Отражение антропогенной аридизации Волжско-Камской лесостепи в гумусном состоянии и водно-физических свойствах черноземов

Печёнкина, Наталья Валериевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Отражение антропогенной аридизации Волжско-Камской лесостепи в гумусном состоянии и водно-физических свойствах черноземов
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Отражение антропогенной аридизации Волжско-Камской лесостепи в гумусном состоянии и водно-физических свойствах черноземов"

003467705 На правах рукописи

ПЕЧЁНКИНА Наталья Валериевна

«ОТРАЖЕНИЕ АНТРОПОГЕННОЙ АРИДИЗАЦИИ ВОЛЖСКО-КАМСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ В ГУМУСНОМ СОСТОЯНИИ И ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ ЧЕРНОЗЕМОВ»

Специальность 03.00.16 - экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

о о /_> г ?

Казань, 2009

003467705

Работа выполнена в Казанском государственном университете им. Ульянова- Ленина

Научный руководитель:

доктор биологически наук, профессор

Г.Ф. Колосов

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

член корреспондент РАСХН В.А. Рожков

доктор биологических наук, профессор К.К. Захаров

Ведущая организация: Казанский государственный аграрный университет

Защита диссертации состоится «=?/ » /шхл^-_ 2009 г.

в час.-Зб7 мин. на заседании диссертационного совета ДМ 212.081.19 при Казанском государственном университете по адресу: 420008, г. Казань, ул. Кремлевская, 18.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного университета по адресу, г. Казань, ул. Кремлевская, 18.

Автореферат разослан «У2?» л— 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук

Р.М. Зелеев

Актуальность темы. Последний этап развития цивилизации - этап ускоренного научно-технического прогресса ознаменовался неудержимым ростом численности населения Земли. К настоящему времени пригодные для полей поверхности распаханы и интенсивно используются. Территория Республика Татарстан является наглядным отражением этого глобального процесса. За последние 100-150 лет лесистость ее снизилась с 42% до 17%. Леса целенаправленно уничтожались для расширения полей. Снижение лесистости в два и более раза изменило условия инсоляции и взаимодействия воздушных масс с поверхностью почв, что повлекло за собой формирование нового их температурного и влажностного режимов, создавших предрасположенность к увеличению непроизводительных потерь выпадающей атмосферной влаги. Усеченный круговорот органического вещества и искусственная активизация процессов естественного разрушения растительных остатков, свойственные аграрным моноценозам, изменили режим аккумуляции углерода почвами в направлении уменьшения общего ее объема и структуры.. Нарушение сложившихся природных форм связей почвенного органического вещества с минеральной основой почв и сильные механические воздействия со стороны сельскохозяйственных машин и механизмов блокируют процесс самовосстановления структурно-агрегатного состояния. Повышение уровня распыленности структуры и тесно сопряженное с ней снижение впитываемости и водопроницаемости почвенных толщ создают благоприятные предпосылки для поверхностного стока, что в виде обратной связи дополнительно отягощает антропогенно наведенный процесс непроизводительного расходования выпадающих атмосферных осадков. Стимулируемая аграрной деятельностью аридизация (иссушение) территории лесостепной зоны, где сельскохозяйственная освоенность почвенного покрова достигает 100%, приводит к негативному изменению режима рек, высыханию озер, изменению состава и общему обеднению видового разнообразия аридизированной деятельностью человека лесостепи.

Земли сельскохозяйственного назначения Республики Татарстан представлены более чем на 80% черноземами и серыми лесными почвами, участвующими в формировании пахотного земельного фонда практически в равной доле. В прошлом площади, занятые черноземами представляли собой луговые степи, серыми лесными - дубравами и другими типами лиственных лесов. Таким образом, изучение гумусного и общефизического состояния данных почв, их непрерывных изменений под естественным и антропогенным влиянием и определение тенденций этих изменений представляет собой актуальную экологическую проблему.

Цель работы. Выявление путем сопряженного сопоставления парного объекта направлений трансформации гумусного состояния и водно-физических свойств чернозема глинисто-иллювиального типичного в процессе длительного его использования в составе пахотного угодья.

Задачи исследований.

1. Провести анализ морфологических особенностей профилей черноземов, приуроченных к различным позициям элементарного геоморфологического

склона водораздельной поверхности, и находящихся в естественных условиях и в длительном сельскохозяйственном пользовании;

2. Выявить в составе профилей исследуемого подтипа чернозема распределение почвенного органического вещества по отдельным составляющим физической организации твердой фазы почвы;

3. Выявить изменения физического и водно-физического состояния исследуемого подтипа чернозема, связанные с различными условиями его формирования;

4. Определить взаимозависимости запасов почвенного органического вещества и общефизических параметров чернозема глинисто-иллювиального типичного, обусловливаемые их приуроченностью к различной зоне элементарного склона и типом использования;

5. Представить взаимозависимости количественных параметров органического вещества и физических, водно-физических показателей чернозема глинисто-иллювиального типичного в количественном виде.

Научная новизна. Сравнением установлено, что широко применяющийся в отечественной почвенно-лабораторной практике метод H.A. Качинского с пирофосфатной подготовкой образцов к седиментации в сравнении с методом А. Аттерберга занижает относительное содержание наиболее высокодисперсных фракций за счет соответствующего увеличения крупнопылеватых и песчаных частиц, в результате чего классификационная разновидность может достигать двух градаций.

Изучено распределение органического вещества в черноземах глинисто-иллювиальных типичных (естественно развивающихся и длительно использующихся под пашней) по отдельным составляющим физической организации твердой фазы почвы, рассчитаны его запасы по фракциям (свободным и непрочно связанным макроорганическим и органо-минеральным) и структурным отдельностям.

Установлены количественные изменения основных структурных уровней организации гумусового горизонта исследуемых черноземов под воздействием длительной аграрной культуры, обусловливаемые их положением в профиле элементарного геоморфологического ландшафта водораздельной поверхности.

Специальными опытами установлен уровень уплотнения почв, создаваемый различными типами сельскохозяйственных тяговых машин. Показано, как это уплотнение отражается на основных гидрологических характеристиках, управляющих поведением атмосферной влаги, поступающей на поверхность черноземов.

Защищаемые положения.

1. Непосредственными причинами деградаций физического состояния черноземов лесостепи при вовлечении их в сельскохозяйственное производство являются негативная трансформация структурно-агрегатного состава, сопровождающаяся уменьшением общего количества аккумулируемого органического вещества и изменением его локализации в составе структурных отдельностей, перестраивающихся в условиях систематического аграрного прессинга.

2. Деградация структурно-агрегатного состава, суть которой состоит в полной потере устойчивости к действию воды всеми агрегатами >2 мм, сопровождается существенным ослаблением механизма стабилизации почвенного органического вещества, который в виде обратной связи влияет на дальнейшее негативное преобразование исходного физического состояния черноземов.

3. Совместное негативное изменение почвенного органического вещества как биотической составляющей и структурно-агрегатного состава как модулированной им абиотической составляющей черноземов предопределяют снижение противоэрозионной их стойкости и, в целом, устойчивости аграрных экосистем, базирующихся на них.

Теоретическая и практическая значимость работы. Представляемые результаты исследований дополняют и углубляют существующие представления об основополагающих свойствах черноземах и причинах их негативного изменения в результате длительного сельскохозяйственного использования, основанного на применении вспашки с оборотом пласта.

Материалы данной работы могут быть использованы для разработки теории, методологии и технологии управления воспроизводством плодородия почв; для расчетов экологически безопасного уровня антропогенного воздействия; использоваться при. организации и проведении экологического мониторинга естественных и активно эксплуатируемых человеком экосистем базирующихся на черноземах, как информационной основы рационального землепользования и охраны почв от деградации.

Апробация работы. Материалы диссертации представлялись на Докучаевских молодежных чтениях 2006 г. «Почвы и техногенез» в Санкт-Петербургском государственном университете (Санкт-Петербург, 2006); на Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» (Йошкар-Ола, 2007); на Международной научно-практической конференции «Инновационное развитие агропромышленного комплекса и лесного хозяйства» (Казань, 2007); на Международной научно-практической конференции «Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования» (Астрахань, 2007).

Публикации. Г1о материалам диссертации опубликовано 14 научных работ, из них 3 статьи в реферируемых журналах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 10 глав, выводов, приложения и списка литературы, включающего 334 наименований, в том числе 233 на иностранных языках. Работа изложена на 146 страницах, включая 8 таблиц, 20 рисунков и 24 приложения.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность и искреннюю признательность руководителю этой работы д.б.н., профессору Геннадию Федоровичу Колосову за науку и терпение. Особую признательность автор испытывает к к.т.н. А.Г. Закирову, профессору И. Кёгель-Кнабнер (Технический университет г. Мюнхен) и генеральному директору ООО «АФ «Кулон» Р.В. Мифтахову, оказавшим неоценимую помощь при выполнении

работы. Автор благодарен всем сотрудникам кафедры почвоведения Казанского государственного университета, принимавшим участие в различных этапах данного исследования.

1. Обзор литературы

Дается общее современное представление о почве, как элементе глобального круговорота и о почвенном органическом веществе, физические и химические свойства которого являются непрерывными сильно варьирующими переменными (Amundson, 2001). Показывается, что содержание почвенного органического углерода может быть характеризовано тремя концептуальными пулами углерода, отличающимися временем существования: 1) активным; 2) медленным, 101- 102 лет; 3) пассивным >103-104 лет (Falloon и Smith, 2000). Описаны три главных механизма стабилизации органического вещества в почве, действующих совместно: 1) химическая стабилизация - химическое или физико-химическое связывание органического вещества глинистыми минералами почвы (Feller и Веаге, 1997; Hassink, 1997; Ladd и др., 1985, 1992; Мегскх и др., 1985; Sorensen, 1972; Torn и др., 1997); 2) биохимическая -устойчивость организации почвенного органического вещества из-за его собственного химического состава и химических процессов полимеризации, протекающих в самой почве (Christensen, 1996; Stevenson, 1994)] и 3) физическая защита, принадлежащая агрегатам, которые, формируя физические барьеры для микроорганизмов и их ферментов, управляют их пищевой сетью (Elliott и Coleman, 1988, Edwards и Bremner, 1967; Elliott, 1986; Jastrow, 1996; Tisdall и Oades, 1982; Six и др., 2000a и др.).

Излагается в соответствии с Oades (1984), что фрагменты корней и гифов (агентов временных связей), покрытые растительными слизями, произведенными во время разложения, покрываются глинами и становятся ядрами формирования микроагрегатов в пределах макроагрегатов. Elliott и Coleman (1988) привязали микроагрегирование к анаэробному процессу и описали четыре иерархических уровня порового пространства: 1) макропоры; 2) поры, делающие интервалы между макроагрегатами; 3) поры между микроагрегатами, но в пределах макроагрегатов; и 4) поры в пределах микроагрегатов. Эта иерархическая структура порового пространства облегчает понимание того, как система пор внутри почвы определяет связи между организмами в системе, именуемой «почва». Следовательно, органическое вещество, изолированное пространственно, защищено от разложения из-за: 1) уменьшенного доступа для микроорганизмов и их ферментов; 2) ухудшения условий проникновения ферментов во внутриагрегатное пространство; и 3) ослабления аэробного разложения из-за ухудшения доступа кислорода.

Вновь поступившие в почву мертвые органические остатки и первичные продукты их разложения, еще близко не связанные с глинистыми минералами почвы, составляют незащищенное объединение почвенного органического вещества (РОМ - Particulate organic matter) (Baidock и Skjemstad, 2000). Эта фракция играет существенную роль в круговороте углерода в почвах, поскольку большая часть ее служит легко разлагаемым субстратом для

микроорганизмов и краткосрочным резервуаром питательных элементов для растений. Аккумуляция свободного и непрочно связанного органического вещества максимальна в поверхностных горизонтах почв, вниз по профилю его масса, в зависимости от типа почв, резко или постепенно убывает. Данная фракция также подвержена сезонным колебаниям (Ванюшина, 2001; Травникова и др. 1992; Christensen, 1992).

Обсуждаются также вопросы о существовании пределов насыщения почв органическим веществом. Рассматриваются потери органического вещества из почвы биотическим путем, из-за нарушения механизмов его стабилизации в почве и с эрозионным стоком. Обсуждается вопрос о физической деградации почв, которая, в свою очередь, затрудняет или препятствует им выполнять функции, заданные природой. Рассматриваются особенности динамики органического вещества в пахотных почвах в зависимости от типа их использования; пути оптимизации содержания органического вещества в почве.

2. Методология и методика исследования

Методологический подход. В работе использовались сравнительно-географический и профильные методы исследования. Сравнительное сопоставление показателей исследуемых черноземов осуществлялось путем сравнения черноземов, находящихся в активной аграрной культуре с их аналогом, развивающимся в естественных условиях. Другим методическим подходом явилось сравнительное исследование физического и водно-физического состояния пахотного горизонта до и после воздействия на него давления, оказываемого колесной парой задней оси движителей различного типа.

Методика исследования. Общепринятыми методами проводилось исследование по определению структурно-агрегатного состава почвы, плотности ее сложения, плотности ее твердой фазы, твердости, влагоемкосги, впитываемости, содержания гумуса. Расчетным методом определялись пористость и почвенные гидрологические параметры (Качинский, 1970; Агрофизические методы исследования почв, 1996). Гранулометрический состав чернозема определялся согласно двум методикам: общепринятой в России (.Качинский, 1964) и принятой за рубежом по А. Аттербергу. В качестве подготовительных этапов для определения ГМС по А. Аттербергу использовалось в первом варианте окисление органического вещества пергидролем, во втором - проводилось отделение свободного и непрочно связанного органического вещества по плотности и ультразвуком (Christens, 1992). Содержание углерода и азота во всех выделенных фракциях после физического фракционирования почве иного материала, а так же в исходных образцах почв из каждого горизонта всех исследуемых черноземов осуществлялось на приборе Elementaranalysator vario EL. Определение основных почвенных показателей осуществлялось в 4-10 повторностях в зависимости от точности анализа.

Статистическая обработка результатов проводилась с использованием пакетов программ Excel 2000 и StatGraphics Plus 5.1. Для всех полученных

совокупностей данных вычислялись основные статистические характеристики (среднее, стандартное отклонение), а также проверялось их соответствие закону нормального распределения (уровень достоверности 90% и более). Для сравнения выборок использовались интервальные оценки. Для определения взаимосвязи различных показателей использовались методы множественного регрессионного анализа. Там, где представлялось возможным, использовался многофакторный дисперсионный анализ.

3. Объекты исследования

Исследования проводились в Западном Закамье в пределах Закамско-Чистопольского равнинного района Закамско-заволжских луговых степей и широколиственных (липово-дубовых и дубовых) остепненно-травяных лесов (>Сосудистые растения Татарстана, 2000). Непосредственным объектом диссертационного исследования служил элементарный геоморфологический склон (около 2°) южной экспозиции водораздела p.p. Шешма - Б. Черемшан, общая длина которого составляла около 300 м. В пределах нижней части склона, примыкающей к балке, сохранился фрагмент естественной зональной луговой степи. Весь профиль склона находился в почвенном контуре, представленном самым распространенным представителем черноземов в Республике Татарстан черноземом выщелоченным среднемощным среднегумусным {Классификация и диагностика почв СССР, 1977) или черноземом и агрочерноземом глинисто-иллювиальным типичным тучным или сильно гумусированным (Классификация и диагностика почв России, 2004).

В пределах этого склона на отрезке прямой длины 300-320 м, центральная часть которого лежит на 51°12'-5Г13' в.д. и 54°59'-55°0Гс.ш, были заложены четыре пробные площади размером 20x40 .и, на которых осуществлялся весь комплекс полевых исследований. В состав полевых работ на каждой пробной площади входило: 1) обследование почвенного покрова с заложением четырех опорных полнопрофильных разрезов с отбором образцов послойно в верхней 30-сантиметровой толще и погоризонтно в нижележащей толще и шести полуям для определения варьирования морфометрических показателей строения профиля; 2) определение показателей плотности сложения в 8-ми повторностях для каждых 10-ти см профиля; 3) определение твердости с помощью твердомера в 10-ти повторностях погоризонтно; 4) определение впитываемости методом трубок с переменным напором воды в верхних 30-ти см профиля через каждые 10-ть см в 8-ми повторностях, затем -погоризонтно в 5-ти повторностях; 5) определение наименьшей (полевой) влагоемкости; 6) проведение экспериментов по выявлению уплотняющего воздействия ходовых систем трех типов тяговых машин (тракторов).

Опорные разрезы представляются ниже.

