюсти развития почвообразования яоц влиянием приемов окультуривания, а отсюда - разработать практические рекомендации по. управлению плодородием почв.

Практическая ценность работы вытекает из разработки теоретических основ повышения плодородия дерново-подэолистых почв. Предложены конкретные приема целенаправленного регулирования физико-химических, химических, физических и биологических режимов данных почв, с целью их оптимизации и стабилизации урожайности сельскохозяйственных культур.

Апробация саботн. Основные реяультаты исследований докладывались на ежегодных научных кокререйциях ХГАУ .«м.й.В.Докучаева в 19Ш-1992 гг., на научной конференции "Мелиорация и химизация земледелия Молдавии'' (Кишинев, 10Ш г.), на Республиканской конференции Молодых ученых "Вклад молодых ученых в интенсификации сельского хозяйства УССР" (Киев, 1991 г.), на Всесоюзной конференции по ыикроморфологии иМикроиор{юлогия и пледородие почв" (Москва, 19В9 г.), на 3-м съезде почвоведов и агрохимиков Украины (Львов, 1991 г.).

На защиту выносятся положения об особенностях развития дерново-подзолистых песчано-супесчаных почв Полесья Украины в культурных (антропогенных) экосистемах под влиянием различных приемов окультуривания.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 6 научных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и предложений, списка использованной литературы и приложения.

Общий объем работы 160 страниц машинописного текста. Ь тексте 30 таблиц, 34 рисунков. Список литературы включает 223 названий, в том числе 15 источников на иностранных языках.

- S -

СОДЕР.ШШ РАБО'Ш

ВВВДЗШ, Кратко обоснованы актуальность теми исследований, научная новизна и практическая ценность полученных результатов.

% Глава I. АШЛТ№СШ ОБЗОР

В главе проанализированы основные этапы исследований по генезису подзолистых почв. К условиям подзолообразования следует отнести: наличие кислого опада (Вильяме и,Р.,1951) и агрессивных фуль-вокислот (Тюрин ¿1,0.,1944,1966; Пономарева В.В.,1У64). периодическое избыточное увлажнение профиля почвы, влекущее за собой периодическую смену восстановительных и окислительных процессов (Яр-ков С.П.,1^54; Яауричвв iL С. ,1965; Тихоненко Д. Г. ,196?; 3üüpß. ль-ман й.Р.,1973). Поэтому развитие подзолистого процесса почвообразования может протекать но только в условиях леса.

Ряд исследователей (Герасимов И.П.,1960,1964; Зснн С.В., 1974 и др.) дифференциацию профиля подзолистых почв по вещественному составу объясняют главным образом с позиций псевдоглея, формирующего псевдо-подзолистый профиль почв.

Итак, генезис природных почв подзолистого типа - это сложное сочетание элементарных почвенных процессов; трансформация растительной массы, преобразование минеральной части, пглеение, сегрегация и цементация, элычирование и иллювиирование и т.д.

В работах отечественных исследователей (Благовидов Н.Л., 1940,1954; Коротков A.A.,1957,1972; Муха В.Д.,1979,1900; Никитин Б.А.,1975,19об; Тихоненко Д.Г.,1963,1986,1967; Мазур Г.А., 1962,1904,1930 и др.) показано, что вовлечение дерново-подзолистых почв в сельскохозяйственное производство существенно сказывается на свойствах, а Следовательно, и на плодородии.

К вопросу о характере почвообразования в пахотных почвах исследователи подходят с разных позиций. Одни (Коротков A.A., Ипполитова Л.$.,1976; Пестряков'B.K, ,1977) полагают, что сельскохозяйственное использование дерево-подзолистых почв не снижает подзолистого процесса почвообразования, другие (Григорьев Г.И.,1976,197b) считают, что последний ¿Меняется дерновым. По мнению Н.Н.Поддубного (1973), В.А.Долотова (1963), культурные дерново-подзолистые почвы .и их целинные аналоги имеют различия лишь по количественным показателям.

Оспаривая эти точки зрения на ход развития почвообразования

р пахотных цериово-подзолистых почвах, многие исследователи Н.Л.Благоиидов,1954; Ф.И.Левин,1967,1963; З.А.Ковда.1973; А.М.Грин-ченко,1976,1064; Б.А.Никитин,1976,1977; В.Д.Мухп,1979,Ш>; Л.И.На-эаренко,1961, считают, что под культурной растительностью развирается особый культурный процесс почвообразования. Другими словами, вовлечение почв в сельскохозяйственное производство приводит к изменение направленности почвообразования - к развитию нового уль~ турного почвообразовательного процесса на основе старнх прилюдны* свойств (Гринченко А.Ы.,1973,1976; Чесняк Г.П..1У73; Муха З.Д.,

тэ).