Разрез 1 - водораздельная часть склона. Схема профиля: PU-AU-BI-ВМса-ВСса. Почва: агрочернозем глинисто-иллювиальный типичный насыщенный средне выщелоченный среднемошный тучный па остаточных и частично перемещенных продуктах выветривания пермских карбонатных плотных пород. Разрез 2 - средняя части склона. Схема профиля:

Ри-Аи-В1-ВМ1-ВМ2са-ВСса-Си. Почва: агрочернозем глинисто-иллювиальный типичный насыщенный сильно выщелоченный среднемощный сильно гумусированный на перемещенных продуктах выветривания пермских карбонатных плотных пород, подстилаемых древнеаллювиальными песками. Разрез 3 - нижняя часть склона, выположенный его элемент. Схема профиля: PU-AU-BI-BMl-BM2ca-BM3ca-Cta. Почва: агрочернозем глинисто-иллювиальный типичный насыщенный сильно выщелоченный среднемощный сильно гумусированный на перемещенных продуктах выветривания пермских карбонатных плотных пород. Разрез 4 - основание склона. Водораздельная поверхность подрезается отростком долины безымянной речки (приток четвертого уровня р. Шешмы). Естественная луговая степь неудобица, распашка которой никогда не проводилась. Преобладает луговая растительность с доминированием мятлика узколистного (Роа angustifolia) и типчака (Festuca valesiacá). Схема профиля: Ao-AU-BI-BMlca-BM2ca-ВМЗш-Сга. Почва: чернозем глинисто-иллювиальный типичный насыщенный сильно выщелоченный среднемощный тучный на перемещенных продуктах выветривания пермских карбонатных плотных пород.

На исследуемой агротерритории действует 5-ти польный севооборот: озимая пшеница - яровая пшеница - ячмень с подсевом многолетних трав -клевер 1-го года - клевер 2-го года с последующей его запашкой. Исследования проводились в течение двух лет в вегетацию яровой пшеницы и ячменя.

4. Почвенное органическое вещество и его роль в формировании структурной организации черноземов

Морфологические особенности исследуемых черноземов. Анализ морфологического описания почвенных толщ не выявил каких-либо отступлений от общих закономерностей строения профиля.

Согласно экспериментальным данным (табл. 1), исследованные черноземы принадлежат к виду среднемощных (~60 см.), по содержанию гумуса относятся к тучным (содержание гумуса более 8%) и сильно гумусированным (5-8%).

Содержание, распределение и запасы органического углерода, азота и гумуса между почвенными горизонтами. Так как гумусовый горизонт исследуемого подтипа чернозема лишен карбонатов, то весь определяемый углерод можно принять за органический. Величины содержания углерода, определенные прямым методом на приборе Elementaranalysator vario EL и косвенным методом И.В.Тюрина, существенно различаются по всем исследованным почвенным толщам, что характеризует метод И.В. Тюрина как недостаточный для полного окисления прочносвязанного с тонкой минеральной частью почвы органического вещества и органического вещества более стойкого по своей природе.

Для верхней части гумусового горизонта обнаруживаются статистически значимые различия (с вероятностью не менее 95%) в количественном содержании почвенного органического вещества между толщами в средней и

нижней частях склона (I группа) и на приводоразделе и в основании склона (II группа). Это явление объясняется эродированностыо склоновых (I группа) представителей.

Таблица 1

Содержание гумуса, органического углерода и азота в исследуемых черноземах, %*

№ пробной площади Горизонт, глубина, см Содержание гумуса" Структурные отдельности

<2 мм >2 мм

N. % С, % N. % С, % СМ

1 ри, 0-10 8,7+0,4 0,44 5,36 12,11 0,47 5,69 12,2

Ри, 11-20 8,5+0,2 0,45 5,43 12,19 0,46 5,61 12,25

Ри, 21-28 7,8±0,5 - - - - - -

Аи, 29-46 4,6±0,6 0,25 3,25 12,91 0,24 2,93 12,46

В1, 47-58 2,0±0,5 0,14 1,63 11,95 0,1 1,17 12,03

2 ри, 0-10 7,0+0,3 0,29 4 13,85 0,3 3,96 13,39

Ри, 11-20 6,5+0,6 0,3 4,1 13,85 0,3 4,05 13,74

Ри, 21-25 6,2+0,6 - - - - - -

Аи, 26-32 5,7±0,7 0,28 3,81 13,75 0,26 3,54 13,41

В1, 33-63 2,6±0,5 0,11 1,52 13,95 0,11 1,55 13,74

3 ри, 0-10 6,2±0,2 0,3 3,8 12,72 0,3 3,83 12,59

Ри, 11-20 5,7±0,5 0,28 3,6 12,77 0,29 3,68 12,77

Ри, 21-25 5,7+0,8 - - - - - -

Аи, 26-41 4,8+0,7 0,25 3,27 13,14 0,23 3,1 13,39

В1, 42-62 3,0±0,6 0,17 2,12 12,77 0,15 1,93 13,12

4 Аи, 4-14 8,5+0,8 0,43 5,35 12,54 0,39 5,17 13,19

Аи, 15-24 8,4+0,7 0,35 4,72 13,42 0,31 4,13 13,33

Аи, 25-49 6,9+0,4

В1, 50-62 3,7±0,5 0,14 1,78 12,92 0,14 1,58 11,58

* Органический углерод и азот определены с помощью прибора

Согласно полученным результатам (табл. 1), отмечается закономерное снижение показателя органического углерода, азота и гумуса с глубиной. Содержание азота уменьшается более плавно чем углерода. Наименьшие значения запасов органического вещества (табл. 2) в пахотном горизонте характерны толще, формирующейся в нижней части склона, что ясно свидетельствует здесь о более высокой скорости процесса дегумификации. При анализе нетронутых человеческой деятельностью почвенных горизонтов толща средней части склона чаще отстает - в общих запасах, что указывает на глобальное действие эрозионного процесса, которое затрагивает не только верхнюю часть данной толщи, но и косвенно отражается на его подповерхностных слоях. Верхняя толща на приводоразделе более насыщена органическим веществом, даже по сравнению с аналогичной в естественной толще (на 2,3%), несмотря на интенсивность использования. По отношению к естественному ценозу, агроценозы характеризуются как очень динамичная биокосная часть экосистемы.

Относительно низкое содержание органического вещества в толщах, характеризующих склоновые представители (I группа), могло бы быть из-за различий в содержании процессов преобразования, затрагивающих экосистемы,

Таблица 2

Запасы гумуса, органического углерода и азота по сумме горизонтов, т/га

№ пробной площади Почвенная толща, (см) Запас гумуса Структурные отдельности

< 2 мм > 2 мм

запас N запас С запас N запас С

1 Ли 244.34 12.97 157,76 13.46 164,64

Ап+А! 340.53 18.24 225.66 18.38 225.84

А1+АВ 126.99 7.38 93.01 6,41 79,18

Ал+А1+АВ 371.33 20.35 250.77 19.87 243.81

1 Ап 198.53 8.80 121,90 8,86 120.51

Ап+А 1 244,36 11.03 152,52 10,98 148,98

А1+АВ 154.25 6,77 94,04 6.83 92,93

Ап+А1+АВ 352.78 15,57 215,94 15,70 213,44

3 Ап 182.89 8.96 114,13 9,15 116.08

Ап+А 1 272.89 13,63 175,35 13,50 174,18

А1+АВ 171.60 9.18 118,86 8,35 110.58

Лп+А1+АВ 354.49 18,14 232,99 17,50 226.65

4 А1 (4-24) 182.90 - - - -

А1 (15-49) 281.45 14.00 187,68 12.33 164,13

А1 (4-49) 376.65 18.78 247,60 16.72 222.03

А1+АВ 434.37 20,94 275,31 18,84 246,60

т.е.: 1) в изначальных методах преобразования данной территории, прежде всего обработки почвы, которая большей частью была разрушительной для последней, что вызвало серьезный твердый сток (удаление поверхностного слоя). При этом различия в интенсивности эрозии почвы поспособствовали существенным различиям в содержании почвенного органического вещества всех четырех профилей; 2) вследствие меньшей физической защиты органического вещества в культивированных (чем в некультивируемых) почвах из-за удаления больших количеств биомассы между периодами вегетации, прерывания постоянных поступлений органической массы в почву, сокращения количества и качества органических входов в почву, более быстрых темпов разложения почвенного органического вещества и норм минерализации; 3) из-за различий в эффективности химической защиты органического углерода и азота первичными почвенными частицами, которые первые теряются с эрозионными стоками; 4) в результате неодинаковости чисто механических воздействий на поверхность почв.

5. Распределение и запас органического вещества в структурных конструкциях почвообразующего материала

В наибольшей степени содержание почвенного органического вещества коррелирует с гранулометрическим составом почвы, а совокупность свойств, определяющаяся этими двумя показателями, обуславливает основные физические параметры почвы. Процентная доля гранулометрических частиц в составе почвы косвенно характеризует потенциалы возможности хранения органического вещества, а органическое вещество, в свою очередь, вызывая

процессы агрегирования, защищает наиболее ценную тонкую гранулометрическую фракцию почвы от ее потерь с твердым стоком.

Гранулометрический состав почвы определялся согласно двум методикам с помощью различных подготовительных этапов (табл. 3). Несмотря на это, индивидуальные особенности распределения и присутствия тех или иных фракций в исследуемых толщах сохраняются: а) повышенное содержание глинистой фракции в толщах II группы по сравнению со склоновыми разрезами (I группа); б) в горизонтах II группы преобладает пылеватая фракция, в особенности крупная и средняя ее компонента; в) в склоновых толщах (I группа) сохраняется большое количество мелкого песка, и также в толще, формирующейся в средней части склона, к переходному горизонту В1 идет увеличение содержания фракции крупного песка.

Таблица 3

Гранулометрический состав почв

№ По А. Аттербергу

Горизонт По Подготовительный этап

проонои площади H.A. Качинскому Разделение по плотности, ультразвуком С обработкой Н>Ск

PU средний суглинок пылевато-глинистый суглинок пылеватая глина

1 AU тяжелый суглинок

BI средний суглинок пылеватый суглинок глина

PU глина

2 АН средний суглинок суглинок

В1 глинистый суглинок

PU средний суглинок суглинок

j AU тяжелый суглинок глинистый суглинок

В! средний суглинок глинистый суглинок

4 ASJ средний суглинок пылевато-глинистый суглинок пылеватая глина

По результатам определения ГМС по Качинскому и Аттербергу с предварительным разделением почвенного материала по плотности и ультразвуком, преобладающей фракцией для всех горизонтов (рис. 1), за исключением богатой на песок толщи нижней части склона, является фракция пыли, большей частью крупная (до 26,62% от массы почвы) и средняя (до 26,51%). Присутствие повышенного количества пыли обуславливает слабую водопроницаемость, и, при излишней минерализации органического вещества, слабую оструктуренность, легкую распыляемость и склонность к заплыванию и уплотнению. После обработки почвенных проб пергидролем доминирующая доля в гранулометрическом составе почвы для всех горизонтов принадлежит глинистой фракции (содержание которой иногда превышает 50% от массы навески), которая, агрегируясь, обеспечивает потенциальное плодородие исследованной почвы, при этом вне зависимости от места расположения на склоне и типа использования земли.

Дополнительно к запасам органического вещества, защищенного химически, физически и биохимически, в почве содержатся более легкодоступные запасы в виде свободных и непрочно связанных органических частиц, доля которых контролируется только спецификой их собственного

химического состава. Согласно результатам физического фракционирования (рис. 1), наибольшее количество свободного и непрочно связанного органического вещества обнаружено в верхних толщах всех черноземов (5-9% от массы навески). Убывание данной фракции вниз по профилю и выравнивание величин показателя между исследуемыми толщами отмечается на глубине горизонта В1 (0,91-1,79% от массы навески). Постоянный приток органического вещества и естественная скорость его минерализации объясняет высокие значения данной фракции в гумусовом горизонте естественного чернозема. Благоприятные условия для разложения, такие как хорошая аэрация толши, нейтральность среды, остатки растений с более быстрыми сроками разложения, достаточное количество азота в почве для жизнедеятельности основных микроорганизмов-минерализаторов и т.д. складываются, как правило, на пашне, что существенно уменьшает здесь общее количество фракции

рио-ю ри 11-20 А и В1

ри 0-10 ри 11-20

АЦ

РЦ 0-10

3 ри 11-20 ли

В!

АЦ 4-14 ^ ли 25-49

О 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 %

8 1 |2 13 05 Щй 1? 08

Структурные отдельности

мм ' ' > 1 мм

Рис. 1 Результаты физического фракционирования почв с предварительным разделением почвенного материала по плотности и ультразвуком для удаления из него свободного и непрочно связанного органического вещества, где 1 - частица органического вещества, находящаяся на внешней поверхности микроагрегатов и отделяющаяся по плотности; 2 - частица органического вещества, входящая в состав устойчивы* агрегатов, однако после минимум пятиминутной обработки ультразвуком отделяется тяжелой жидкостью; 3 - крупный и средний песок, >200 /ит; 4 - мелкий песок. 63-200 цт\ 5 - крупная пыль. 20-63 ¡лп\ 6 - средняя пыль, 6,3-20 //»г; 7 - мелкая пыль, 2-6,3 //от; 8 - глина. <2 [¿т.

свободного и непрочно связанного органического вещества по сравнению с естественной толщей. При учете севооборота, которому подчинено исследованное поле, свежее органическое вещество будет поступать следующим образом: 2 года подземная и надземная измельченная масса яровой

культуры - 2 года естественный опад - 1 год богатая азотом органическая масса и т.д.

Общим для всех черноземов является то, что в верхнем почвенном слое до 78% органического азота и до 85% органического углерода от общего их процентного содержания в почвенной пробе сосредоточено в свободном и непрочно связанном органическом веществе и до 12% азота и до 9% углерода -во фракции глины. Обогащенность каждой фракции органическим углеродом характеризуется существенными различиями для одноименных элементарных почвенных частиц в одноименных почвенных горизонтах, что свидетельствует о качественных и темповых различиях в процессах формирования органо-минеральных комплексов на различных участках склона.

Пахотная то.шца

-3= н - ц Н

£ Б.

В1 ри

Естественная толща

АО 414 АЦ15-49 В1 А1Г4-14 ли 15-49 В1

Н свободное и непрочно связанное органическое вещество В песок 0 пыль □ глина

Рис. 2. Запас углерода и азота в почвенных фракциях, г/кг почвы

Запасы органического углерода и азота во фракции свободного и непрочно связанного органического вещества, несмотря на большое количество в них доли этих элементов, оказываются не столь значительны (рис. 2), однако все же остаются одними из самых больших. В первую очередь они существенны в наружных толщах черноземов, что соответствует здесь наибольшим общим запасам органического вещества. Также отмечается (рис. 2), что в исследованном подтипе чернозема на распределение и аккумуляцию органического вещества в первую очередь влияет количество и состояние фракций тонкой пыли и глины (ила), и при интенсификации сельскохозяйственного использования именно эти две фракции подвержены количественным и качественным изменениям, таким как накопление их как агрегированного материала или уменьшение доли их прочносвязанного

состояния, а также, в результате чего, переход органического вещества из закрепленного состояния в более активные формы.

Свободные и непрочно связанные частицы органического вещества характеризуются широким отношение С/Ы, указывающим на степень минерализации органического вещества. Известно, что изначальное содержание азота в почве является важным для начального микробного роста и последующего активного разложения этой части органического вещества. Таким образом, свободные и непрочно связанные частицы органического вещества являются хорошими индикаторами неустойчивости органического материала, существенным показателем минерализации и оборота азота. Отношение С/Ы для крупных органо-минсральных фракций (песок, крупная и средняя пыль) характеризуется как наименьшее, к глине оно нарастает. Таким образом, крупные органо-минеральные фракции характеризуются, в первую очередь, аккумуляцией органического вещества, находящегося уже в высокой степени минерализации и в форме легко доступного субстрата для почвенной биоты.

6. Взаимозависимость органического вещества и структурно-агрегатного состояния почв

Как было отмечено, органическое вещество принимает активное участие в формировании почвенных агрегатов. В тоже время и сам процесс агрегатирования, определяющийся в первую очередь содержанием в минеральной основе почвы высокодисперсных элементных частиц, управляет трансформацией органического вещества.