Несмотря на обширную литературу по вопросу развития дорют.о-подэолистнх почв (природных и культуршх), остаются неясными вопросы, которое требует проработки; .

- соотношение элювиальной и аккумулятивной части почвообразования;

- биогеохимия важных для питания растений макро- и микроэлементов;

- олемептарные почвенные процессы и их роль в диагностике почв; приемы управления почвообразовательными процессами и плодородием почв и т.д.

Глава 2. ОВШГШ И МЕТОда ИССЩОЙАНИЯ.

В главе приведены особенности геологического и гоомор1ллози-ческого строения;, почвообраэущих пород, климата и растительности Украинского Полесья.

2.1. Характеристика стационаров

Объектом наших исследований были дсрюьо-подзолистые глшшс-то-песчание и супесчаные почвы, которые являются зональными для Полесья Украины и преобладают в почвенном покрове.

Изучаемые нами объекты расположены на территории Киевского и Черниговского Полесья. На всех объектах были заложены баловне разрезы, морфологическое описание котор*х пригодится в главо.

На опытном стационаре института сельскохозчйствснной микробиологии. (г.Йернигов), заложенном в 1960 году под руководством доктора с.¿-х. наук В.И.Канивца, изучали следующие варианты: контроль^ органо-минерарный и минеральный фон) и дозы цеолита 10, '20 , 30 и 50 т/га! .

^ Выражаем благодарюсть й.И.Канивцу и Г.А.Мазуру за предоставленную возможность работать на стационарах.

.. ? -

Стационарный опыт, заложенный в году, включал контроль без удобрений и мелиорантов и разлтеше дозы минеральных и органических удобрений.

На нолях ошлтного хозяйства института земледелия (г.Киев), стационарный опыт, заложенный под руководством доктора с.-х. наук Г^А.Мазура, проводился но схеме: контроль без удобрений и мелиорантов, /УР^'+'наьоэ - фон, Са,М^С03, 12, 1Ь, 30 т/га цеолит.

На стационарах минеральные удобрения вносили ежегодно, органические - два раза за ротацию севооборота-под прэпашие. культуры, цеолит бил внесен раз в 19Й0 году, а доломит повторно - в 1987 г.

Исследования в природных экосистемах проводили на участках, занятых лесной и травянистой растительностью. *

2.2, Методы исследований

Почвенные образцы отбирали согласно общепринятой методике (Полевой определитель почв, 19Ы) из разрезов глубиной дс 120 см л на опытных делянках до 40.-60 см.

й отобранных образцах поЧвы определяли: гранулометрический состав по Каминанему, обменно-поглощешше катионы - ацетатным способом: Са^*,' в вытяжке комилексометрически, /У&» ~ на аяа-менном фотометре, кислотность почвы - в водных 1:5 и соленых 1:2,Ь (1,0 и КС!) вытяжках на рН-метре, гидролитическая кислотность -по Капиену, общее содержание гумуса - по Тюрину, собствшногуыя-фицированны« вещество, и детрит - по Шпрингели, групповой состав гумуса - по Кононове.'*, ЕельчиковоЙ, подвижный гумус - по Егорову, активный и пассивный руыус - по А.Н.Соколовскому, общий азот -методом Кьельдаля, нитратный - дйсульрофеноловй! методом, аммонийный - калориметрически с реактивом Неслера, подвижные фосфор и калий - по Кирсанову, химический.состав почвенных и растительных образцов - атомно-абсорбционным методом в лаборатории агрохимги МГУ. Учет михрооргаштмов проводили путем высева водных взвесей на элективные агаризированныа.питательные сре$ы,\'в также в про-бирк.! с жидкими питательными средами. Нятрифккационну» активность определяли по методу Кравкова. Наземную растительную массу определяли методом учетных площадок размером 1-м^ после уборки урожая, подземную - с помощью монблита Качйнскогб1. ; \

Микромор$ологическое изучение почз проводклипо' прюписИ Е.А.ЯрыловоЛ, Е. И.Парфеновой, 1/77. Элювиаль'ко-Чк^мулятийше коэффициенты расчитывали по методике, предложенной. А;А.Роде, 1936.