Структурный состав почвы и органическое вещество. В толщах, формирующихся на приводоразделе и в естественных условиях, отмечается преобладание фракций 1-10 мм (до 93,11% и до 93,57% соответственно) и 35 мм (до 37,19% и 38,15%), что выгодно отличает их в отношении высокой физической защиты органического вещества, потенциала его накопления и, в целом, защиты против эрозии от склоновых толщ (Т группа). Как результат повышенной минерализации органического вещества, эрозионные склоновые толщи (I группа) характеризуются высокими значениями фракции <0,25 мм (до 9,99%) и еще большими значениями глыбистой фракции (48,66%). Следовательно, пахотная толша агрочерноземов характеризуется склонностью к образованию глыбистых структурных отдельностей, которые по своей природе обладают общей низкой водопрочностыо или устойчивостью почвы к водной эрозии.

Также, в большинстве случаев отмечается обогащение органическим веществом структурных отдельностей <2 мм, нежели отдельностей >2 мм (табл. 1, 2), за исключением верхних горизонтов на приводоразделе и внизу склона. Обогащение структурных отдельностей >2 мм пахотного слоя толщи, развивающейся в верхней части склона, согласуется с повышенным здесь общим содержанием почвенного органического вещества, в том числе свежего (свободного и непрочно связанного), процессы минерализации которых активизируют процессы агрегирования. В пахотном слое толщи,

формирующейся в нижней части склона, обогащение органическим веществом отдельностей >2 мм вероятно связано с повышенной скоростью минерализации, что приводит органическое вещество к лабильности, которая активизирует процессы агрегирования. Однако образованные таким образом макроагрегаты и физически защищенное в них органическое вещество будут отличаться большой неустойчивостью.

С глубиной связь структурного состава почв с органическим веществом ослабевает на фоне нарастания связи с минеральной компонентой почвы (коэффициент корреляции г = 0,74 при уровне значимости а = 0,05). Отмеченная взаимозависимость между содержанием агрономически ценных структурных отдельностей и органическим веществом в верхней 20-ти сантиметровой толще исследуемых черноземов подтверждается с а = 0,05 и количественно выражается следующим регрессионным одномерным линейным уравнением:

dn,¿¡-ni= 2,4 Сюсм ~ 53,1 Д=60,4±12,7 (1)

где An.2s.io - сумма агрономически ценных фракций по результатам сухого просеивания, %\ С аь, - запас органического углерода, пересчитанный на 10-ти сантиметровую толшу для каждого горизонта, т/га; R - доля в изменчивости показателя содержания агрономически ценных фракций, обусловленная запасом в почве органического вещества, %.

Согласно уравнению (1), до 60,4% изменчивости содержания агрономически ценной фракции статистически устойчиво связано с запасом органического углерода (органического вещества) при постоянстве всех других показателей.

Агрегатное состояние почвы и органическое вещество. При мокром просеивании все агрегаты крупнее 5 мм распадаются во всех исследуемых почвах. Для всех пахотных горизонтов характерно разукрупнение агрегатов >1 мм, что отличает их от естественного аналога. При этом содержание агрегатов >0,25 мм в верхней толще естественного чернозема превышает таковое у пахотных в 1,8-2,9 раза.

Для верхнего 20-ти сантиметрового слоя всех толщ вне зависимости от типа использования и местоположения на склоне отмечена очень высокая корреляция между агрегатной стабильностью почвы и органическим материалом (г= 0,81), что связывает решение проблемы устойчивости почвы к физической деградации для заявленной толщи с высоким уровнем содержания здесь органического вещества, что особенно актуально для пахотных толщ. Также выявленная зависимость отвечает роли органического вещества как главного «клеящего вещества» (Oades, 1984; Tisdall и Oades, 1982) первичных минеральных частиц между собой в составе агрегата. Так как определяющими устойчивость структуры являются гуминовые кислоты гидрофобной природы, по содержанию водопрочных агрегатов дается примерная качественная и количественная оценка процесса преобразования амфифильной почвенной компоненты и специфической направленности деятельности почвенных микроорганизмов.

Для гумусовых горизонтов исследуемых черноземов анализ корреляции также обозначил наличие сильных взаимозависимостей между устойчивостью

структуры и глыбистостью (/- = -0,75) и содержанием агрономически ценных фракций 0,25-10 мм (/- = 0,82). Последнее подтверждается с уровнем значимости а = 0,05 следующим регрессионным многомерным линейным уравнением:

В: „.,., = 0,1 С,Псл1 + 0,8 Ф,,ши, + 0,5 А0.2,.10 - 1,7 Я =75,4±7,8 (2)

где В из _ сумма водопрочных агрегатов. %; С'т.» и Ащую см. уравнение (1); Фатв -содержание фракции глины в почве (по А. Аттербергу), %; Л - доля изменчивости показателя содержания водопрочных агрегатов, обусловленная запасом органического вещества, содержанием фракции глины и агрономически ценных фракций, %.

В целом, ухудшение устойчивости структуры в результате длительности и интенсивности использования исследованных агрочерноземов вызвано следующими причинами: 1) в крупных структурных отдельностях хорошо осуществляется газообмен, что исключает в большинстве случаев условия для анаэробного образования гидрофобных гумусовых кислот, как основного фактора устойчивости; 2) склонность почвы к заглыблению или распылению сводит физический фактор защиты органического вещества к минимуму, определяя высокую степень его минерализации; 3) крупные структурные отдельности предопределяют повышенные скорости динамичного течения воды в поровом пространстве и, как следствие, его деформацию и последующее разрушение самого агрегата; 4) корневые системы растений после их отмирания и последующей микробной минерализации образуют в почве совокупность крупных пор, которые могут способствовать некоторой релаксации напряжений, возникающих в агрегатах после их набухания; 5) обработка почвы разрушает эту сеть, создавая при этом новую, которая быстро теряет устойчивость в результате самоуплотнения почвенной массы; 6) удаление структурообразующего катиона кальция гравитационным стоком воды способствует некоторому снижению потенциала повышения устойчивости структуры к действию воды и, как следствие, снижению потенциала к структурообразованшо и насыщению почвы органическим веществом.

7. Взаимосвязь между физическими свойствами почвы и ее органическим веществом

Выявлено, что потенциальные возможности антропогенной активизации эрозионного процесса тесно связаны в эродируемой почве с ее плотностью сложения, общей скважностью, строением порового пространства и твердостью, которые предопределяются исходным гранулометрическим составом почвообразующего материала и жизнедеятельностью организмов, конечные результаты которой запечатлеваются в общем содержании и составе почвенного органического вещества. Согласно исследованиям, содержание органического вещества в почве, ее гранулометрический состав и влажность признаны как одни из самых важных факторов, влияющих и на естественную, и на искусственно антропогенную уплотняемость почвы и на способности вообще избежать последней. Органическое вещество, играя большую роль в

структурообразовании, напрямую определяет формирование скважности почвы и зависящей от нее плотности. Влажность почвы и зависящая от нее твердость, в свою очередь, также предопределяют структурное состояние почвы после ее обработки (крошение почвенного материала) и, как прямое следствие, активность механизма физической защиты почвенного органического вещества.

8. Связи между гидрологическими константами, физическими свойствами почвы и ее органическим веществом

Гидрологические параметры чернозема глинисто-иллювиального типичного в целом определяются индивидуальными особенностями каждой толщи, в первую очередь, качественным и количественным соотношением в ней между собой гранулометрических фракций с адсорбированным на них органическим веществом (рис. 3). В приводораздельной и естественной толщах (II группа) отмечаются максимальные значения как мертвого запаса влаги для растений (максимальная гигроскопичность, в целом диапазон недоступной растениям влаги), так и доступного запаса (капиллярная и полная влагоемкости), в наиболее эрозионной толще, развивающейся в средней части склона, - минимальные.

и 17 19 21 23 21 71 :

а 20

■о Е?

4 С!

30 52 34 3« 38 40 42 44 46 43 50

40 42 44 45 48 50 52 54 55 58 60

С-

--•- - 1 -----2 —*— 3 ——4

Рис. 3. Профильное распределение наименьшей влагоемкости (по истечении 12 суток) (А) и условное профильное распределение капиллярной (Б) и полной (В) влагоемкостей в гумусовом слое исследуемых черноземов, % к весу, где 1 - толща в верхней части склона; 2 -толща в средней части склона; 3 -толща в нижней части склона; 4 - толща в основании склона.

Впитываемость почв как показатель их противоэрозионной устойчивости. Отмечается сильное пространственное варьирование скорости впитывания влаги в почву (Печенкина и др. 2008), что является прямым, наиболее полным отражением всех свойств почв в их совокупности. Определяемая в естественных условиях, она служить в качестве естественного чувствительного индикатора к большинству значительных изменений в почве;

в содержании органического вещества, потере наиболее ценных тонких гранулометрических фракций, структуре, плотности, пористости, естественной дренированности корнями и так далее. При этом значительно уменьшая количество ошибок при оценке противоэрозионной устойчивости почв. По водопроницаемости в целом прослежена динамика перехода почв из естественного в антропогенное развитие (табл. 4).

Таблица 4

Средняя величина скорости впитывания, мм/час

Горизонт, глубина, см Скорости впитывания, мм/час

Пробная площадь

1 2 3 4

Ри, Аи. 7 206,1±4,5 334±2,8 119,1±2,1 170,8±2,7

Ри. 17 9б,1±3,5 55.0±3,2 62,9±2,1

ли. 27 51,6±2.7 63.7±1.9 46±1,4 95,9±2.3

В1,47 16.9±2,2 10.8±9,0 68,5±2,9 119,5±2,8

Потеря глинистой и мелко пылеватой фракций с адсорбированным на нем органическим веществом, плохое структурно-агрегатное состояние, выраженное повышенной глыбистостыо и наличием огромных поровых пространств параллельно с присутствием большого количества микроагрегатной фракции, предопределяют в склоновых толщах максимальные и минимальные величины впитывания. Значительное снижение показателя впитываемое™ с глубиной для склоновых толщи (I группа) за счет улучшения структурно-агрегатного состава здесь (снижение провальной водопроницаемости) при ливневых дождях или снеготаянии будет предопределять накопление влаги в наружном слое и последующее ее стекание по склону, обусловливая эрозионный твердый сток.

Вне зависимости от глубины залегания горизонтов в пределах гумусового слоя исследуемых толщ, скорость впитывания (логарифмированные данные) коррелирует с содержанием органического вещества в почве, показывая умерено сильную связь (г = 0,61), с влажностью почвы (г = 0,66) и ее плотностью сложения (г = 0,76). Отмечается зависимость показателя от глубины.

Все заявленные зависимости подтверждаются в работе уравнениями регрессии, которые несут количественное выражение данных связей и отражают их характер. Также они могут использоваться в ориентировочных расчетах средних величин скорости впитывания как для индивидуальных горизонтов, так и в целом для гумусового слоя подтипа чернозема глинисто-иллювиального типичного.

Потенциальные возможности исследуемых почв в водообеспечении культурных растений. Доступность почвенной влаги для растений в поддержании их оптимальной жизнедеятельности является в значительной степени определяющим фактором плодородия любой почвы. Согласно проведенным исследованиям, каждая толща в пределах изучаемого склона, характеризуется своим набор показателей (свойств), который обеспечивает ей

тот или иной потенциал возможности накопления почвенной влаги. Для всех толщ отмечается перераспределение влаги между почвенными горизонтами согласно содержанию в них тонкой механической компоненты и органического вещества.

Запасы влаги четко коррелируют с местоположением горизонта на склоне, где эрозионной толще в средней части склона свойственны наименьшие запасы, аккумулятивной толще внизу склона - наибольшие (в первую очередь высокопродуктивной). Отмеченный высокий показатель запаса влаги для переходного горизонта В1, несмотря на низкое содержание в нем органического вещества, высокую плотность его сложения и меньшую пористость, обусловливается присутствием следующего за ним более плотного и менее оструктуренного горизонта ВМ, выступающего в роли водоупора. Данное явление предопределяет его роль в распределении почвенной влаги внутри профилей.

Количество недоступной и малопродуктивной влаги наиболее сильно связано с содержанием органического вещества и фракции глины, а высокопродуктивной влаги и в целом общий запас влаги, помимо уже перечисленных показателей, связан также с плотностью сложения почвы, ее пористостью и влажностью. Данное положение в работе подтверждается уравнениями регрессии с а = 0,05.

9. Роль сельскохозяйственных машин и механизмов в деградациониых процессах структурно-агрегатного состояния черноземов

В главе излагаются результаты изучения трансформации водно-физических свойств исследуемых представителей чернозема глинисто-иллювиального типичного под воздействием проходов сельскохозяйственной техники различных типов (Копосов, Печенкина, 2006, 2007).

Согласно выше изложенному, в результате двойного прохода ненагруженных движителей по одному следу по почве как с исходной полевой влажностью, так и с влажностью НВ-ПВ наблюдается существенная негативная трансформация основных водно-физических свойств исследованных черноземов. Уплотнение почвы, выражающееся через повышение величин ее плотности сложения и твердости, при одновременном понижение величин скорости впитывания влаги, изначально обусловливается разрушением структурно-агрегатного состава почвы и, в первую очередь, ее макроагрегатов. Потеря физической защиты органическим материалом делает последний доступным процессам его минерализации и дегумификации. Потерянное органическое вещество обуславливает снижение возможности обновления структурно-агрегатного состава и увеличивает податливость почвы эрозионным процессам, что, в свою очередь, изменяет водно-гидрологические константы и, в конечном счете, приводит к существенному сдвигу в водно-воздушном режиме пахотных горизонтов, провоцирующему почвенные засухи.

10. Роль органического вещества в формировании устойчивости черноземов к антропогенным дестабилизирующим воздействиям

Основной задачей почвенного органического вещества является поддержание устойчивости функционирования естественных и аграрных экосистем через осуществление множества связей и выполнение разнообразных функций. Прямым следствием экологической роли почвенного органического вещества является участие в формировании растительной и животной биомассы. Косвенно, но на базе тесных и устойчивых связей, экологическая роль органического вещества проявляется через влияние на другие показатели почвенного плодородия (физические, физико-химические, водно-физические и т.д.). Характер, направленность и оценка этого влияния на некоторые показатели количественно представляются в диссертационной работе. Однако всегда уточнялось, что это влияние часто носит опосредованный характер. Таким образом, абиотическая составляющая почвы описывает нишу биотической составляющей, что может быть также подтверждено и количественно выражено с помощью следующих регрессионных уравнений.

Для гумусового слоя исследуемых черноземов, незатронутого человеческой деятельностью:

С,0с, = 0.01 Ф„,„м + 0,7 Л02}_1П + 152,9 У+ 297,9 Л = 90,1±5,8 а = 0,01 (3)

Для пахотного слоя агрочерноземов:

= 1,0 Фатш + о, 1 Ат - 7,6 26,0 Я = 98,4± 1,2 « = 0,05 (4)

где С/оси, Фхииа- ¿о.:з-1о см- уравнение (1). (2); V - плотность сложения почвы, г/см1; Л - доля изменчивости показателя запаса органического вещества в почве, обусловленная содержанием в ней фракции глины, агрономически ценных агрегатов и ее плотности сложения. %.

Согласно исследованиям, черноземы глинисто-иллювиальные типичные обладают потенциальными возможностями накопления органического вещества и любое направление практического использования почв, которое увеличивает органический вход, будет иметь тенденцию увеличивать уже достигнутый уровень к потенциальному уровню запаса. Немаловажным условием является сохранение экологически соответствующего для данной территории отношения С/Ы для поддержания биологической деятельности основных микроорганизмов-минерализаторов органического вещества. Следующий обязательный компонент сохранения органического вещества это режимы почвы, обеспечивающиеся ее физическими и водно-физическими свойствами, которые определяются климатом и только лишь в определенных пределах могут регулироваться человеком. Роль климата проявляется непосредственно и косвенно. Прямо - через температурный и влажностный режимы, косвенно - через деятельность растительности и почвенной фауны. С ним связана продолжительность периода биологической активности почвы, который прямо учитывает время, в течение которого гумифицируются растительный остатки, а в скрытой форме отражает количество поступающих в почву растительных остатков и уровень интенсивности биохимических процессов. Под влиянием сельскохозяйственных нагрузок лимитирующими

факторами для периода биологической активности почвы становятся ее физические свойства и проективное покрытие агроценозов, которые непосредственно влияют на плодородие почвы, в первую очередь на динамику ее органического вещества.

Изучение почвенного органического вещества исследуемых черноземов обрисовывает несколько узловых факторов, которые устанавливают фактический уровень его содержания, т.е., по существу, сдерживают проявление потенциальных возможностей почвы. Главный фактор - это потеря почвенного материала с твердым стоком в результате эрозионного процесса, который приводит к утрате тонких частиц, а вместе с ними и органического вещества из их оригинальных местоположений. Следующий фактор - это повышенные скорости минерализации органического вещества (из-за малой химической и физической защиты), что особенно проявляется на пашне и что еще больше проявиться после удаления растительного покрытия. В-третьих, удаление части органических остатков резко уменьшает общий углеродистый вклад. В-четвертых, это нарушение почвенных биотических процессов, ответственных за разложение поступающего органического материала и за качество образующегося органического вещества, способного к полноценному образованию устойчивых органо-минеральных комплексов. В-пятых, вспашка и другое глубокое культивирование, повышая рыхлость слоя, увеличивает его аэрацию, что усиливает процесс минерализации. В-шестых, определенное как врожденный признак, выщелачивание гонит органическое вещество вглубь толщи, обедняя ее верхние слои.

К сожалению, все современные агрочерноземы подвержены мощному негативному антропогенному прессингу, уменьшение степени которого в обозримом будущем не прогнозируется. В сложившейся ситуации чрезвычайно важным, в первую очередь, является правильная организация действенной системы мониторинга состояния всех черноземов Республики Татарстан, их изменений и определения направлений этих изменений. Также необходим практический подход к решению назревшей проблемы - использование агрочерноземов согласно новым идеологиям, обеспечивающим не только искоренение причин активации эрозионных процессов и поддержание существующего уровня плодородия, но и его повышение. В первую очередь необходимо решить проблему структурно-агрегатного состояния почвы, улучшение которого напрямую связано с повышением содержания органического вещества в почве и сокращением или полным отказом от основной вспашки, которая, разрушая агрегаты, увеличивает потери почвенного органического материала.

Помимо важного сельскохозяйственного значения, черноземы играют важную роль в глобальном углеродистом цикле, где их вклад в глобальный углеродистый запас не складывается только из содержания органического углерода в гумусовом слое. Согласно Глазовской М.А. (1996), исследуемые черноземы глинисто-иллювиальные типичные характеризуются запасом органического углерода в толще 0-0,5 м - 198,5 т/га (50% всего почвенного

органического углерода в толше), 0-1,0 .и - 317,6 т/га (80%), 0-2,0 м -357,3 т/га (90%) и глубже 2м-39,7 т/га (10%).

Выводы

1. Установлена негативная трансформация гумусного и физического состояний черноземов, находящихся в интенсивном сельскохозяйственном использовании, при этом трансформация структурно-агрегатного состояния агрочерноземов является первопричиной активизации процессов эрозионного их разрушения.

2. Исследованные черноземы и агрочерноземы принадлежат к виду среднемощных (AU+BI составляет около 60 см), к тучным и сильно гумусированным средне- и сильно выщелоченным. Выщелоченность и гумусированность агрочерноземов тесно сопряжена с их положением в профиле склона, определяющим потенциальные возможности развития эрозиЗ. По абсолютным запасам гумусового вещества среди агрочерноземов только чернозем, приуроченный к приводораздельной части склона, характеризуется максимальными величинами, приближающимися к таковым в естественном черноземе. Снижение абсолютных запасов в черноземах, приуроченных к склону, объясняется изменением условий течения процессов гумификации и минерализации, эрозионным преобразованием склона.

3. По результатам гранулометрического анализа поле обработки почвенного материала пергидролем вне зависимости от приуроченности толщи к профилю склона доминирующая доля принадлежит глине. Фракционирование методом H.A. Качинского и А. Аттерберга с подготовительным этапом отделением свободного и непрочно связанного органического вещества по плотности и ультразвуком свидетельствует о доминировании пыли крупной и средней. Относительное повышение содержания песка в толщах в средней и нижней частях склона обусловлено естественной слоистостью, потерей тонкой фракции из-за процессов склоновой эрозии и в результате внутри профильного перемещения тонкого материала. Наибольшее содержание свободной и непрочно связанной фракции органического вещества наблюдается в естественной толще и толще на приводоразделе, наименьшее - внизу склона.

4. Локализация органического вещества в минеральной основе исследовавшихся черноземов непосредственно связана с размерным составом слагающих ее элементных частиц. Однако способность размерных фракций одноименных элементарных почвенных частиц в одноименных почвенных горизонтах характеризуется существенными различиями, что свидетельствует о качественных и темповых различиях в процессах формирования органо-минеральных комплексов. Более минерализованное органическое вещество связано с песчаными, крупно- и среднепылеватыми элементными частицами. Из полного органического вещества, сохраненного в слое 0-10 см пахотного горизонта агрочерноземов, непрочно связанные фракции органического материала вносят приблизительно от 78 до 85% органического азота и от 85 до

87% органического углерода, тогда как минеральная фракция только 19-21% азота и 13-16% углерода.

5. Структурное состояние исследуемых почв определяется установленными различиями гранулометрического состава. Максимальное количество агрономически ценных структурных отдельностей характеризует приводораздельную, отдельностей <0,25 мм и >10 см - склоновые толщи, что предопределяет причины их общей низкой водопрочности. Общее содержание водопрочных агрегатов >0,25 мм в верхней толще естественно развивающегося чернозема превышает таковое по отношению к пахотным в 1,8-2,9 раза.

Органические и органо-минеральные почвенные фракции в структурных отдельностях <2 мм в большинстве случаев более обогащены органическим углеродом и азотом. Также, для верхней 20-ти сантиметровой толщи всех исследуемых почв отмечается очень высокая корреляция между содержанием агрономически ценных агрегатов, агрегатной стабильностью почвы и ее органическим материалом. Выявленные зависимости подтверждаются построенными уравнениями регрессии с достоверностью 95-99%.

6. Существенные различия в величинах плотности гумусового горизонта исследуемых агрочерноземов отмечаются только в его распаханной толще, нижняя граница которой характеризуется наличием «подплужной подошвы». Величины порозности и твердости характеризуются как неудовлетворительные.

7. Абсолютные значения количественных показателей гидрологических параметров существенно различны по толщам. Наибольшие значения характерны верхней толще естественно развивающегося представителя. Среди агрочерноземов наилучшие характеристики свойственны приводораздельному представителю, существенно худшие - представителям, приуроченным к склону. Примерно от 85 до 94% порового пространства способно успешно удерживать влагу, блокируя действие гравитации. Однако в подпахотной толще этот диапазон сужается до 79-90%, что обусловлено изменением здесь агрегатного состава вследствие формирования подплужного уплотнения. Величины скорости впитывания показывают значительное пространственное варьирование. Вычисленные зависимости запасов влаги и скорости впитывания влаги в почву от содержания в последней органического вещества, фракции глины и содержания агрономически ценных агрегатов выражены уравнениями регрессии с уровнем значимости 0,01-0,05. Эти уравнения могут использоваться в ориентировочных расчетах средних величин соответствующих показателей как в индивидуальных горизонтах, так и в целом для гумусового слоя чернозема глинисто-иллювиального типичного среднесуглинистого.

Список основных работ, опубликованных но теме диссертации

1. Печенкина Н.В., Закиров А.Г., Колосов Г.Ф. Анализ распределения величин скорости впитывания влаги в почвы тяжелого гранулометрического состава // Почвоведение. 2008. №6. С. 710-716;

2. Печенкина H.B. Современное состояние плодородия черноземов выщелоченных Республики Татарстан // Приложение к журналу «Плодородие». 2007. №2. (35). С. 16-18;

3. Колосов Г.Ф., Печенкина Н.В., Мифтахов Р.В. Уплотнение почв как проблема интенсификации земледелия России // Земледелие. 2007. №5. С. 1618;

4. Колосов Г.Ф., Печенкина Н.В., Балахчев Г.Н. Трансформация некоторых физических свойств черноземов под влиянием аграрной культуры // Ученые записки Казан, ун-та. Сер. Естественные науки. 2006. Т. 148, кн. 3. С. 99-109;

5. Колосов Г.Ф., Печенкина Н.В., Мифтахов Р.В. Повышение эффективности использования энергонасыщенных тракторов // НИВА Татарстана. 2008. №4. С. 14-18;

6. Печенкина Н.В. О скорости впитывания и глубине почвенного горизонта // Почвы и техногенез // Тезисы докладов Юбилейной Всероссийской конференции X Докучаевские молодежные чтения. - Санкт-Петербург, 2007 -198 с.;

7. Печенкина Н.В. Изменение основных водно-физических характеристик чернозема Республики Татарстан под влиянием антропогенного воздействия // Материалы международной научной конференции «Пространственно-временная организация почвенного покрова: теоретические и практические аспекты». - Санкт-Петербург, 2007. С. 486-488;

8. Печенкина Н.В. Рельеф, эрозия и плодородие почв // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения: Материалы международной научно-практической конференции. Вып. IX. Йошкар-Ола: Map. гос. ун-т, 2007. Кн. 1. 456с. С. 271-274;

9. Колосов Г.Ф., Печенкина Н.В., Сахабиев И.А. Изменение физического состояния черноземов после воздействия ходовой системы тракторов // Агроэкологическая безопасность в условиях техногенеза // Сборник научных докладов международного симпозиума «Агроэкологическая безопасность в условиях техногенеза»: часть II. - Казань: Меддок, 2007. - 548 с. С. 224-228;

10. Фазылов Р.Ф., Печенкина Н.В. Гранулометрический состав чернозема выщелоченного // Итоговая научно-образовательная конференция студентов Казанского государственного университета 2007 года. Казань, 2007. - 124с. С. 14;

11. Печенкина Н.В., Колосов Г.Ф. Водные свойства чернозема выщелоченного Республики Татарстан // Почва как связующее звено функционирования природных и антропогенно-преобразованных экосистем. Иркутск. 2006. - 573с. С. 263-270;

12. Колосов Г.Ф., Печенкина Н.В. О представлении результатов определения водопроницаемости тяжелых почв // Материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 100-летию кафедры почвоведения имени Л.Н. Александровой - Санкт-Петербург: Санкт-ПетергГАУ, 2006. - 114с. С. 79;

13. Колосов Г.Ф., Печенкина Н.В., Балахчев Г.Н. Трансформация физического состояния черноземов под воздействием ходовой системы тракторов // Современные проблемы почвоведения и экологии: Сб. статей. 2 Ч. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2006. - 316с. С. 292-297;

14. Колосов Г.Ф., Печенкина Н.В. Применение методов статистического анализа при интерпретации результатов исследования водно-физических свойств почв // Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных мелиоративных технологий: Сб. науч. тр. Вып. 2 / Под общ. ред. Ю.А. Можайского. - Рязань: Мещерский филиал ГНУ ВНИИГиМ, 2006. - 580 с. С. 111-116.

Отпечатано в ООО «Печатный двор», г. Казань, ул. Журналистов, 1/16, оф.207

Тел: 272-74-59, 541-76-41, 541-76-51. Лицензия ПДМ7-0215 от 0J.1J.2001 г. Видана Поволжским межрегиональным территориальным управлением МПТР РФ. Подписано в печать 19.03.2009г. Усл. п.л 1,6 Заказ М К-6656. Тирам: 100 экз. Формат 60x841/16. Бумага офсетная. Печать - ризография.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Печёнкина, Наталья Валериевна

Введение.

1. Обзор литературы.

1.1. Почвенное органическое вещество. Современное представление.

1.2. Почва как элемент глобального круговорота углерода в биосфере.

1.3. Факторы и процессы, управляющие распределением почвенного органического вещества.

1.4. Стабилизация органического материала в почвах умеренных широт: механизмы и их приемлемость в различных почвенных условиях.

1.4.1. Пределы насыщения почв органическим веществом.

1.4.2. Защищенное почвенное органическое вещество: механизмы стабилизации, особенности и динамика.

1.4.3. Химическая стабилизация почвенного органического вещества.

1.4.4. Физическая стабилизация: защищенное микроагрегатами почвенное органическое вещество.

1.4.4.1. Общее понятие агрегата.

1.4.4.2. Теория агрегатной иерархии почвообразующего материала.

1.4.4.3. Почвенное органическое вещество, защищенное микроагрегатами.

1.4.5. Почвенное органическое вещество, защищенное биохимической стабилизацией.

1.4.6. Взаимодействие механизмов стабилизации.

1.5. Незащищенное почвенное органическое вещество: особенности и динамика.

1.5.1. Содержание и состав незащищенного органического вещества.

1.5.2. Сезонные изменения, пространственное и профильное варьирование углерода макрочастиц органического вещества и легких фракций почв.

1.5.3. Влияние биоклиматических условий и свойств почв на уровень накопления в почвах макрочастиц органического вещества и легких фракций.

1.5.4. Незащищенное почвенное органическое вещество как источник питания организмов.

1.6. Почвенное органическое вещество гранулометрических фракций.

1.7. Взаимосвязь между органическим веществом почв и их физическими свойствами.

1.7.1. Понятие физической деградации почв.

1.7.2. Структурное состояние почвы и почвенное органическое вещество.

1.7.3. Почвенное органическое вещество и водопрочность агрегатов.

1.7.4. Плотность сложения почвы и почвенное органическое вещество.

1.7.5. Твердость почвы или сопротивление пенетрации.

1.7.6. Общая пористость или скважность почвы.

1.7.7. Гидрологические свойства почвы.

1.7.8. Оптимизация содержания органического вещества в почве.

1.7.9. Особенности динамики почвенного органического вещества в пахотных почвах.

2. Методология и методика исследования.

2.1. Методологический подход.

2.2. Методика исследования.

2.2.1. Методика фракционирования почвы.

2.2.1.1. Принципы определения ГМС почвы.

2.2.1.2.-Физическое фракционирование почвенного образца.

2.2.1.3. Удаление органического вещества из навески почвы окислением пергидролем.

2.2.2. Определение содержания углерода и азота.

2.2.3. Определение деформирования уплотняющейся почвы при нагрузке

2.3. Статистическая обработка результатов.

3. Объекты исследования.

3.1 .Общегеографическое положение.

3.2. Природные условия.

3.2.1. Климат.

3.2.2. Геологическое строение.

3.2.3. Строение поверхности.

3.3. Растительность.

3.4. Почвы.

3.5. Характеристика объектов исследования.

4. Почвенное органическое вещество и его роль в формировании структурной организации черноземов.

4.1. Морфологические особенности исследуемых черноземов.

4.2. Содержание и распределение гумуса, органического углерода и азота между почвенными горизонтами.

4.2.1. Содержание и распределение гумуса.

4.2.2. Содержание и распределение органического углерода и азота.

4.3. Запасы органического вещества в почве, выраженные через запас гумуса, органического углерода и азота.

4.3.1.Общий запас гумуса.

4.3.2. Общий запас органического углерода и азота.

4.3.3. Обсуждение содержания и распределения запасов почвенного органического вещества.

5. Распределение и запас органического вещества в структурных конструкциях почвообразующего материала.

5.1. Гранулометрический состав почвы.

5.1.1. Результаты определения гранулометрического состава почвы.

5.1.1.1. Методом Н.А. Качинского.

5.1.1.2. Методом А. Аттерберга.

5.1.1.2.1. Физическое фракционирование почвенного образца: предварительное разделение почвенного материала по плотности и с помощью ультразвука.

5.1.1.2.2. Определение гранулометрического состава почвы после обработки ее пергидролем.

5.1.2. Сравнительная характеристика результатов определения гранулометрического состава почвы.

5.1.3. Обсуждение результатов определения гранулометрического состава почвы.

5.2. Содержание и распределение органического углерода и азота между почвенными фракциями.

5.2.1. Органический углерод и азот в свободном и непрочно связанном органическом веществе почвы.

5.2.2. Органический углерод и азот в органо-минеральной фракции.

5.2.3. Обсуждение результатов распределения почвенного органического вещества по структурным конструкциям почвообразующего материала.

5.3. Запас органического углерода и азота в структурных конструкциях почвообразующего материала.

6. Взаимозависимость органического вещества и структурно-агрегатного состояния почв.

6.1. Структурное состояние почв.

6.2. Агрегатное состояние почв.

6.3. Взаимозависимость структурно-агрегатного состояния почв и органического вещества.

6.3.1. Структурный состав почвы и органическое вещество.

6.3.2. Агрегатное состояние почвы и органическое вещество.

7. Взаимосвязь между физическими свойствами почвы и ее органическим веществом.

7.1. Плотность сложения почвы.

7.2. Твердость, пористость и плотность твердой фазы почвы.

7.2.1. Твердость почвы.

7.2.2 Общая пористость почвы и плотность ее твердой фазы.

8. Связи между гидрологическими константами, физическими свойствами почвы и ее органическим веществом.

8.1. Гидрологические параметры и их взаимосвязь с физическими свойствами.

8.2. Впитываемость почв как показатель их противоэрозионной устойчивости.

8.3. Потенциальные возможности исследуемых почв в водообеспечении культурных растений.

9. Роль сельскохозяйственных машин и механизмов в деградационных процессах структурно-агрегатного состояния черноземов.