Обработку полученных результатов исследований проводили на ЭЭД ЕС-61 и Ш РС /ирег А'Г.

• Глава 3. АККУМУЛЯТИВНОЕ ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ И ПЛОДОРОДИЕ ДЕРНОВО-ПОДЗОДПС'Шл ПОЧВ' ПОЛЕСЬЯ УКРАИНЫ

В исследуемых почвах нами изучены изменения физических, физико-химических, химических, микробиологических и МИКрОМОр-)ОЛ( !'И-ческих характеристик под влиянием сельскохозяйственного использования.

3.1. Физические показатели

Дан анализ изменений морфологических причнаков профилей дер-ноао-подзолиешх почв и их гранулометрического состава при окультуривании. Результаты показывают, что внесение удобрений и мелиорантов (цеолиты, кальцийсодерркцие соединения) привело к увеличению содержания ила и физической глины в пахотном горизонте, соответственно на 3,0-4,Ой и 6,7£ (рте.1,2).

Плотность твердой фазы почвы (ПШ1) изменяется слабо: от 2,61 г/см3 в гумусовом горизонте до 2,66 г/см3 в материнской породе. Плотность почвы (ПП) с глубиной увеличивается от 1,37 в пахотном слое дс 1,65 в иллювиальном горизонте и уменьшается в материнской породе до 1,60. Общая скважность и скважность аэрации в ходе окультуривания возрастают на 10-11%.

3.2. Физико-химические характеристики

Приведена полная характеристика особенностей изменения'физико-химических показателей изучаемых почв в процессе внесения удобрений и мелиорантов.

Так, исследование влияния цеолита на физико-хииию легких ю гранулометрическому составу почв показало, что коллоидный комплекс подвергается значительному преобразованию. В его состапе начинает господствовать Сп , степень насыщенности осноганижм повышается до 67,8055 против 36,90 на контроле. Положительный &{4ект от внесения цеолита сохраняется в течение II лет.

3.3. Химические характеристики

В разделе приведены результаты исследований химических характеристик и их изменения под влиянием обработки и внесения различных веществ.(удобрения, мелиоринты).

line. I, Лкг.Ц»'/.|Л1Щ1т ^ШХЧССКОЛ Г.'ИНШ I« llru

n пахопши слое n^iHuinti c.iivfíicnon'ifnittcjux ночь hijiibî>jtiHux ur.u;:iи: rt.-н.

'teiniuroiiCKtie (lum;ci.e:

-Г

Г" е.

i

I

tl 4 10 II 12 13 141 LQ 4 10 11 1?. 13 !4

'ÍtU.rillillJ it.i

tt Kí)HH¡uíib(íu*.utif( без i|AOfn>en:iû) i

9-HPK по m.iiof.ij ил n iiin uüipoiioiiiiiLirt us;oitüTi ;

10-iuuiO'j lü T/üi'l!l'K no fiü кг/га;

11-нивоз iZ T/irt'NPK no 'JO кг/1ч*; Iii-каш» IZ r/iv, <Í1Í'K na IZO Livrai 33-наю:« Ii) r/i\t'ftfH пи t¡0 кг/га; 14-tiauüJ 1/Г11<Ш'К по ЬО кг/1Л;

¡0-

-.11 г, '¿. iÍKKVjíu¡a,ti|iut .цпичег.шЛ гииии ti иял

И пдмнн'ж t.iine деуноно-суедииюлзопнсти» иичи i;i|iii.горних -KOí.'Hcit'M.

KWCUCMJU ÜíniecLc:

H

1 2 3 4 5 6 • 4-ЛЗ.. i/¡lilla

1 2 3 5 6 lía

»

l-Kmupj.ii. tíes ндобрениГи' Е-НРК'навоз-фам; З-фоь+цеттт 1¿ т,тп; 4-$otHiieofiitT 10 т/ra; 5-ф0н«цс0Гн11 30 i/nt; 6- г/ra»

Установлено, что применение одних удобрений без мг.-лиорантоб повышает доли щелочно-растворимой части гумуса на 3-4*, соотношение Сгв:0фв сужается до 0,65, что свидетельствует о ситаонии устойчивости гумуса к минерализации и вымывании.