10. Роль органического вещества в формировании устойчивости черноземов к антропогенным дестабилизирующим воздействиям.

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Отражение антропогенной аридизации Волжско-Камской лесостепи в гумусном состоянии и водно-физических свойствах черноземов"

Актуальность темы.

Почва представляет собой незаменимое звено общего механизма функционирования биосферы и если этот компонент на большом пространстве нарушается или утрачивается, сложившийся гомеостаз биосферы необратимо изменяется (Добровольский, Никитин, 1990; Ковда 1989; «Структурно-функциональная роль.», 1999). Последний этап развития цивилизации — этап ускоренного научно-технического прогресса ознаменовался неудержимым ростом численности населения Земли, связанным с успехами борьбы с инфекционными болезнями и появлением возможностей в обеспечении растущего населения необходимым объемом продуктов питания. К настоящему времени все пригодные для полей поверхности Земли уже давно распаханы и в последние десятилетия расширенное производство продовольственных товаров осуществляется за счет интенсификации использования ранее распаханных площадей.

Территория Республика Татарстан является наглядным отражением этого глобального процесса. За последние 100-150 лет лесистость ее снизилась с 42% до 17%. Леса целенаправленно уничтожались для расширения полей. Снижение лесистости в два и более раза изменило условия инсоляции и взаимодействия воздушных масс с поверхностью почв, что повлекло за собой формирование нового их температурного и влажностного режимов, создавших предрасположенность к увеличению непроизводительных потерь выпадающей атмосферной влаги. Систематическая обработка почв с оборотом пласта, появление в массовых масштабах в составе ландшафтной структуры агроценозов, уступающих естественным ценозам в способности защищать поверхность почв от физического воздействия агентов атмосферы, создали благоприятные предпосылки для усиления поверхностного стока и активизации эрозионного процесса.

Стартовыми причинами процесса наведенного эрозионного разрушения почв в изменившихся условиях взаимодействия почв лесостепи с приземным слоем тропосферы являлись: а) полное разрушение естественных ценозов луговой степи, частичная вырубка лесов, раскорчевка и последующая распашка исходно лесных местообитаний; б) трансформация свойств почв под действием аграрных технологий, основывающихся в последние десятилетия на вспашке с оборотом пласта и применением мощных тяговых и прицепных машин, оказывающих недопустимо высокое удельное давление на их поверхность.

Усеченный круговорот органического вещества и искусственная активизация процессов естественного разрушения растительных остатков, свойственные аграрным моноценозам, изменили режим аккумуляции углерода почвами в направлении уменьшения общего ее объема и структуры. Нарушение сложившихся природных форм связей почвенного органического вещества с минеральной основой почв и сильные механические воздействия со стороны сельскохозяйственных машин и механизмов блокируют процесс самовосстановления структурно- агрегатного состояния. Повышение уровня распыленности структуры и тесно сопряженное с ней снижение впитываемости и водопроницаемости почвенных толщ создают благоприятные предпосылки для поверхностного стока, что в виде обратной связи дополнительно отягощает антропогенно наведенный процесс непроизводительного расходования выпадающих атмосферных осадков.

Стимулируемая аграрной деятельностью аридизация (иссушение) территории лесостепной зоны, где сельскохозяйственная освоенность почвенного покрова достигает 100%, приводит к негативному изменению режима рек, высыханию озер, изменению состава и общему обеднению видового разнообразия аридизированной деятельностью человека лесостепи.

Земли сельскохозяйственного назначения Республики Татарстан представлены более чем на 80% черноземами и серыми лесными почвами, участвующими в формировании пахотного земельного фонда практически в равной доле. В прошлом площади, занятые первым типом, представляли собой луговые степи, вторым - дубравами и другими типами лиственных лесов. Таким образом, изучение гумусного и общефизического состояния данных почв, их непрерывных изменений под естественным и антропогенным влиянием и определение тенденций этих изменений представляет собой актуальную экологическую проблему.

Цель работы.

Выявление путем сопряженного сопоставления парного объекта направлений трансформации гумусного состояния и водно-физических свойств черноземов в процессе длительного их использования в составе пахотного угодья.

Задачи исследований.

1. Провести анализ морфологических особенностей профилей черноземов, приуроченных к различным позициям элементарного геоморфологического склона водораздельной поверхности, и находящихся в естественных условиях и в длительном сельскохозяйственном пользовании.

3. Выявить изменения физического и водно-физического состояния исследуемого подтипа чернозема, связанные с различными условиями его формирования.

Научная новизна. Сравнением установлено, что широко применяющийся в отечественной почвенно-лабораторной практике метод Н.А. Качинского с пирофосфатной подготовкой образцов к седиментации в сравнении с методом А. Аттерберга занижает относительное содержание наиболее высокодисперсных фракций за счет соответствующего увеличения крупнопылеватых и песчаных частиц в результате чего в классификационная разновидность может достигать двух градаций.

Защищаемые положения.

1. Непосредственными причинами деградации физического состояния черноземов лесостепи при вовлечении их в сельскохозяйственное производство являются негативная трансформация структурно-агрегатного состава, сопровождающаяся уменьшением общего количества аккумулируемого органического вещества и изменением его локализации в составе структурных отдельностей, перестраивающихся в условиях систематического аграрного прессинга.

2. Деградация структурно-агрегатного состава, суть которой состоит в полной потере устойчивости к действию воды всеми агрегатами >2 мм, сопровождается существенным ослаблением механизма стабилизации почвенного органического вещества, который в виде обратной связи подстегивает дальнейшее негативное преобразование исходного физического состояния черноземов.

3. Совместное негативное изменение почвенного органического вещества как биотической составляющей и структурно-агрегатного состава как модулированной им абиотической составляющей черноземов, предопределяют снижение противоэрозионной их стойкости и, в целом, устойчивости аграрных экосистем, базирующихся на них.

Материалы данной работы могут быть использованы для разработки теории, методологии и технологии управления воспроизводством плодородия почв; для расчетов экологически безопасного уровня антропогенного воздействия; использоваться при организации и проведении экологического мониторинга естественных и активно эксплуатируемых человеком экосистем базирующихся на черноземах, как информационной основы рационального землепользования и охраны почв от деградации.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 научных работ, из них 3 статьи в реферируемых журналах.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Печёнкина, Наталья Валериевна

Выводы

3. По результатам гранулометрического анализа поле обработки почвенного материала пергидролем вне зависимости от приуроченности толщи к профилю склона доминирующая доля принадлежит глине. Фракционирование методом Н.А. Качинского и А. Аттерберга с подготовительным этапом отделением свободного и непрочно связанного органического вещества по плотности и ультразвуком свидетельствует о доминировании пыли крупной и средней. Относительное повышение содержания песка в толщах в средней и нижней частях склона обусловлено естественной слоистостью, потерей тонкой фракции из-за процессов склоновой эрозии и в результате внутри профильного перемещения тонкого материала. Наибольшее содержание свободной и непрочно связанной фракции органического вещества наблюдается в естественной толще и толще на приводоразделе, наименьшее - внизу склона.

4. Локализация органического вещества в минеральной основе исследовавшихся черноземов непосредственно связана с размерным составом слагающих ее элементныхчастиц. Однако способность размерных фракций одноименных элементарных почвенных частиц в одноименных почвенных горизонтах характеризуется существенными различиями, что свидетельствует о качественных и темповых различиях в процессах формирования органо-минеральных комплексов. Более минерализованное органическое вещество связано с песчаными, крупно- и среднепылеватыми элементными частицами. Из полного органического вещества, сохраненного в слое 0-10 см пахотного горизонта агрочерноземов, непрочно связанные фракции органического материала вносят приблизительно от 78 до 85% органического азота и от 85 до 87% органического углерода, тогда как минеральная фракция только 19-21% азота и 13-16% углерода.

5. Структурное состояние исследуемых почв определяется установленными различиями гранулометрического состава. Максимальное количество агрономически ценных структурных отдельностей характеризует приводораздельную, отдельностей <0,25 мм и >10 см — склоновые толщи, что предопределяет причины их общей низкой водопрочности. Общее содержание водопрочных агрегатов >0,25 мм в верхней толще естественно развивающегося чернозема превышает таковое по отношению к пахотным в 1,8-2,9 раза.

6. Существенные различия в величинах плотности гумусового горизонта исследуемых агрочерноземов отмечаются только в его распаханной толще, нижняя граница которой характеризуется наличием подплужной подошвы». Величины порозности и твердости характеризуются как неудовлетворительные.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Печёнкина, Наталья Валериевна, Казань

1. Агрофизические методы исследования почв. М.: Наука, 1996. 259 с.

2. Александрова JT.H. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации / Ленинград: Наука, 1980.-284 с.

3. Алов А.С. Структура почвы как фактор плодородия. — М.: Изд-во МСХ РСФСР, 1960, 128 с.

4. Антипов-Каратаев И.Н., Келлерман В.В., Хан Д.В. О почвенном агрегате и методах его исследования. М.-Л.: Изд-во АН СССР. 1948.

5. Ахтырцев Б.П., Лепилин И.А. Водно-физические свойства черноземов Среднерусской возвышенности в условиях интенсивного использования // Почвоведение. 2001. №4. С. 444-454.

6. Ахтырцев Б.П., Лепилин И.А. Водные свойства черноземов обыкновенных Южнорусской степи при разных видах использования // Почвоведение. 1991. №3. С. 66-79.

7. Балахчев Г.Н., Гиниятуллин К.Г. Практикум по физике почв. Часть 1.- Казань: Казанский государственный университет, 2004. 86 с.

8. Балахчев Г.Н., Гиниятуллин К.Г. Практикум по физике почв. Часть 2.- Казань: Казанский государственный университет, 2004а. 64 с.

9. Бахтин П.У. Исследования физико-механических свойств основных типов почв СССР. М.: Колос. 1969. 271 с.

10. Безуглова О.С., Мануйлова Т.А. Особенности качественного состава гумуса предкавказских карбонатных и обыкновенных черноземов. Деп. ВИНИТИ. № 3412. 1983. 13 с.

11. Безуглова О.С., Юдина Н.В. Взаимосвязь физичеких свойств и гумусированности в черноземах юга европейской России // Почвоведение. 2006. №2. С. 211-219.

12. Березин П.Н., Гудима И.И. Физическая деградация почвы: параметры состояния//Почвоведение. 1994. № И. С. 67-70.

13. Бондарев А.Г, Бахтин П.У., Воронин А.Д. Физические и физико-технологические основы плодородия почв // 100 лет генетического почвоведения. М.: Наука, 1986. С. 178-184.

14. Бондарев А.Г. Проблема регулирования физических свойств почв в интенсивном земледелии // Почвоведение. 1988. №9. С. 64-70.

15. Бондарев А.Г. Теоретические основы и практика оптимизации физических условий плодородия почв //Почвоведение. 1994. №11. С.10-15.

16. Бондарев А.Г., Кузнецова И.В Физические основы повышения уровня плодородия почв // Тр. Почв, ин-та им. В.В. Докучаева. М., 1988.

17. Булыгин С.Ю., Лисецкий Ф.Н. Формирование агрегатного состава почв и оценка его изменения //Почвоведение. 1996. № 6. С. 783-788.

18. Вадюнина А.Ф. Корчагина З.А. Методы определения физических свойств почв и грунтов (в поле и лаборатории). М.: Высшая школа, 1961. 345 с.

19. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. М.: Агропромиздат. 1986. 415 с.

20. Ванюшина А.Я. Некоторые географические закономерности изменения состава и свойств органического вещества слитых почв иособенности реакций обмена в них Ca-Na. Автореф. дисс. канд. биол. н., М., 2001.

21. Ванюшина А.Я., Травникова Л.С. Органо-минеральные взаимодействия в почвах (обзор литературы) // Почвоведение. 2003. №4. С. 418-428.

22. Введение в почвоведение Учебно-методическое пособие , Казань, 1998. 74с.

23. Вершинин П.В. и др. Основы агрофизики почв / Под. ред. А.Ф. Иоффе, И. Б. Ревута. М.: Физматгиз, 1959. 904 с.

24. Винокуров М.А. Черноземы Татарии / М.А. Винокуров, А.В. Колоскова. Казань: Изд-во КГУ, 1976. - 197 с.

25. Воронин А.Д. Основы физики почв: Учеб. Пособие. М.: Изд-во Моск. ун-та 1986 - с. 244, ил.

26. Ганжара Н.Ф., Борисов Б.А., Флоринский М.А. Легкоразлагаемые органичские вещества почв // Химизация сельского хозяйства. 1990. № 1. С. 53-55.

27. Герасимов И.П. Современый докучаевский подход к классификации почв и его применение на почвенных картех СССР и мира // Почвоведение. 1964. № 6. С. 1-14.

28. Данилова В.И. Изменение структурного состояния почв при уплотнении и саморазуплотнении //Почвоведение, 1996. №10. С. 1203-1212.

29. Дегтярев В.В. К вопросу об адгезионном и когезионном поглощении гумуса минеральной частью почвы // Сб.науч.тр. Харьков. СХИ. 1984. С. 8990.

30. Дмитриев Е.А„ Макаров И.Б. О понятии «Равновесная плотность» // Почвоведение. 1993. № 8. С. 94-98.

31. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. М.: Московский университет, 1995. 293 с.

32. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах. М.: Наука, 1990. 261 с.

33. Долгов С.И. Исследование подвижности почвенной влаги и ее доступности для растений. М., 1948.

34. Жумабеков Э.Ж. Физико-механические свойства почв Киргизии // Почвоведение, 2005. №7. С. 851-858.

35. Захаров С.А. Почвы Предкавказья // Почвы СССР. 1939. Т. 3. С. 297355.

36. Иванов Н.Н. Бойко В.П., Витер А.Ф. Обработки почвы и применение удобрений. М.: Россельхоздат. 1971. 126 с.

37. Ивлев A.M. Биогеохимия (учебник). М. Высшая школа, 1986. 127с.

38. Качинский Н.А. Опыт агромелиоративной характеристики почв, часть 1, М., 1934.

39. Качинский Н.А. Физика почв. М., 1970, 305 с.

40. Кирюхина З.П., Пацукевич З.В. Эрозионная деградация почвенного покрова России // Почвоведение. 2004. № 6. С. 752-758.

41. Кирюшин В.И., Ганжара Н.Ф., Кауричев И.С., Орлов Д.С., Типлянова А.А., Фокин А.Д. Концепция оптимизации режима органического вещества почв в агроландшафтах. М.: Изд-во МСХА, 1993. 98 с.

42. Классификация и диагностика почв России / Авторы и составители: JI.JI. Шишов, В.Д. Тонконогов, И.И. Лебедева, М.Т. Герасимова. Смоленск: Ойкумена, 2004. - 342 с.

43. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. - 223 с.

44. Ковда В.А. Проблемы защиты почвенного покрова и биосферы планеты. Пущино: АН СССР, 1989. 155 с.

45. Кононова М.М. Органическое вещество почвы. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 314 с.

46. Копейкин Ю.В. Запасы и состав гумуса в черноземах Алхан-Чурской долины //Почвоведение. 1963. № 7. С. 99-105.

47. Колосов Г.Ф., Печенкина Н.В., Балахчев Г.Н. Трансформация некоторых физических свойств черноземов под влиянием аграрной культуры // Ученые записки Казан, ун-та. Сер. Естественные науки. 2006. Т. 148, кн. 3. С. 99-109.

48. Колосов Г.Ф., Печенкина Н.В., Мифтахов Р.В. Уплотнение почв как проблема интенсификации земледелия России // Земледелие. 2007. №5. С. 1618.

49. Коржинский С.И. Северная граница черноземной области восточной полосы Европейской России. Тр. Об-ва естествоиспытателей при Казанском Императорском университете, Т. XVII, В. 6, 1891.

50. Королев В.А. Современное физическое состояние черноземов центра русской равнины. Автореф. дисс. . док. биол. н., Воронеж, 2005.

51. Коссович П.С. Водные свойства почвы. Ж-л. Оп. Агрономии, т. V, 1904.

52. Крупеников И.А. Черноземы Молдавии. Кишинев, 1967. 427 с.

53. Кузнецова И.В О некоторых критериях оценки физических свойств почв //Почвоведение. 1979. №3. С. 81-83.

54. Лакин Г.Ф. Биометрия М.: Высшая школа, 1990. - 352 с.

55. Лейн З.Я. К вопросу о формах связи гумуса с минеральной частью почв // Почвоведение. 1940. № 10. С. 41-57.

56. Макарец И.К. Степень крошения почвы при обработке // Земледелие. 1982. №5. С. 23-24

57. Математическая статистика в экспериментальной и клинической фармакологии / Р.Х. Хафизьянова, И.М. Бурыкин, Г.Н. Алеева. Казань: Медицина, 2006. -374 с.

58. Материалы геоботанического обследования. / Татарский филиал института Волгогипрозем // Землеустройство хозяйства «Красный Октябрь»: -Казань, 1973.- 110 с.

59. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Розанова М.С. Дополнительные показатели гумусного состояния почв и их генетических горизонтов // Почвоведение. 2004. № 8. С. 918-926.

60. Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Садовников Ю.Н. Углеводы в почвах //Агрохимия. 1975. №3. С. 139-152.

61. Пёченкина Н.В., Закиров А.Г., Колосов Г.Ф. Анализ распределения величин скорости впитывания влаги в почвы тяжелого гранулометрического состава//Почвоведение. 2008. №6. С. 710-716.

62. Печенкина Н.В., Колосов Г.Ф. Водные свойства чернозема выщелоченного Республики Татарстан // Почва как связующее звенофункционирования природных и антропогенно-преобразованных экосистем. Иркутск. 2006. 573с. С. 263-270.

63. Попов В.В. Физико-механические свойства сероземно-луговых почв Чуйской впадины и их обработка // Тр. КиргНИИ почвоведения. Фрунзе. 1976. Вып. 9. С. 32-47.

64. Почвоведение. Под ред. В.А. Ковды, Б.Г. Розанова. Ч. 1. Почва и почвообразование. М.: «Высшая школа», 1988. - 400 с.

65. Почвоведение. Под ред. В.А. Ковды, Б.Г. Розанова. Ч. 2. Типы почв, их география и использование. М: «Высшая школа», 1988а. - 368 с.

66. Пузаченко Ю.Г., Козлов Д.Н., Сиунова Е.В., Санковский А.Г. Оценка запасов органического- вещества в почвах мира: методика и результаты // Почвоведение. 2006. № 12. С. 1427-1440.

67. Пупонин А.И. Обработка почвы в интенсивном земледелии Нечерноземной зоны. М.: Колос, 1984. 184 с.

68. Рекомендации для исследования баланса и трансформации органического вещества при сельскохозяйственном использовании и интенсивном окультуривании почв. М., 1984. 96 с.

69. Ремезов Н.П. Химия и генезис почв. М.: Наука, 1989. 270 с.

70. Роде А.А. Основы учения о почвенной влаге. М.: Наука, 1965. Т.1.

71. Роде А.А. Почвенная влага, М., 1952.

72. Розов Л.П. Мелиоративное почвоведение, М., 1936.

73. Рубилин Е.В., О запасах и составе гумуса черноземов и лугово-черноземных почв предгорий северного склона Центрального Кавказа // Тр. Сев.-Осет. СХИ. 1953. Т. 16. С. 37-54.

74. Савинов Н.И. Структура почвы, ее прочность на целине, перелоге и старопахотных участках. М.: Сельхозгиз, 1936.

75. Сосудистые растения Татарстана / О.В. Бакин, Т.В. Рогова, А.П. Ситников. -Изд-во Казан, ун-та, 2000. 496 с.

76. Структурно-функциональная роль почвы в биосфере. М.: ГЕОС, 1999.278 с.

77. Тейд P. III Органическое вещество почвы. М.: Изд-во Мир, 1991. 400с.

78. Тйтлянова А.А., Чупрова В.В. Изменение круговорота углерода в связи с различным использованием земель (на примере Красноярского края) // Почвоведение. 2003. № 2. С. 211-219.

79. Титова Н.А. Органическое вещество тонкодисперсных фракций почв Калмыцой степи //Почвоведение. 1976. № 7. С. 37-44.

80. Титова Н.А. Особенности состава и прирды органического вещества тонкодисперсных частиц целинных почв Аршень-Зельменского стационара // Физико-химия почв и их плодородие. Сб. научн. тр. Почвенного ин-та им. Докучаева, 1988. С. 74-81.

81. Титова Н.А., Когут Б.М. Трансформация органического вещества при сельскохозяйственном использовании почв // Итоги науки и техники. Сер. Почвоведение и агрохимия. М., 1991. Т. 8. 152 с.

82. Титова Н.А., Травникова Л.С., Шаймухаметов М.Ш. Развитие исследований по взаимодействию органическтх и минеральных компонентов почв // Почвоведение. 1995. №5. С. 639-646.

83. Травникова JI.C. Закономерности гумусонакопления: новые данныеи их интерпретация // Почвоведение. 2002. № 7. С. 832-847.

84. Травникова JI.C., Рыжова И.М., Силева Т.М., Бурякова Ю.В. Исследование органического вещества черноземов Приволжской лесостепи методами физического фракционирования // Почвоведение. 2005. № 4. С. 430-437.

85. Травникова JI.C., Титова Н.А., Шаймухаметов М.Ш. Роль продуктов взаимодействия органической и минеральной составляющих в генезисе и плодородии почв // Почвоведение. 1992. № 10. С. 81-96.

86. Травникова JI.C., Шаймухаметов М.Ш. Продукты органо-минерального взаимодействия и устойчивость почв к деградации // Научные проблемы почвоведения. Научн. тр. Почвенного ин-та им. В.А. Докучаева. М.,2000. С. 356-369.

87. Трофименко К.И., Кизяков Ю.Е. Органическое вещество отдельных гранулометрических фракций основных почв Предкавказья // Почвоведение. 1967. №2. С. 82-90.

88. Туев Н.А. Микробиологические процессы гумусообразования. М.: Агропромиздат, 1989. 240 с.

89. Тюремнов С.И., Казинцев A.JI. некоторые данные о составе механических фракций лесостепной почвы Западного Предкавказья в связи с вопросом поглощения // Тр. Куб. СХИ. 1929. Т. 7. С. 69-82.

90. Тюрин И.В. Из результатов работ по изучению состава гумуса в почвах СССР. Проблемы советсткого почвоведения. Сб. 11, 1940.

91. Усьяров О.Г. Водопрочность макроагрегатов чернозема обыкновенного при разных типах использования // Почвоведение. 2003. №6. С. 701-705.

92. Утэй И.В. Агропроизводственная характеристика почв Татарии и их рациональное использование. Казань.: Татарское княжеское изд-во, 1968. -208 с.

93. Фармаковская Ю.Н. Сравнительная характеристика слитообразования в слитоземах, орошаемых черноземах и солонцах. Автореф. дисс. . канд. биол. н., М., 1993.

94. Хан Д.В. Органо-минеральные взаимодействия и структура почвы. М.: Наука, 1969. 142 с.

95. Черноземы Республики Татарстан / Г.Ф. Колосов, Н.Б. Бакиров. -Казань: Изд-во КГУ, 2004. 108 с.

96. Чесняк Г.Я. Определение параметров свойств черноземов типичных мощных разного уровння плодородия // теоретические основы и методы определения оптимальных параметров свойств почв. М., 1980. С. 42-50.

97. Шаймухаметов М.Ш., Титва Н.А., Травникова JI.C., Лабенец Е.М. Применение физических методов фракционирования для характеристики органического вещества почв // Почвоведение. 1984. № 8. С. 131-141.

98. Шеин Е.В., Карпачевский Л.О. Толковый словарь по физике почв — М.: ГЕОС, 2003.- 126 с.

99. Шендриков М.Г. Почвы части Закамских районов Татарской Республики / М.Г. Шендриков Казань: Изд-во Татгосиздат, 1934. - 147 е.

100. Шульга С.А., Санжаров А.И., Санжарова С.И. Об антропогенных изменениях физических свойств черноземов // Структура и функционирование заповедных лесных экосистем. М., 1988. С. 28-43.

101. Abbasi МК, Rasool G. 2005. Effects of different land-use types on soil quality in the hilly area of Rawalakot Azad Jammu ad Kashmir. Acta Agric Scand, Sect B, Soil Plant Sci 55:221-228.

102. Adu JK, Oades JM. 1978. Physical factors influencing decomposition of organic matter in soil aggregates. Soil Biol. Biochem. 10:109- 15.

103. Alvarez R, Alvarez С R, Daniel P E, Richter V and Blotta L. 1998. Nitrogen distribution in soil density fractions and its relation to nitrogen mineralisation under different tillage systems. Aust. J. Soil Res. 36, 247-256.

104. Amelung, W., Lobe, I. & Du Preez, C.C. 2002. Fate of microbial residues in sandy soils of the South African Highveld as influenced by prolonged arable cropping. European Journal of Soil Science, 53, 29-35.

105. Amundson R, Jenny H. 1997. On a state factor model of ecosystems. Bio Science 47:536-43.

106. Amundson R. The cfrbon budget in soils // Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 2001.29:535-62.

107. Anderson, Paul, 1984. Organo-mineral complexes and their study by radiocarbon dating. Soil Sci. Soc. Am. J. 48, 298-301.

108. Angers D A, Recous S and Aita C. 1997. Fate of С and nitrogen in water-stable aggregates during decomposition of nCisNlabbelled wheat straw in situ. Eur. J. Soil Sci. 48, 295-300.

109. Angers, D.A., Mehuys, G.R., 1988. Effects of cropping on macro-aggregation of a marine clay soil. Can. J. Soil Sci. 68, 723-732.

110. Baisden, W.T., R. Amundson, A.C. Cook & D.L. Brenner. 2002. Turnover and storage of С and N in five density fractions from California annual grassland surface soils. Global Biogeochemical Cycles.

111. Baldock J.A., Odeas J.M., Vassallo A.M., Wilson M.A. Solid-state13 •

112. CP/MAS С NMR analysis of particle size and density fractions of a soil incubated with uniformly labelled 13C-glucose // Austr. J. of Soil Res. 1990. V. 28. P. 193212.

113. Baldock, Skjemstad, 2000. Role of the soil matrix and minerals in protecting natural organic materials against biological attack. Organic Geochemistry, 31, 697-710.

114. Balesdent J., Chenu C., Balabane M. Relationship of soil organic matter dynamics to physical protection and tillage // Soil & Tillage Research 53 (2000) 215±230

115. Balesdent, J., Mariotti, A. & Guillet, B. 1987. Natural 13C abundance as a tracer for studies of soil organic matter dynamics. Soil Biology and Biochemistry, 19, 25-30.

116. Barrios E., Buresh R.J. and Sprent J.I. 1996. Nitrogen mineralization in density fractions of soil organic matter from maize and legume cropping systems. Soil Biol. Biochem. 28, 185-193.

117. Barrow N. J. 1969. The accumulation of soil organic matter under pasture and its effect on soil properties. Aust. J. Exper. Agric. Animal Husb. 9, 437^445.

118. Barthes, В., Roose, E., 2002. Aggregate stability as an indicator of soilsusceptibility to runoff and erosion validation at several levels. Catena 47, 133— 149.

119. Basu S., Behera N. 1993. The effect of tropical soil conservation on soil microbial biomass. Biol Fertil Soils 6:1-3.

120. Batjes N.H., Total carbon and nitrogen in the soil of the world // European J. ofSoil Science. V. 47, 1996. P. 151-163.

121. Веаге, M.H., Hendrix, P.F., Coleman, D.C., 1994. Water-stable aggregates and organic matter fractions in conventional and no-tillage soils. Soil Sci. Soc. Am. J. 58, 777-786.

122. Besnard E, Chenu C, Balesdent J, Puget P and Arrouays D 1996 Fate of particulate organic matter in soil aggregates during cultivation. Eur. J. Soil Sci. 47, 495-503. '

123. Blanco-Canqui, H. & Lai, R. 2004. Mechanisms of carbon sequestration in soil aggregates. Critical Reviews in Plant Sciences, 23, 481-504.

124. Bohn H.L. 1976. Estimate of organic carbon in world soils. Soil Sci. Soc. Am. J. 40:468-70.

125. Boone R.D. 1994. Light fraction soil organic matter: origin and contribution to net nitrogen mineralization. Soil Biol. Biochem. 26, 1459-1468.

126. Bossuyt H, Six J. and Hendrix P.F., 2002. Aggregate protected carbon in no-tillage and conventional tillage agroecosystems using nClabeled plant residue. Soil Sci. Soc. Am. J., Submitted.

127. Burke I.C, Younker C.M, Parton W.J, Cole C.V, Flach K, Schimel D.S. 1989. Texture, climate, and cultivation effects on soil organic matter content in U.S. grassland soils. Soil Sci. Soc. Am. J. 53:800-5.

128. Cambardella C.A. and Elliott E.T. 1992. Particulate soil organic matter across a grassland cultivation sequence. Soil Sci. Soc. Am. J. 56, 777-783.

129. Cambardella С A and Elliott E T 1993 Carbon and nitrogen distribution in aggregates from cultivated and native grassland soils. Soil Sci. Soc. Am. J. 57, 1071-1076.

130. Campbell C.A., Bowren K.E., Schnitzer M, Zentner R.P. and Townley-Smith L., 1991. Effect of crop rotations and fertilization on soil biochemical properties in a thick Black Chernozem. Can. J. Soil Sci. 71, 377-387.

131. Carter, M.R., Rennie, D.A., 1982. Changes in soil quality under zero tillage farming systems: Distribution of microbial biomass and mineralizable carbon and nitrogen potentials. Can. J. Soil Sci. 62, 587-597.

132. Catroux G. and Schnitzer M. 1987 Chemical, spectroscopic and biological characteristics of the organic matter in particle size fractions separated from an Aquoll. Soil Sci. Soc. Am. J. 51, 1200-1207.

133. Chantigny M H, Angers D A, Prevost D, Vezina L-P and Chalifour F-P 1997 Soil aggregation and fungal and bacterial biomass under annual and perennial cropping systems. Soil Sci. Soc. Am. J. 61, 262-267.

134. Chenu, Stotzky, 2002. Interactions between microorganisms and soil particles. An overview. In: Interactions Between Soil Particles and Microorganisms (eds P. M. Huang, J.-M. Bollag & N. Senesi), pp. 3-39. Wiley-VCH-Verlag, Weinheim.

135. Chenu, С., Le Bissonnais, Y. & Arrouays, D. 2000. Organic matter influence on clay wettability and soil aggregate stability. Soil Science Society of America Journal, 64, 1479-1486.

136. Chichester F.W 1969 Nitrogen in soil organo-mineral sedimentation fractions. Soil Sci. 107, 356-363.

137. Christens B.T. 1996. Carbon in primary and secondary organomineral complexes. In Structure and Organic Matter Storage in Agricultural Soils. Eds.M R Carter and В A Stewart, pp 97-165. CRC Press, Inc, Boca Raton, FL.

138. Christensen B.T. Physical fractionation of soil and organic matter in primary particle size and density separates // Advances in soil science. 1992. V. 20. P. 1-90/

139. Coote, D.R., Malcolm-McGovern, C.A., Wall, G.J., Dickson, W.T., Rudra, R.P., 1988. Seasonal variation of erodibility indices based on shear strength and aggregate stability in some Ontario soils. Can. J. Soil. Sci. 68, 405-416.

140. Craswell, E.T. & Warning, S.A. 1972. Effect of grinding on the decomposition of soil organic matter. II. Oxygen uptake and nitrogen mineralisation in virgin and cultivated soils. Soil Biology and Biochemistry, 4, 435-442.

141. Curtin D. and Wen G. 1999. Organic matter fractions contributing to soil nitrogen mineralization potential. Soil Sci. Soc. Am. J. 63, 410-415.

142. Davidson EA, Ackerman IL. 1993. Changes in soil carbon inventories following cultivation of previously untilled soils. Biogeochemistry 20:161-93.

143. Davidson E.A, Trumbore S.E, Amundson R. 2000. Soil warming and organic carbon content. Nature 408:789-90.

144. De Jonge, L.W., Jacobsen, O.H. & Moldrup, P. 1999. Soil water repellency: effects of water content, temperature, and particle size. Soil Science Society of America Journal, 63, 437-442.

145. Denef K, Six J, Bossuyt H, Frey S.D., Elliott E.T., Merckx R. and Paustian K. 2001. Influence of wet-dry cycles on the interrelationship between aggregate, particulate organic matter, andmicrobial community dynamics. Soil Biol. Biochem. 33, 1599-1611.

146. Dexter, A.R., 1988. Advances in characterization of soil structure. Soil Till. Res. 11, 199-238.

147. Die Untersuchung der Boden. В. I. Die Bodenbeurteilung im Gelande. Die Untersuchung der physikalischen Bodeneigenschaften im Laboratorium. Dresden und Leipzig, 1964. — 235 c.

148. Doerr, S.H., Shakesby, R.A. & Walsh, R.P.D. 2000. Soil water repellency: its causes, characteristics and hydro-geomorphological significance. Earth Science Reviews, 51, 33-65.