Внесение цеолита усиливает аккумуляцию "молодого" гумуса. Содержание общего гумуса на варианте с цеолитом составило I,07-1,15^, а на контроле - 0,7-0,9$. Наблюдается "омолаживание" гумуса, соотношение АГ:11Г расширяется с 0,32 до 0,43-0,47. Кроме того. увеличивается доля устойчивых к минерализации СГО, гуматоэ Са что привело к преобразованию гуматно-$|ульратного типа гумуса.

Качественное преобразование органической части почвы привело к изменениям питательного режима. Установлено, что содержание минеральных соединений азота заметно выше на вариантах, где сносили мелиоранты и удобрения, чем в почве контрольного варианта. В слое 0-25 и 25-40 см на варианте с неолитом суммарное содорта-■ ние минерального а?ота на 60-905? и на варианте с кпльцийсодер а-щими соедгашниями на 45-50,2 выше, чем в соответствующих слоях п/)ч -вы контрольного варианта.

Под влиянием цеолита в дерново-подзолистой почве в большей степени увеличивается содержание минерального азота в обмонно-поглощенной и фиксированной аммонийной форме, чем в нитратной, а под влиянием Са,М^СОэ почва болипе обогащается нитратами. Обогащение почвы легко гидролизуемыми соединениями азота в большой морг происходило под влиянием цеолита, чем доломита.

Изменения в содернснии о&цего азота от действия кальикйсо-дергащих соединений и цеолитэв незначительные в сторону его увеличения (табд.1).

Окультуривание дерново-подзолистых почв легкого гранулометрического состава определило возросталие содержания подвивших форм фосфора (под лесом - 2,0 мг/кг почвы; контроль (пшзня) -0,9; /УРК + навоз * цеолит - 20 мг/кг), а калия - с 4,5-9,1 до 18 мг/кг почвы,

3,4, Микробиологическая активность легких почв

Жизнедеятельность микроорганизмов является одним из решающих факторов в процессе формирования почв и их плодородия.

Установлено, что в дерново-подзолистых лесчано-супесчашх 1 почвах при внесении цеолита происходят изменения в структуре мл -

Таблкг:д I

Изменение содержания различных форм азота дерково-среднепэдзолистой супесчаной почвы при различных приемах окультуривания 11290 г.)

Варианты

"ТГ-г

• ¡.Лу- | ( бика,, 1 1

N

общ.1

уг/кг

! //-//С-з //-//Кл Л/. г ' "'обмен.4!

//Н4 '

ФИКС. '

//- г

от сбддго //

Г/7с"

//я4

збмен.

Лес

Контроль без удобрений

Навоз + /\/РК. фон

Фон+СаДоСО. 2,3 т/га? 3

Фон + цеолит 12 т/га

Фон + цеолит 1о т/га • '

Фон + цеолит 30 т/га

Залежь

2-10

0-25 25-40

0-25 25-40

0-25 25-40.

0-25 ^-40

0-25 25-40

0-25 25-40

3-15

0,70 0,54 0,24 0,57 0,41

0,60 0,34

0,62 0,38

0,64 0,41

0,64 0,32

0,62

0,052 0,046 0,022 0,055 0,039

0,063 0,030

0,065 0,034

0,066 0,043

0,060 0,031

0,057

13.5

11.6 10,9

10.4

10.5

9,5 11,3

9,5 11,2

9,7 9,5

10,7 10,3

10,9

1,1

0,7 0,5 2,0

0,Ь

2,6 1,0

2,1

1,С

2,3 1,2

2,3

0,6

0,6

5,6

4.4

3.0 6,0

4.1

9.5 6,9

10,1

5.2

9,5 6,0

11,2

4.4

5.5

46.2

45.0

12.3

56.4

30.1

61.5 33,0

64.5 31,3

&4,7

36.0

60,9

27.1

53.6

31,2 29,9

13.2

34.3

19.5

за,е

17.0

45.1

20.4

49,9 23,7

50,3

16.6

34.2

9.3 10,0

5.6

9.4

7.7

9.8 11,0

9.9 9,2

10,4 6,6

10,2 6,7

9,4

1.1 0.6 .1.3 1.3 1.1

1.6

1.3

1.6 1,ь

1.4 1.2 1.9 1.4

1.0

0,20 0,16 0,22 0,33 0,20

0,42 0,30

0,32 0,30

0,35 0,27

0,35 0,19

0,14

- и -

кробиологических сообществ и характере микробиологических процессов.

Ход биохимических процессов изменяется в сторону преобладания аккумуляции органического вещества, что подтверждается сужением отношения КАА:МПА с 1,6 до 1,5-0,0.

Количество нптр^фикаторов возросло при внесении органических и минеральных удобрений, но интенсивность процесса нитрификации значительно выше на вариантах, где вносили кяльцийсодеркащио соединения и цеолит.

3.5. Мчкроморфология почв

Ь разделе приведены результаты микромор^ологического анализа дернова-среднеподзолистой супесчаной почвы.

Установлено, что под лесом она имеет характерное для почв данного типа эливияльно-иллюртльное строение, а именно:

- наличие плювиальных и иллювиальных горизонтов;

- господство пор упаковки; .

- упрощенность лоровых пространств;

- обогащениость крупнодисперсной кварцево-полевошпатовой частью;

- гумус дисперсный, грубый - типа мэдор;

- плазма»почва подуторооисидиая, глины практически нет.

Изучение изменений, происходящих с почроП на микроморфолэги-чпеком уровне в процессе окультуривания, показало:

- в пахотных почвах бел удобрений, и особенно на фонах органических и минеральных удобрение., явно усиливается элювиирование верхнего горизонте;

- внесение кальций с одо рчащиа соединений определяет рост гумусовых пленок вокруг зерен скелета (количество и толщина);

- наблюдается явная аккумуляция гумуса в виде пленок, в норовых пространствах и формирование проагрегатов мп вариантах с цеолитом.

Глава 4. ВИОГЕОШЯЧЕСКИЕ АШЕШ (Ю'-ШЖРАЗОЫШЛЯ

и аш в дерноао-лодзолиешх почтах

4.1. Яаземная, подземная биомасса и ее химический состаг.

Ячя оценки взаимоотношений в системе "почва-растенш!" изучали ежегодный привнос и вынос различных химических ол^нтов с биомассой высших растений, чтовв свою очередь необходимо для установления степени производительности почв.

-li-

li составе фитомассн природных экосистем 'fepn¡rof?ct!oro и Иа-е рок ого Полесьч господствует ндзгмнал чисть, кото;'-«!! осуждает эначитгльну»: "петь биогенных алгмгнто» в период рост. Кг.с годный спиц дрспссной и траплнчетой растительности состаглччт Ъ-7% от оОщсго запаса Лттомпссн. Химический анализ показывает, что п корнях г 3-1 рдза больше аккумулируется химических элементов, чем в наземном опадр, С Kopicni'M;i остатками в почву поступает 9-20 к г/га клльции; «г/га магния, 20-26 азота, <¿tí-9b нуепгич. Отноше-

ние Сал1 :Mo':f р корнях - 0,Ь:0,6, я р подстилке - С,/'' 12.

Осностп1" химические элемент-;, гозвращюмме в попру с ехегодтгм опадем г ирчродных (лес) экосистемах, образуют следующий рад (бег* трпв):

// > С.ч > Го г- # у Р >• К -> Мс| ? Al.

С учетом подземной н наземной массы тран ряд химически* здр-иентоп приобретает следующий вид!

N > Са .> }'( > Mj ;> Ре > К * V AI.

И природных пкосистомах круговорот химических элементов сила-дш-аетсп с полотитолышм знаком или с небольшим дефицитом, чти определяет развитие тенденции преобладания их аккумуляции над выносом.

Биологический круговорот веществ, играющий педу^сю роль в почвообразований, в культурах окосистемах имеет спои особенности. Ü них происходит ежегодная смена растительности (исключение многолетние трави), отмирание корневой системы, яе разложение и иии^рализапая, Продукты синтеза служат, главным образом, материалом для оС'раьопшгия гумуса. Подземная масса п количественном гы- . ратении n 2- i ряэл меньше наземной.

& культурам экосистемах значительная часть биологического уриЖдя отчуждается в гиде сельскохозяйственной проекции, вследст-вип тего "гасть химических элементов исключается из биологического круговорота.

Химический состав растительной массы вико-овса и озимой пшеницы (напетая и подземная) показывает, что внесение мелиорантов увеличивает со^ер^тше е ной К, Са, Мо, //а и др. олементов.

Хим1тч<?сцм1г ряд яле^ентов культурных эгмскотрм с учетом наземной биомассу имеет слриумций вид': К>Са>М<рРй>Д/а'-А1, a с учетом подз^мИФй биомассы: Са > AI > Mq >'Fc > К > Ип > //а (.рте.3-4)'. '

Рис.3. Вариант 2. Контроль без удобрений.

в к

□ Ca ■ mg О Fe

a ai

ИЗ П|юч11с

Рис.4. Вариант 6 .Фон + цеолит 18 т/гя.

Поглощение раетошшми кальцин, магнии, натрия вин« на ьаран-чнх бе;} удобрений, что говорит о более ьысохсй (рлзислогическбн по-цх-бности растений в данных элементах, если они растут на бедных нвчвах.

Установлено,, что в кор»ях аккумулируете» оснс/шшй масса тяже лих металлов (Кв,.Гв, Со, Сг, )г, С?) - зигряпнинелей нвчв и ландшафтов. Особенно кино выражено их накопление на вариантах, где вносили цеолит. Корни - один из биогоохимических барьеров поглощения химических элементов, ,

Исследования показывают, что в культурных окосистемах скяа-дчвается некомпенсированный круговорот химических элементов, поэтому .для пополнения питательных веществ необходимо их внесение.

4.2. Аккумуляция химических элементов в почве

Лесные, залезшие, а также слабоокультурепные почвы бедны ЛР К, Са, Мсу, Си, 1п и др. химическими олементаим в сравнении с удо-бр1емыми вариантами. Это связано с тем, что ь них слабо раэьиты процессы гумификации, гумусонакоплешш, наблюдается кислая реакция почвенной среды.

Наши исследования показывают, что в почвах культурных -усистем аккумуляция в отношении К, Са, Му, с п, Си и др. химич-элементов в пахотном слое связана с внесением их с удобрениями, мелиорантами и растительными остатками, а также обусловлена аккумулирующей ролью корней сельскохозяйственных культур (рис.3-1).

Вторим геохимическим, в частности физико-химическим, барьером поглощения химических элементов является илистая фракция. Аккумуляция тяжелых металлов наблюдается в основном в иле - 20 иг/кг почвы и корнях растений - 70-60 мг/кг с.в. и порядке убывании химический ряд элементов в почве следующий:

Са > М^ >А1 ? Ре > К > Д/а> Мп.

4.3. Аккумулятивные элементарные почвенные процессы в почве

В данном разделе изложены .результаты исследований аккумулятивных ЭШ1, проведенных в легких дерново-подзолистых почвах культурных экосистем. Подтвердились известные положения о том, чтд традиционная система земледелия способствует росту окислительных процессов, ускоряет минерализацию органического вещества и развитие г)лавиалышх процессов.. Антропогенное воздействие изменяет на-

- ГГ -

правлонность почвообрпзсгалия. Ь связи с отим значительно преаб-разувтс/! тившгые режимы: водный, воздушный, микробиологический), приводящие к формированию своеобразных режимов /V, К, Са, 14о и т.д., а также к изменению физико-химии.

Исследования У¡11 показали, что ведущим является гумуеообразо-вание и гумус опак п плоте. Эти процессы и природных (лес) почвах идут в горизонтах Н и НЕ. Тип гумуса, формирующийся в дмлных почвах, фульгттаый (СГ1):С,1В=0,4-0,5). Оглиниванив наблюдается гто ходам отмерших корней и мелким растительным остаткам, ниже горизонта НВ, где на фоне осветленного (К) горизонта иногца выделяется томная "корневая система", отмечается сегрегация соединений яелс-за.

Вместе с тем по профилю гфиродных почв отмечается кислотный гидролиз, плювиальный пынос продуктов гидролиза вниз по'профилю, лессивач, восстановление яелеза. Преобладание элювиальных сПП над аккумулятивными определяет формирование дифференцированного профиля лесных почв Полесья Укршшы.

Вовлечение дерново-подзолистых почв в сельскохозяйственное производство привело к изменении харг. стера и соотношения аккумулятивных и элювиальных «М1. Так, гумификация и гумификсация в этих яочвпх происходит в пахотном слое (НЕ^) при ежегодном его перемешивании. Основным источником образования гумуса становятся корни и поверхностные остатки культурных травянистых растений.

В корнях аккумулируются Са, Ре, А111 (ряс.3-4) и другие поливалентные катионы, вызывающие коагуляцию органических и минеральных коллоидов. Корин выполняют роль "биологического сита", что усиливает аккумуляцию ила л пахотных горизонтах почв.

Аккумулятивные явления в дерново-подзолистых почвах культурных «Косистем еще более усиливает внесение различных веществ (кальцийсодеркащив, цеолит, удобрения). При отом мощность гумусо-во-аккумулитирного горизонта возроотает до 20-25 см, а гуму'сиро-ванность - на 0,23.

Исследованиями установлено, что ведущим фактором роста аккумулятивных явлений, а следовательно, и окультуренности легких почт»'' р.вляется рнесенке цеолита (минерального адсорбента). Это один из сиэсобов, обеепочивающих усилите функции биоминеральиого комплекса, соппанио долговременного и благоприятного для растений

питательного руктт, почв и в конечном итоге повышение их плодоро-0». , '

»¡тик, в ходе исследований наш! выделены сд едущие аккумулятивные сШ, составляющие сущность развития верхних горизонтов почв пашни: гумификация и гушф1ксашш,0гяини»инйз,н&коплении

рястителыых остатков,распайка,внесение удобрения и нелиорангов.

Ь почвах культурных экосистем формируется новый тип профиля 1'НЕпах.+ ,1Еподгах.+ 1 + который создан иод вли-

янием культурного (антропогенного)-почвообразования.

4.4. Урожайность. сельскохозяйственных культур

Исследования показали, что внесение мелиорлнтов (цеолит| кальцийсодержацие соединения) в дершво-лодзолистые песчаяо-су-пес«йныв почвы способствует резкому повышению эффектибнооти органических и минеральных удобрений, росту урожайности сельскохозяйственных* культу р.

Таблица 2

Урожайность некоторых сельскохозяйственных культур при внесении мелиорантов (1930-1991 гг.)

Варианты

Т

, Озимая пшеница | .......... .... _

ошта . |урожайность,¡приоавка^к ¡урожайность,! придавай >.

д^ико-овес на пел«1Шй)_к<)пы_ |урожайность,! нрЛ5ав<ш>. Г" и/га контролю, ■ / _ ! контроле,

I «/Т* ^ ц/га I 4/16 ' и/г»

Контроль без удобрений ,

А/Рл + навоз -фон

3,0 ¡¿7,0

Фон + Са,М<р3* 32,0

¿он + неолит 12 т/га 2В.0

Фон + цеолит 16 т/га

Фон + цеолит 30 т/га

28,0

29,0 НСР = 2,4

.24,0 29,0

25,0

25,0

26,0

37,0

266,0 371,0'

• 304,0

368,0

355,0 НСР = 57,0

249,0

33ч,О

357,0 331,0 ЗХЬ.О

Г-,

Примечание: минеральные удобрения вносили ежегодно, органические -два раза за ротацию севооборота поп пропашные культуры, доломит повторно был внесен в 1937 году, а цеолит

• внесли раз в 19В0. году.

~Í9 -

Следует отметить,-чг-о на легких почвах Полесья Украины действие органических и минеральных удобрений, да:* о на известкованных фонах, кратковременно. Так, по данным С.М.Миносич (1969), В.Н.Прокоиев<*(1952), этот период ограничивается двумп-тремя годами последействия извести.

Исследования Д.Г.Тихоненко, В.И.Канивца и др.СI'JvJ0) показали, что эффективность удобрений возрастает при внесении цеолита, а последействие*его достигает 7-Й лет.

Наши данные исследований,, приведенные в диссертационной работе и табл.2, показывают, что последействие цеолита сказывается на II-й год с тенденцией к увеличению периода последействия.

Г.А;На.чур (1ЭУ0), А.¡'.Кисель (1ЗД2) и др., показали, что наиболее аффективной дозой цеолита н& легких ло.чрпя-является 10-20 т на гектар. -

Усиление аккумулятивных процессов и их регулирования в дерн.)во-подпоЛ1!стда почвах культурны* экосистем направлено на постоянный рост потенциального и эф|активного плодородия.

• вшзд и ирэдожиш

1. Исследования развития дернопо-подзолиетых почв Полесья Украины культурных и природных экосистем показало, что пахотнно почвы развиваются по особому типу почвообразования, вследствие чего они имеют полигенотичный профиль. Развитие его верхней частя идет по аккумулятивному, а средний - по элювиальному типу.

2. Устан^вл^н« следующие аккумулятивные элементарные почвенные продавец й почвах культурных экосистем: аккумуляция гумуса, накопление наземной и подземной lкорни) биомассы растений, ог-линисяние, внесение различных веществ (удобрения и мелиоранты), обработка-(формирование пахотного горизонта).

3. В комплексе агротехнических мероприятий по окультуриванию дерново-подзолистых почв (распайка, внесение, удобрений и кальций-еодеркщцих соединений) ведущим звеном является внесение адсорбентов (цеолитов), которые повышают влагоемкость почв на (S-II:«, снижаят кислотность, улучшают питательный ро.тим, что спо-еобвтвуда. росту урожайности зерновых, кормовых и технических культур..

4. Мнкромор|юлогические исследования показали, что в нихотшх пзчвач без удобрений и при внесении органических у, шнераль-1ых удобрений усиливается элювииравание верхнего горизонта (НУ). Ни вариантах с цеолитом отмечается явная аккумуляция гумуса б виде пленок, формирование проагрегатови т.д.

5. Показали биогеохимические барьеры (биологический и физкко-хи-мический), ко'кчзые определяют рост аккумулятивных 211 П.

6. Установлены ряды аккугуляции химических олементоь в порядке убывания;

- наземной биомассой культурной растительности: К > Са > М^ :> Ре > Д/а > А.1;

- подземной (корни); Са.» А1/М^? Ре Ж>Мп? /Уа>!»'г.

7. Внесение адсорбента (цеолита) оказывает существенное влияние на структуру микробного ценоза. Увеличивается как общая численность основных групп микроорганизмов, так и их активность. Наиболее благоприятные условия создаются для развития аммони-фикаторов и нитрификаторов.

6. Изучение трансформации органического Еещеетва показало, что окультуривание дерново-подзолистых почв с цеолитом увеличивает содержание активной формы гумуса (с 24,4$ до кроме того, изменяет групповой и фракционный состав (Сгв;Сф^.0,4-0,5 в почвах природных экосистем, а в культурных - Р^С^кО,9-1,0).

9. При внесении цеолита возростает количество общего азота в почвах с 0,04Ь до 0,066%, преобразуется его структура. Так, на вариантах с цеолитом увеличивается содержание аммонийного азота, особенно фиксированного, тогда как на вариантах с доломитом отмечается рост нитратного азота,.

Ю. Установлено, что последействие цеолита сохраняется на протяжении II и более лет. Исследования в этом направлении продолжаются.

11. Исследованиями установлено, что внесение цеолита усиливает поглощение тяжелых металлов, что возможно использовать для практических целей очистки почв..

12. Данные .по химическим, физическим, физико-химическим, биологическим и микромррфологичзским характеристикам дерново-подзолистых песчано-супесчаных почв использовать в преподавании .курса почвоведения при изучении генезиса и приемов окультуривания этих почв. •

Список работ по теме диссертации

1. Микромор|юлогическая диагностика ЭШ песчаных не4'-*в Юго-Запада Русской равнины./Бюллетень почвенного ин-та им. ii.fi. Докучаева. -М., рып.51, 1ЭВ9. 43с. - Соавт. Д.Г.Тихоненко.

2. Аккумулятивные ЭШ1 в песчано-супесчаных почвах культурных око-систем Черниговского Полесья УССР;//Тезисы докл. Ш съезда почвоведов и агротимиков УССР. - Харьков,1990. - С.220-221.

3. ^полиция физических, химических и физико-химических показателей в песчано-супесчаных почвах Полесья УССР в ходе <ч куль тури -вания.//Тез.дскл.республик,кон^ер. - Кишинев, 1990. тД. -Соавт, Д.Г.Тихоненко.

4. Влияний цеолитов и удобрений на основные химические, физико-химические показатели и плодородие песчано-супесчаных дерн о-во-подзолистнх почв Черниговского Полесья УССР./Сб.науч.тр. ХСХИ, Состав, свойства и плодородие почв Украины. - Хзрьксв, КШ. Й2с. - Соавт. Д.ГЛихененко, 'Ы.Й.Каниаец, Л.И.Кисель.

5. Аккумулятивное почпообразование песчано-супесчаных почв Полесья УССР.при внесении цеолитов.//Тезисы докл.научно-практич. кону, молодых ученых и специалистов. - Чабаны,1931, ч.2, 64с.

6. Аккумулятивное почвообразование и повышение плодородия дерново-подзолистых почв Полесья Украины.//Тезисы докл.н&учно-практич.конф., посвященной 175-летию Харьковского ГАУ. - Харьков,19^2. Эс.

ГЦцшсяно к печати IO.OI.9Q. Формат 60x84/16. Объем: 1,0 уч.-кчд.л. Тираж-100. Закяз Г432

Участок оперативной печати Харьковского государственного аграрного университета, 312131, г.Харьков, п/о"Комнунист-1".