149. Doran, J.W. 1980. Soil microbial and biochemical changes associated with reduced tillage. Soil Science Society of America Journal, 44, 765-771.

150. Doran,' J.W., 1987. Microbial biomass and mineralizable nitrogen distributions in no-tillage and plowed soils. Biol. Fertil. Soils 5, 68-75.

151. Doran, J.W., Sarrantino, M., Liebig, M.A., 1996. Soil health and sustainability. Adv. Agronomy 56, 1-54.

152. Edwards, A.P., Bremner, J.M., 1967. Microaggregates in soils. J. Soil Sci. 18,64-73.

153. Elliot, E.T. & A.A. Cambardella (1991): Physical seperation of soil organic matter. Agric. Ecosys. Environ. 34, 407-419.

154. Elliott, Coleman, 1988. Let the soil work for us. In: Ecological Implications of Contemporary Agriculture (eds H. Eijsackers & A. Quispel), pp. 23-32. Ecological Bulletins 39 Munksgaard, Copenhagen.

155. Elliott, E.T. 1986. Aggregate structure and carbon, nitrogen and phosphorous in native and cultivated soils. Soil Science Society of America Journal, 50, 627-633.

156. Emerson, W.W., 1959. Stability of soil crumbs. Nature 183, 538.

157. Emerson, W.W., 1977. Physical properties and structure. In: Russell, J.S., Greacen, E.L. (Eds.), Soil Factors in Crop Production in a Semi-arid Environment. Queensland University Press, Brisbane, pp. 79-104.

158. Falloon, Smith, P. 2000. Modelling refractory soil organic matter. Biology and Fertility of Soils, 30, 388-398.

159. Feller, Beare, 1997 Physical control of soil organic matter dynamics in the tropics. Geoderma 79, 69-116.

160. Fischer,W.R. 1984. The oxidation of soil organic matter by KBrO for particle size determination.- Comm. Soil Sci. Plant Nutr. 15, 1281-1284.

161. Follett R F, Paul E A, Leavitt S W, Halvorson A D, Lyon D and Peterson G A 1997 Carbon isotope ratios of Great Plains soils and in wheat-fallow systems. Soil Sci. Soc. Am. J. 61, 1068-1077.

162. Ford G.W. Greenland D.J. The dynamic of partly humified matter in some arable soils //Trans. 9th Int. Congr. on Soil Sci. 1968. V. 2. P. 403-410/

163. Foster, R.C. 1988. Microenvironments of soil microorganisms. Biology and Fertility of Soils, 6, 189-203:

164. Franzluebbers, Arshad M A 1997 Particulate organic carbon content and potential mineralization as affected by tillage and texture. Soil Sci. Soc. Am. J. 61, 1382-1386.

165. Gale W.J., Cambardella C.A. and Bailey T.B. 2000. Root-derived carbon and the formation and stabilization of aggregates. Soil Sci. Soc. Am. J. 64, 201— 207.

166. Gee,G.W., und Bauder,J.W. 1986: Particle-size analysis.- In: Klute,A.

167. Ed.): Methods of Soil Analysis, Part 1, Sec.Ed.; Soil Sci. Soc. Am., Madison, 383411.

168. Glazovskaya, M.A. 1996. Rol' у funlctsyi pedosphery v geohimicheskom tsykle ugleroda (Role and functions of the pedosphere in the geochemical carbon cycle). Pochvovedenie, 2, 174-186.

169. Gleixner, G., Poirier, N., Bol, R. & Balesdent, J. 2002. Molecular dynamics of organic matter in a cultivated soil. Organic Geochemistry, 33, 357366.

170. Global carbon storage in soils world resources institutepage, 2000. Available online http://earthtrenda.wri.org/pdflibrary/maps/9-3mCarbon Soils.pdf.

171. Goebel,M.O., Bachmann, J.,Woche, S.K., Fischer,W.R. & Horton, R. 2004. Water potential and aggregate size effects on contact angle and surface energy. Soil Science Society of America Journal, 68, 383-393.

172. Golchin A, Clarke P, Oades JMand Skjemstad J О 1995a The effects of cultivation on the composition of organic matter and structural stability of soils. Aust. J. Soil Res. 33, 975-993.

173. Golchin A, Oades J M, Skjemstad J О and Clarke P 1994 Study of free and occluded particulate organic matter in soils by solid state nC CP/MAS NMR spectroscopy and scanning electron microscopy. Aust. J. Soil. Res. 32, 285—309.

174. Golchin A., Oades J.M., Skjemstad J.O., Clarke P. Structural and dynamic propertios of soil organic matter as reflected by I3C NMR spectroscopy in density fractions of an Oxisol under forest and pasture // Aust. J. Soil Res. 1995. V. 33. P. 59-76.

175. Greenland D J 1965 Interactions between clays and organic compounds in soils. Part I. Mechanisms of interaction between clays and defined organic compounds. Soils and Fertilizers 28, 415-532.

176. Greenland DJ. and Ford G.W. 1964. Separation of partially humified organic materials from soils by ultrasonic vibration. Transactions of the eight International Congress of Soil Science 3, 137-148.

177. Greenland, D.J., 1965a. Interaction between clays and organic compounds in soils. Part II. Adsorption of soil organic compounds and its effect on soil properties. Soils Fertil. 28, 521-532.

178. Gregorich E.G., Kachanoski R.G. and Voroney R.P., 1989. Carbon mineralization in soil size fractions after various amounts of aggregate disruption. J. Soil Sci. 40, 649-659.

179. Gregorich E.G., Garter M.R., Angers D.A., Monreal C.M., Ellert B.H. Towards a minimum data set to assess soil organic matter quality in agricultural soils // Can. J. Soil Sci. 1994. V. 74. P. 367-385.

180. Guggenberger G, Frey S.D., Six J., Paustian K. and Elliott E.T. 1999. Bacterial and fungal cell-wall residues in conventional and notillage agroecosystems. Soil Sci. Soc. Am. J. 63, 1188-1198.

181. Guggenberger G., Christensen B.T., Zech W. Land-use effects on the composition of organic matter in particle-size separates of soils: I. Lignin andcarbohydrate signature // Europ. J. Soil Sci. 1994. V. 45. P. 449-458.

182. Guggenberger G., Zech W., Haumaier L., Christensen B.T. Land-use effects on the composition of organic matter in particle-size separates of soils: II CPMAS and solution 13C NMR analysis // Europ. J. Soil Sci. 1995. V. 46. P. 147158.

183. Gupta, Germida, 1988. Distribution of microbial biomass and its activity in different soil aggregate size classes as affected by cultivation. Soil Biology and Biochemistry, 20, 777-786.

184. Hadas, A., 1987. Long-term tillage practice effects on soil aggregation modes and strength. Soil Sci. Soc. Am. J. 51, 191-197.

185. Hajabbasi M.A., Lalalian A., Karimzadeh R.,1997. Deforestation effects on soil physical and chemical properties, Lordegan, Iran. Plant Soil 190:301-308

186. Harris, R.F., Chesters, G., Allen, O.N., 1966. Dynamics of soil aggregation. Adv. Agron. 18, 107-169.

187. Hartge, K.H., und Horn, R. 1989: Die physikalische Untersuchung von Boden, 2.Aufl.- Ferd. Enke Verlag, Stuttgart, 29-46.

188. Hass H.J., Evans C.E., Niles E.F., 1957. Nitrogen and Carbon Changes in Great Plains Soils as Influenced by Cropping and Soil Treatments. USDA Tech. Bull. 1164, US Gov. Print. Off., Washington, DC.

189. Hassink J., 1997. The capacity of soils to preserve organic С and N by their association with clay and silt particles. Plant Soil 191, 77-87.

190. Hassink, J., Bouwmann, L.A., Zwart, K.B., Bloem, J. & Brussard, L. 1993. Relationships between soil texture, physical protection of organic matter, soil biota, and С and N mineralization in grassland soils. Geoderma, 57, 105-128.

191. Hattori, Т., 1988. Soil aggregates in microhabitats of microorganisms. Rep. Inst. Agric. Res. Tohoku Univ. 37, 23-36.

192. Henin, S., Monnier, G., Combeau, A., 1958. Methode pour l'etude de la stabilite structurale des sols. Ann. Agron. 1, 73-92.

193. Holdridge L.R., 1947. Determination of world plant formations from simple climatic data. Science 105:367-68.

194. Houghton, R.A., 1995. Balancing the global carbon cycle with terrestrial ecosystems. In: Zepp, R.G., Sonntag, C. (Eds.), The Role of Non-Living Organic Matter in the Earth's Carbon Cycle. Dahlem Workshop Reports. Wiley, New York, pp.133-152.

195. Islam K.R., Weil R.R., 2000. Land use effects on soil quality in a tropical forest ecosystem of Bangladesh, Agric. Ecosyst Environ 79:9-16.

196. Ismail I., Blevins R.L. and Frye W.W., 1994. Long-term no-tillage effects on soil properties and continuous corn yields. Soil Sci. Soc. Am. J. 58, 193-198.

197. Jandl, G., Leinweber, P., Schulten, H.-R. & Eusterhues, K. 2004. The concentrations of fatty acids in organo-mineral particle-size fractions of a Chernozem. European Journal of Soil Science, 55, 459-469.

198. Jansen H.IL, Campbell C.A., Brandt S.A., Lafond G.P.,Townley-Smith I. Light fraction organic matter in soil from long-term crop rotations // Soil Sci. Soc. Am. J. 1994. V. 56. P. 1799-1806.

199. Jenkinson D.S., Adams D:E., Wild A., 1991. Model estimates of C02 emissions from soil in response to global warming. Nature 351:304-6.

200. Jenny H., 1961. Derivation of state factor equations of soils and ecosystems. Soil Sci. Soc. Am. Proc. 25:285-388.

201. Jenny H., 1980. The Soil Resource: Origin and Behavior. New York: Springer-Verlag. 377 pp.

202. JennyH., 1933. Soil Fertility Losses Under Missouri Conditions. Mo. Agric. Exp. Stn. Bull. 324.

203. Jobbagy E.G., Jackson R.B., 2000. The vertical distribution of soil organic carbon and its relation to climate and vegetation. Ecol. Appl. 10:423—32.

204. John В., Yamashita Т., Ludwig В., Flessa H. Storage of organic carbon in aggregate and density fractions of silty soils under different types of land use // Geoderma. 2005. № 128. C. 63-79

205. Jones, F.G.W., Larbey, D.W. & Parrott, D.M. 1969. The influence of soil structure and moisture on nematodes, especially Xiphinema, Longidorus, Trichodorus and Heterodera spp. Soil Biology and Biochemistry, 1, 153-165.

206. Jusoff K., 1989. Physical soil-properties associated with recreational use of forested reserve area in Malaysia. Environ Conserv 16:339-342.

207. Kay, B.D:, 1990. Rates of change of soil structure under different cropping systems. Adv. Soil Sci. 12, 1-52.

208. Kemper, W.D., Koch, E.J., 1966. Aggregate stability of soils from western United States and Canada. Technical Bulletin #1355. Agricultural Research Services. USDA in cooperation with Colorado Agricultural Experiment Station,.pp. 1-52.

209. Kern JS. 1994. Spatial patterns of soil organic carbon in the contiguous United States. Soil Sci. Soc. Am: J. 58:439-55.

210. Kiem, Kogel-Knabner, 2003. Contribution of lignin. and polysaccharides to the refractory carbon pool in C-depleted arable soils. Soil Biology and Biochemistry, 35, 101-118.

211. Kleber, M., Mertz, C., Zikeli, S., Knicker, H. & Jahn, R. 2004. Changes in surface reactivity and organic matter composition of clay subtractions with duration of fertilizer deprivation. European Journal of Soil Science, 55, 381—391.

212. Knicker, H. 2004. Stabilization of N-compounds in soil and organicmatter-rich sediments what is the difference? Marine Chemistry, 92, 167

213. Kogel-Knabner I., Zech W., Hatcher P.G. Chemical structural studies of forest soil humus acids: aromatic carbon fraction // Soil Sci. Soc. Am. J. 1991. V. 55. P. 241-247.

214. Kogel-Knabner, I., de Leeuw, J.W. & Hatcher, P.G. 1992a. Nature and distribution of alkyl carbon in forest soil profiles: implications for the origin and humification of aliphatic biomacromolecules. Science of the Total Environment, 118, 175-185.

215. Kogel-Knabner, I., Hatcher, P.G., Tegelaar, E.W. & deLeeuw, J.W. 1992b. Aliphatic components of forest soil organic matter as determined by solid state 13CNMR and analytical pyrolysis. Science of the Total Environment, 113, 89-106.

216. Kohn M. Beitrage zur Theorie und Praxis der mechanischen Bodenanalzse. Landw. Jahrb. 67, 485-546. 1928.

217. Ladd J N, Jocteur-Monrozier L and Amato Ml992 Carbon turnover and nitrogen transformations in an alfisol and vertisol amended with U-ыС. glucose and [isN] ammonium sulfate. Soil Biol. Biochem. 24, 359-371.

218. Larson W.E., Clapp C.E., Pierre W.H., Morachan Y.B., 1972. Effects of increasing amounts of organic residues on continuous corn: II. Organic carbon, nitrogen, phosphorus and sulfur. Agronomy J. 64, 204-208.

219. Lavelle, P., Blanchart, E., Martin, A., Martin, S., Spain, A., Toutain, F., Barois, I. & Schaefer, R. 1993. A hierarchical model for decomposition in terrestrial ecosystems: application to soils of the humid tropics. Biotropica, 25, 130-150.

220. Leavitt S.W., Follett R.F. and Paul E.A., 1996. Estimation of slow- and fast-cycling soil organic carbon pools from 6N HC1 hydrolysis. Radiocarbon 38, 231-239.

221. Lehrbuch der Bodenkunde, 15. Auflage / Scheffer, Schachtschabel. Sspektrum Akademischer Verlag. Heidelberg, 2008. 594 с. 39A

222. Linquist, B.A., Singleton, P.W., Yost, R.S., Cassman, K.G., 1997. Aggregate size effects on the sorption and release of phosphorus in an Ultisol. Soil Sci. Soc. Am. J. 61, 160-166.

223. Lowe L.E. and Hinds A.A., 1983. The mineralization of nitrogen and sulphur from particle size separates of gleysolic soils. Can. J. Soil Sci. 63, 761-766.

224. Ludwig, В., John, В., Ellerbrock, R., Kaiser, M. & Flessa, H. 2003. Stabilization of carbon from maize in a sandy soil in a long-term experiment. European Journal of Soil Science, 54, 117—126.

225. Lynch, J.M., Panting, L.M., 1980. Cultivation and the soil biomass. Soil Biol. Biochem. 12,29-33.

226. Maggs J, Hewett В (1993) Organic С and nutrients in surface soil from some primary rainforests, derived grasslands and secondary rainforest on the

227. Atherton Tableland in North East Queensland. Aust J Soil Res 31:343-350.

228. Mahieu, N., Powlson, D.S. & Randall, E.W. 1999. Statistical analyses of published carbon-13 CPMAS NMR spectra of soil organic matter. Soil Science Society of America Journal, 63, 307-319.

229. Maman o., Gullet В., Disnar J.R., Marseille F., Mariotti A. Derived lignin phenolic compounds extracted from soil organic matter as markers of ecosystems // 16 World Congress of Soil Science. Montpellier, France, 1998. Symp. 34. Reg. № 947.

230. Mann LK. 1986. Changes in soil carbon after cultivation. Soil Sci. 142:279-88.

231. Martin, J.P., Martin, W.P., Page, J.B., Raney, W.A., De Ment, J.D., 1955. Soil aggregation. Adv. Agron. 7, 1-37.

232. McGill WB 1996 Review and classification of ten soil organic matter models. In Evaluation of Soil Organic Matter Models. Eds. DS Powlson, P Smith and J U Smith, pp. 111-132. NATO ANSI Series, Springer Verlag.

233. Merckx R, Den Hartog A and van Veen J A 1985 Turnover of rootderived material and related microbial biomass formation in soils of different texture. Soil Biol. Biochem. 17, 565-569.

234. Mikutta, R., Kleber, M., Kaiser, K., R. Jahn, R., 2005. Review: organic matter removal from soils using hydrogen peroxide, sodium hypochlorite and disodium peroxodisulfate. Soil Science Society of America Journal 69, 120-135.

235. Molope M.B., Grive I.C., Page E.R. Contributions by fungi and bacteria to aggregate stability of cultivated soil // J. Soil Sci. 1987. V. 38. № 1. P. 71-77.

236. Monreal С M and Kodama H 1997 Influence of aggregate architecture and minerals on living habitats and soil organic matter. Can. J. Soil Sci. 77, 367377.

237. Nachtergaele F.O. Soil map of the world to the digital global soil and terrain database: 1960-2002. P. 1-19. http://www.its.nl/-rossiter/Docs/WRB/ SoilMapWorld.pdf.

238. Nepstad D.C., deCarvalho C.R., Davidson E.A., Jipp P.H., Lefebvre P.A., et al. 1994. The role of deep roots in the hydrological and carbon cycles of Amazonian forests and pastures. Nature 372:666-69.

239. Oades J.M., Vassallo A.M., Waters A.G., Wilson M.A. Characterization of organic matter in particle size and density fractions from a red-brown earth by solid-state ,3C NMR. // Aust. J. Soil Res. 1987. V. 25(1). P. 71-82.

240. Oades J.M., 1989. An introduction to organic matter in mineral soils. In Minerals in Soil Environments, ed. JB Dixon, SB Weed, pp. 89-159. Madison, WI: Soil Sci. Soc. Am. 1244 pp. 2nd ed.

241. Oades J.M., 1988. The retention of organic matter in soils. Biogeochemistry, 5, 35—70.

242. Oades J.M., 1993. The role of biology in the formation, stabilization and degradation of soil structure. Geoderma, 56, 377^100.

243. Oades J.M., 1984. Soil organic matter and structural stability: mechanisms and implications for management. Plant Soil 76, 319-337.

244. Palm C.A., Swift M.J., Woomer P.L., 1996. Soil biological dynamics in slash-and-burn agriculture. Agric. Ecosyst. Environ. 58:61—74.

245. Parton W.J., Ojima D.S., Cole C.V. and Schimel D.S. 1994. A general model for soil organic matter dynamics: Sensitivity to litter chemistry, texture and management. In Quantitative Modeling of Soil Forming Processes, pp 147-167.

246. SSSA Special Publication 39, Madison, WL

247. Parton W.J., Schimel D.S., Cole C.V., Ojima D.S., 1987. Analysis of factors controlling soil organic matter levels on grasslands. Soil Sci. Soc. Am. J. 51:1173-79.

248. Paul E.A., Collins H.P. and Leavitt S.W., 2001. Dynamics of resistant soil carbon of Midwestern agricultural soils measured by naturally occurring ыС abundance Geoderma 104, 239-256.

249. Paul E.A., Follett R.F., Leavitt S.W., Halvorson A., Peterson G.A. and Lyon D.L, 1997a. Radiocarbon dating for determination of soil organic matter pool sizes and dynamics. Soil Sci. Soc. Am. J. 61, 1058-1067.

250. Paul E.A., Harris D., Collins H.P., Schulthess U., Robertson G.P., 1999. Evolution of CO2 and soil carbon dynamics in biologically managed, row-crop agroecosystems. Appl. Soil Ecol. 11, 53-65.

251. Paustian K., 1994. Modelling soil biology and biogeochemical processes for sustainable agriculture. In Management of Soil Biota in Sustainable Farming Systems. Eds. С Paknjurst, В M Doube and V V S R Gupta, pp 182-196. CISRO Publ., Melbourne.

252. Paustian K, Collins H.P. and Paul E.A., 1997. Management controls on soil carbon. In Soil Organic Matter in Temperate Agroecosystems. Eds. E A Paul, К Paustian, E T Elliott and С V Cole, pp 15-49. CRC Press, Boca Raton, FL.

253. Paustian K, Parton W.J. and Persson J., 1992. Modeling soil organic matter in organic-amended and N-fertilized long-term plots. Soil Sci. Soc. Am. J. 56, 476-488.

254. Paustian K., Six J., Elliott E.T. and Hunt H.W., 2000. Management options for reducing CO2 emissions from agricultural soils. Biogeochemistry 48, 147-163.

255. Piccolo, A. & Mbagwu, J.S.C. 1999. Role of hydrophobic components of soil organic matter in soil aggregate stability. Soil Science Society of America Journal, 63, 1801-1810.

256. Plante A.F., Feng Y., McGill W.B., 2002. A modeling approach to quantifying soil macro aggregate dynamics. Can. J. Soil Sci. 82, 181-190.

257. Plante A.F., McGill W.B., 2002a. Soil aggregate dynamics and the retention of organic matter in laboratory-incubated soil with differing simulated tillage frequencies. Soil Till. Res. 66, 79-92.

258. Plante A.F., McGill W.B., 2002b. Intraseasonal soil macroaggregate dynamics in two contrasting field soils using labeled tracer spheres. Soil Sci. Soc. Am. J. 66, 1285-1295.

259. Post W.M., Emmanuel W.R., Zinke P.J., StangenbergerA.G., 1982. Soil carbon pools andworld life zones. Nature 298:156-59.

260. Post W.M., Mann L.K., 1990. Changes in soil organic carbon and nitrogen as a result of cultivation. In Soils and the Greenhouse Effect, ed. AF Bouwman, pp. 401-6. New York: Wiley.

261. P owl son D.S., Smith P. and Smith J.U., 1996. Evaluation of Soil Organic Matter Models. NATO ANSI Series, Springer Verlag. 429 p.

262. Powlson D.S. 1980. The effects of grinding on microbial and nonmicrobial organic matter in soil. Journal of Soil Science, 31, 77-85.

263. Prentice K.C., Fung I.Y., 1990. The sensitivity of terrestrial carbon storage to climate change. Nature 346:48-51.

264. Prove B.G., Loch R.J., Foley J.L., Anderson V.J., Younger D.R., 1990. Improvements in aggregation and infiltration characteristics of a krasnozem under maize with direct drill and stubble retention. Aust. J. Soil Res. 28, 577-590.

265. Puget P., Angers D.A. and Chenu C., 1999. Nature of carbohydrates associated with water-stable aggregates of two cultivated soils. Soil Biol. Biochem. 31, 55-63.

266. Puget P., Besnard E. and Chenu C., 1996. Une methode de fractionnement des matieres organiques particulates des sols en fonction de leur localisation dans les agr6gats. C.R. Acad. Sci. Paris, t. 322, sJrie II a, pp. 965-972.

267. Puget P., Chenu C. and Balesdent J., 1995. Total and young organic matter distributions in aggregates of silty cultivated soils. Eur. J. Soil Sci. 46, 449459.

268. Pulleman M.M. and Marinissen J.C.Y., 2001. Carbon mineralization as affected by natural aggregation in pasture versus arable soil. Soil Biol. Biochem. submitted.

269. Rasiah V., Kay B.D., 1995. Runoff and soil loss as influenced by selected stability parameters and cropping and tillage practices. Geoderma 68:321-329.

270. Recous S., Aita C. and Mary В., 1999. In situ changes in gross transformations in bare soil after addition of straw. Soil Biol.Biochem. 31, 119133.

271. Reicosky D.C., Dugas W.A. & Torbert H.A., 1997. Tillage-induced soil carbon dioxide loss from different cropping systems. Soil and Tillage Research, 41, 105-118.

272. Reiners W.A., Bouwman A.F., Parsons W.FJ., Keller M., 1994. Tropical rain forest conservation to pasture: changes in vegetation and soil properties. Ecol Appl 4:363-377.

273. Ridley A.M., Helyar K.R. and Slattery W.J., 1990. Soil acidification under subterranean clover (Trifolium subterraneaum L.) pastures in North-Eastern Victoria. Aust. J. Exper. Agric. 30, 195-201.

274. Romkens P.F.A.M., van der Pflicht J., Hassink J., 1999. Soil organic matter dynamics after the conversion of arable land to pasture. Biol. Fertil. Soils 28, 277-284.

275. Rovira, Greacen, 1957. The effect of aggregate disruption on the activity of microorganisms in soil. Australian Journal of Agricultural Research, 8, 659-673.

276. Russell J.S., 1960. Soil fertility changes in the long term experimental plots at Kybybolite, South Australia. I. Changes in pH, total nitrogen, organic carbon and bulk density. Aust. J. Agr. Res. 11, 902-926.

277. Sahani U., Behera N., 2001. Impact of deforestation on soil physicochemical characteristics, microbial biomass and microbial activity of tropical soil. Land Degrad Develop 12:93-105.

278. Saiz-Jimenez C., Hermosin В., Guggenberger G., Zech W. Land-use effects on the composition of organic matter in particle-size separates of soils: III. Analytical pyrolysis //Europ. J. Soil Sci. 1996. V. 47. № 3. P. 61-69.

279. Sarmiento J.L.,Wofsy S.C., 1999. A U.S. Carbon Cycle Science Plan: A Report of the Carbon and Climate Working Group. US Glob. Chang. Res. Prog., Washington, DC. 69 pp.f

280. Schimel D., Stillwell M.A., Woodsmansee R.G., 1985. Biogeochemistry of C, N, and P in a soil catena of the shortgrass steppe. Ecology 66:276-82.

281. Schlesinger W.H., 1977. Carbon balance in terrestrial detritus. Annu. Rev. Ecol. Syst. 8:51-81.

282. Schlesinger W.H., 1986. Changes in soil carbon storage and associated properties with disturbance and recovery. In The Changing Carbon Cycle: A Global Analysis, ed. JR Trabalka, DE Reichle, pp. 194-220. New York: Springer-Verlag. 592 pp.

283. Schlichting E., und Blume H.P., 1995: Bodenkundliches Praktikum, 2.Aufl.- Verlag P.Parey, Hamburg, 111-116, 139-142.

284. Schnitzer, Khan, 1972 Humic Substances in the Environment. Marcel Dekker, New York. 379 p.

285. Schulten H.R:, Schnitzer M. Chemical Model Structures for soil organic matter and soil // Soil Science. 1997. V. 162. № 2. P. 115-130.

286. Sexstone A.J., Revsbech N.P., Parkin T.B., Tiedje J.M., 1985. Direct measurement of oxygen profiles and' denitrification rates in soil aggregates. Soil Sci. Soc. Am. J. 49, 645-651.

287. Shepherd T.G., Saggar S., Newman R.H., Ross C.W., Dando J.L., 2001. Tillage-induced changes to soil structure and organic carbon fractions in New Zealand soils. Aust. J. Soil Res. 39, 465-489.

288. Sierra J. 1996 Nitrogen mineralisation and its error of estimation under field conditions related to the light-fraction soil organic matter. Aust. J. Soil Res. 34, 755-767.

289. Six J, Elliott E.T. and Paustian K., 1999. Aggregate and soil organic matter dynamics under conventional and no-tillage systems. Soil Sci. Soc. Am. J. 63,1350-1358.

290. Six J, Elliott E.T. and Paustian K., 2000b. Soil macroaggregate turnover and microaggregate formation: A mechanism for С sequestration under no-tillage agriculture. Soil Biol. Biochem. 32, 2099-2103.

291. Six J, Elliott E.T., Paustian K. and Doran J.W., 1998. Aggregation and soil organic matter accumulation in cultivated and native grassland soils. Soil Sci. Soc. Am. J. 62, 1367-1377.

292. Six J, Paustian K, Elliott E.T. and Combrink C., 2000a. Soil structure and soil organic matter: I. Distribution of aggregate size classes and aggregate associated .carbon. Soil Sci. Soc. Am. J. 64, 681-689.

293. Six J., Bossuyt H., Degryze S., Denef K. A history of research on the link between (micro)aggregates, soil biota, and soil organic matter dynamics // Soil & Tillage Research 79 (2004) 7-31.

294. Six J., Conant R.T., Paul E.A. & Paustian K. Stabilization mechanisms of soil organic matter: Implications for C-saturation of soils // Plant and Soil. 2002. № 241 C. 155-176.

295. Six J., Conant R.T., Paul E.A., Paustian K., 2002a. Stabilization mechanisms of soil organic matter: implications for C-saturation of soils. Plant Soil 24, 155- 176.

296. Six J., Feller C., Denef K., Ogle S.M., de Moraes Sa J.C. & Albrecht A.2002b. Soil organic matter, biota and aggregation in temperate and tropical soils -effects of no-tillage. Agronomie, 22, 755-775.

297. Skjemstad J.O., Clark P., Taylor J.A., Oades J.M., McClure S.G. The chemistry and nature of protected carbon // Aust. J. Soil Res. 1996. V. 34. P. 251271.

298. Skjemstad J.O., Janik L.J., Head M.J., McClure S.G. High energy ultraviolet photooxidation: A novel technique for studying physically protected organic matter in clay and silt-sized aggregates // J. Soil Sci. 1993. V. 44. P. 485499.

299. Smith G.D., 1965. Lectures on soil classification. In Pedologie 1965, Spec. Issue 4, pp. 20-24 Rozier 6. Ghent, Belgium: Belg. Soil Sci. Soc.

300. Sollins P, Spycher G. and Glassman C.A., 1984. Net nitrogen mineralization from light- and heavy-fraction forest soil organic matter. Soil Biol. Biochem. 16, 31-37.

301. Sorensen L.H., 1972 Stabilization of newly formed amino acid metabolites in soil by clay minerals. Soil Sci. 114, 5—11.

302. Serensen, L.H., 1981. Carbon-nitrogen relationships during the humification of cellulose in soils containing different amounts of clay. Soil Biology and Biochemistry, 13,313-321.

303. Stallard R.F., 1998. Terrestrial sedimentation and the carbon cycle: coupling weathering and erosion to the carbon cycle. Glob. Biogeochem. Cycles 12:231-57.

304. Stevenson F.J., 1994. Humus Chemistry: Genesis, Composition, Reactions. John Wiley & Sons, New York. 496 p.

305. Tate R.L., 1987. Soil Organic Matter: Biological and Ecological Effects.NewYork: Wiley & Sons. 291 pp.

306. Tebrugge F. & During R.A., 1999. Reducing tillage intensity a review of results from a long-term study in Germany. Soil and Tillage Research, 53, 15— 28.

307. Tiessen H. and Stewart J.W.B., 1983 Particle-size fractions and their use in studies of soil organic matter: II Cultivation effects on organic matter composition in size fractions. Soil Sci. Soc. Am. J. 47, 509-514.

308. Tiessen H, Cuevas E, Chacon P., 1994. The role of soil organic matter in sustaining soil fertility. Nature 371:783-85

309. Tisdall, Oades, Organic matter and water-stable aggregates in soils. J. Soil Sci. 1982. V.33, 141-163.

310. Torn M.S., Trumbore S.E., Chadwick O.A., Vitousek P.M. & Hendricks D.M., 1997. Mineral control of soil organic carbon storage and turnover. Nature, 389, 170-173.

311. Troell E., 1931: The use of sodium hypobromide for the oxidation of organic matter in the mechanical analysis of soils.- J. Agric. Sci. 21,676-484.

312. Trumbore S.E., 1993 Comparison of carbon dynamics in tropical and temperate soils using radiocarbon measurements. Glob. Biogeochem. Cycles 7, 275-290.

313. Trumbore S.E, Chadwick O.A. and Amundson R., 1996. Rapid exchange between soil carbon and atmospheric carbon dioxide driven by temperature change. Science 272, 393-396.

314. Trumbore S.E, Davidson EA, de Camargo PB, Nepstad DC, Martinelli LA., 1995. Belowground cycling of carbon in forests and pastures of eastern Amazonia. Glob. Biogeochem. Cycles 9:515-28.

315. Trumbore S.E., 1997. Potential responses of soil organic carbon to global environmental change. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:8284-91.

316. Trumbore S.E. 2000. Constraints on belowground carbon cycling from radiocarbon: the age of soil organic matter and respired C02. Ecol. Appl. 10:399411.

317. Turchenek L.W., Oades J.M. Fractionation of organo-mineral complexes by sedimentation and density techniques // Geoderma, 1979. V. 21. № 4. P. 311343

318. Walker P.R., 1966. Postglacial environments in relation to landscape and soils on the Cary drift, Iowa. Iowa State Univ. Agric. Home Econ. Res. Bull. 549, pp. 835-75.

319. Wang X., Yost R.S., Linquist B.A., 2001. Soil aggregate size affects phosphorus desorption from highly weathered soils and plant growth. Soil Sci. Soc. Am. J. 65, 139-146.

320. Wolters V., 2000. Invertebrate control of soil organic matter stability. Biology and Fertility of Soils, 31, 1-19.

Информация о работе

Печёнкина, Наталья Валериевна
кандидата биологических наук
Казань, 2009
ВАК 03.00.16

Диссертация

Отражение антропогенной аридизации Волжско-Камской лесостепи в гумусном состоянии и водно-физических свойствах черноземов - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Отражение антропогенной аридизации Волжско-Камской лесостепи в гумусном состоянии и водно-физических свойствах черноземов - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы