Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние древесной коры и короминеральных компостов на гумусное состояние аллювиальной дерново-глеевой почвы

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Влияние древесной коры и короминеральных компостов на гумусное состояние аллювиальной дерново-глеевой почвы"

Р Г 5 ОсДковския государственный университет

им. Ы. В. Ломоносова

1 ^ дьк т

Факультет почвоведения

На правах рукописи

бенедиктова анна игоревна

ВЛИЯНИЕ ДРЕВЕСНОЙ КОРЫ И КОРОШ1ШРАЛЫШХ КОЮЮСТОВ ЗИЛ ГУЫУСНОЕ СОСТОЯНИЕ АЛЛЮВИАЛЬНОЙ ДЕРНОВО- Г-ЛЕЕВОЯ ПО"1Ви

Специальность 03.00. 27 - Почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1994

Работа выполнена на кафедре химии почв факультета почвоведения Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова

кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник Аммосова Яна Максимовна кандидат биологических наук Варфоломеев Лев Александрович доктор биологических наук Шэвцова Людмила Константиновна кандидат биологических наук Богатырев Лев Георгиевич Тимирязевская сельскохозяйственная академия

Зашита состоится ",¿0 " 1994 г. в 15:30 часов

в аудитории М-2 на заседании специализированного совета К. 053. 05.16. МГУ им. М. В. Ломоносова.

' Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: 119899, Москва, ГСП, Ленинские горы, МГУ, факультет почвоведения, ученый совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ им. 11 В. Ломоносова.

'Автореферат разослан кл\С(/^' 1994 Г.

Научный руководитель

Научный консультант Официальные оппоненты -

Ведущая организация

Ученый секретарь специализированного совета

Штузова Г. Е

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В системе мероприятий, направленных на подъем сельскохозяйственного производства, сохранение и повышение плодородия почв, одно из главных мест принадлежит органическим удобрениям как самому многофакторному и радикальному средству окультуривания почв. Особенно важно систематическое применение органических удобрений на малоплодородных, обедненных гумусом почвах севера Европейской части нашей страны.

В связи с дефицитом традиционных органических удобрений в настоящэе время важое значение приобретает применение в сельском хозяйстве новых, нетрадиционных видов органического сырья. В настоящее время перспективны)/ может стать широкое применение многотоннажных отходов промышленности в качестве компонентов органических удобрений. Одним из таких отходов является древесная кора, миллионы тонн которой ежегодно скапливаются на свалках в результате деятельности деревопе-рерабатывающих предприятий нашей страны и являются источником загрязнения окружающей среды. Поэтому проблема вторичного использования такого органического отхода приобрела не только хозяйственное, но и экологическое значение. Использование коры для приготовления органических удобрений могло бы способствовать одновременному решению двух важных народнохозяйственных задач: снижению уровня загрязнения окружающей среды и предотвращению деградации почв, связанной с дефицитом гумуса.

В литературе имеются данные, свидетельствующие о целесообразности использования коровых компостов в качестве органических удобрений, повышающих урожай сельскохозяйственных культур. Однако влияние короминеральных компостов на свойства почвы, почвообразовательный процесс 'изучено недостаточно, невыясненными остаются направленность и особенности изменения гумуса.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы являлось изучение влияния отхода деревоперерабатывающей промышленности - коры и короминеральных компостов на некоторые свойства и гумусное состояние аллювиальной дерново-глеезой почвы.

_ ч -к

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

- изучить основные свойства древесной коры и коромине-ральных компостов;

- определить характер изменения основных физико-химических свойств почвы под воздействием коры и короминеральных компостов в условиях микрополевого опыта;

- изучить гумусное состояние аллювиальной дерново-глее-вай почвы и физико-химические свойства гуминовых кислот при использовании нетрадиционных органических удобрений на основе коры в условиях микрополевого и модельного опытов;

- оценить фитотоксичность коры и короминеральных компостов в лабораторных экспериментах.

Научная новизна работы. Проводилось изучение влияния нетрадиционных органических удобрений - коры и короминеральных компостов на гумусное состояние аллювиальной дерно-во-глеевой почвы, выявлена направленность процесса гумификации удобрений в почве в условиях полевых и модельных опытов, дана оценка влияния удобрений на водно-физические и агрохимические свойства почвы. Впервые были получены и исследованы препараты гуминовых кислот аллювиальной дерново-глее-вой почвы при внесении коры и корокомпостов. Изучены физико-химические свойства препаратов гуминовых кислот, определены особенности их состава и строения при применении удобрений.

Практическая ценность. Работа выполнялась на основе договора о научном сострудничестве с Архангельским институтом леса и лесохимии в соответствии с координационным планом академии наук по направлению 2.14. "Научные основы переработки и использования древесины". Работа является частью комплексных исследований, проводимых в соответствии с проектом "Нетрадиционные источники повышения плодородия почв" по теме 01, проектом РФСИ №3-04-20085 "Биосферные функции гуминовых веществ", также работа выполнеьа в рамках программы "Экологическая безопасность России" (контракт N ЭБР .9. 5.7.).

Установленные изменения содержания и состава гумусовых веществ аллювиальной дерново-глеевой почвы под воздействием короминеральных компостов могут быть использованы при разработке мероприятий по улучшению гумурного состояния малоплодородных почв севера Европейской части РФ, а также могут

внести вклад в теоретические и прикладные работы по проблеме включения нетрадиционных органических удобрений в биологический круговорот вешэств.

Апробация работы " Основные результаты исследований были доложены и обсуждены на конференции молодых ученых (1993), конференции молодых ученых( 1994), отчетах научной работы Архангельского института леса и лесохимии (1992,1993), на заседаниях кафедры химии почв (1992,1993,1994).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ, 2 сданы в печать.

Объем диссертации. Диссертация состоит ira введения, глав, выводов, приложений. Основной материал изложен на страницах машинописного текста, включая ¿2 таблиц, У рисунков, 7 фотографий. Список литературы включает f<fP работ, в том числе У/ иностранных авторов. В Приложениях помещены ¿е2 таблиц.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДО ИССЛЕДОВАНИЙ.

Исследования проводили путем постановки полевых, модельных и лабораторных опытов.

Летом 1991 года на опытном участке "Долгая полоса" опытно-производственного хозяйства ПСПЭО "Архангельс^.елиорация" наш совместно с сотрудниками Архангельского института леса и лесохимии был заложен мелкоделяночный полевой опыт. Почва - аллювиальная дерново-глеевая среднесуглинистая на слоистом песчаном аллювии. Участок поля был разбит на серию делянок, на которых в 3-х повторностях были размещены варианты опыта. Короминеральные компост (КМК) получали путем двух (КМК 2) и двенадцатимесячного (КМК 12) компостирования древесной коры с добавлением минеральных удобрений - мочевины и двойного суперфосфата из расчета 1,3% N и 0,3% Рл05 на сухую массу коры.

Схема микрополевого опыта включала следующие варианты; 1.Контроль (без внесения удобрений); 2.КМК 2 - доза 100 т/га; 3. КМК 2 - доза 300 т/га; 4. КМК 12 - 100 т/га; 5. КШ 12 - 300 т/га. 6. Кора древесная - 300 т/га.

Удобрения вносили однократно, используемая культура -овес. Осенью на первый и второй годы действия удобрений были отобраны смешанные образцы почв, взяты укосы овса и взвешена

растительная биомасса.

Лабораторные и модельные опыты выполняли на кафедре химии почв факультета почвоведения МГУ. Основные химические анализы почв были определены общепринятыми методами (Аринуш-кина, 1970). Групповой и фракционный состав гумуса определяли по Пономаревой-Плотниковой. Определение выхода липидов осуществлялось экстракцией на аппарате "Soxtec" фирмы Tekator в смеси растворителей спирт: бензол (1:1). Препараты гуминовых кислот из коры, компостов и почвы получали извлечением 0,1 н раствором МаОН и осаждением минеральной кислотой (Орлов,Гришина, 1980). Элементный состав гуминовых кислот определяли на CHN - анализаторе Karlo Erba, ИК-спектры препаратов гуминовых кислот снимали на спектрофотометре ИКС-29 с применением КВг-техники,спектры поглощения в видимой области спектра получали на спектрофотометре СФ-14. Гель-хроматографию проводили с помощью геля G-75 на установке с проточной кюветой, элгаент - Ю1трис-буфер, содержащий ионный детергент - доде-цилсульфат натрия (Милановс кий, 1984), начальный и конечный объемы колонки были определены по голубому декстрану и бих-ромату калия.

В лабораторных условиях был поставлен модельный эксперимент, включающий компостирование в почве различных доз коро-минеральных компостов 2-х и 12-ти месяцев компостирования, древесной коры и вариант с добавлением в почву мочевины и двойного суперфосфата; модельный опыт протекал в оптимальных гидрогермических условиях влажности бОХ от общей вла-гоемкости и температуре 25-28°С. Образцы почвы отбирали через 15 , 35 , 65, 95, 130, 180 и 250 дней. Целью модельного опыта была попытка оценить направленность трансформации в почве исследуемых органических удобрений, исследовалась динамика содержания и состава гумуса почвы под влиянием коровьи удобрений.

Фитотоксичность древесной коры и короминеральных компостов определяли в лабораторном эксперименте. В стеклянных стаканах с различными дозами удобрений проращивали семена тест-культуры (овса) в течение трех недель. Потом проростки осторожно извлекали из почвы и измеряли длину их наземной и подземной частей, а также взвешивали воздушно-сухую биомас-

ХАРАКТЕРИСТИКА КОРЫ И КОРОМИНЕРАЛЬНЫХ КОШТОСТОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ В таблице 1 представлена характеристика древесной коры и готовых короминеральных компостов. Как видно на таблицы, компостирование коры с минеральными добавками позволило получить компосты, обладание благоприятными значениями рН, близкими к нейтральным - 7,2 (КМК 2) и 6,6 (КМК 12), тогда как некомпостированная кора характеризовалась кислой реакцией среды. В компостах при компостировании добавленная мочевина аммонифицируется, образуя углекислый аммоний, вследст-

табл. 1

ХАРАКТЕРИСТИКА ДРЕЕЕСНСЯ КОРЫ И КОРОМИНЕРАЛЬНЫХ КОМПОСТОВ

Объекты исследований рНводн Общее содержание, X к массе Зольность, X к массе

С N Р К

Кора 5,2 33,4 0,52 0,04 0,30 5,9

КМК 2 7,2 36,8 1,50 0,25 0,23 9,9

КМК 12 6,6 34,5 1,90 0,52 0,10 12,7

вследствие чего происходит подщрлачивание среды. Коромине-ральные компосты обогащены по сравнению с корой необходимыми для растений азотом и фосфором. Так, КМК 2 содержит азота в 2,9 и фосфора в 6,3 раза больше, чем исходная кора, а ЯМК 12 - соответственно в 3,7 и в 13 раз больше.

Внесение удобрений оказало положительное влияние на водно-физические свойства почвы. Так, объемная масса почвы снизилась до 0,8-0,9 г/сьЗ?по сравнению с 1,2 г/см4 на контрольном варианте,полная влагоемкость почвы увеличилась с 55* до 70-85%. Измельченная древесная кора характеризуется низкой объемной массой - 0,15-0,18 г/см и значительной влагоемкость® - полная влагоемкость составляет 200-2503; (5о1Ь-гаа,1979), всвязи с этим, добавление коры и корокомпостов вызвало улучшение водно-физических свойств почеы.

Применение корокомпостов привело к улучшению агрохимических свойств пахотного горизонта почвы (табл.2). Произошло

- б -

снижение почвенной кислотности - значения рНсол увеличились с 4,6 на контроле до 5,2 ( КМК 2 - ЗООт/га) и 5,1 (КМК 12 -300 т/га), рН водн - от 5,7 до 6,3 и 6,2 соответственно. На второй год действия удобрений значения рНсол и рНводн практически не изменились. Возросло содержание в почве основных элементов питания растений - количество общего азота увеличилось от 0,15% на контроле до 0,19-0,21% при внесении компостов в дозах 300 т/га. Количество подвижных форм фосфора повысилось от 4,7 мг/100г почвы до 14,4 - 15,1 мг/100г при добавлении максимальных доз КМК.

Табл.2

АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПАХОТНОГО ГОРИЗОНТА ПОЧВЫ (1-й год опьгга)

Варианты, т/га РН N общ, X к почве Шдвижн. формы мг/ЮОг почвы ЕКО, мг-экв/ЮОг почвы

н4о KCL P*0s Кд0

Контроль КМК 2-100 КЫК 2-300 КМК 12-100 КМК 12-300 Кора-300 5.7 5,9 6,3 5.8 6,2 5,7 4.6 4,8 5,2 4.7 5,1 4,6 0.15 0,18 0,19 0,19 0,21 0,15 4.7 6,6 14,4 7,3 15,1 5,3 10.1 12.3 13.4 11.5 12,1 11,9 13.4 14,6 16,4 14,6 16,3 16,2 .

HCPgj- 0,3 0,4 0,04 0,9 1,2 1,1

Несколько увеличилась емкость катионного обмена почвы - от 13,4 мг-экв/100г почвы на контроле до 16,2-16,4 мг-экв/100г при высоких дозах коры и компостов.

ВЛИЯНИЕ КОРОМИНЕРАЛЬШХ КОМПОСТОВ И КОРЫ НА ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ГОЧВЫ Внесение короминерадьных компостов привело к возрастанию общего содержания в почве органического вещества пропорционально дозам удобрений - содержание обшэго углерода увеличилось при внесении КМК 2 в дозе 100 т/га в 1,5 раза, в дозе 300 т/га - в 2,1 раза (табл.3). При добавлении в почву КМК

Табл.3

Групповой и фракционный состав гумуса в пахотном слое аллювиальной дерново-глеевой почвы (содержание углерода: над чертой - 7. к почве, под чертой - 7. к Собщ)

Варианты, т/га Собщ, 7. к почве Углерод фракций ГК Углерод фракций ФК Негидр, остаток СГК Сфк

1 2. 3 сумма 1а 1 2 3 сумма

Контроль 1.23 0.17 13.8 0.10 8.1 0.14 11.4 0. 41 23.3 0.08 6.5 0.11 8.9 0.07 5.7 0.09 7.3 0.35 28.5 0.47 38.2. 1.17

кик 2 -100 1.86 0.32 0.10 0. 21" 0.63 0.09 0.15 0.09 0.11 0.44 0. 79 1.43

17.2 5.4 11. 3 33.9 4.3 8.1 4.8 5.9 23.6 42.5

КМК 2 -300 2. 55 0.43 0.09 0.35 0.87 0.10 0.16 0.12 0.15 0. 53 1.15 1.64

16.9 3.5 13. 3 34.2 3.9 6.3 4.7 5.9 20.8 45.0

КЪЯ 12-100 2. 31 0. 41 0.09 0.30 0. 30 0.10 0.16 0.14 0.15 0. 55 0. 96 1.45

17. 7 3.9 13.0 34.6 4.3 6.9 6.1 6.5 23.8 41. 5

КМК 12-300 2. 87 0.51 . 17.8 0. 03 2.8 0. 45 15.7 1.04 36. 3 О.Ц 3.8 0. 17 5.9 0. 16 5.6 0.16 5.6 0.60 20.9 1. 23 42.8 1. 73

Кора - 300 1.92 0.23 14.6 0. 09 4 7 0. 22 11. 4 0. 59 20. 7 0. 12 6.2 0.14 7.3 0.07 3. 7 0.14 7.3 0. 47 24.5 0. 86 44. 8 1.25

НСР95 0,11 0,15 0,13 0,21 0,07

12 содержание общего углерода возросло соответственно в 1,9 и 2,3 раза. Внесение коры вызвало возрастание содержания общего углерода в 1,6 раза.

Результаты анализа группового и фракционного состава гумуса почвы показали благоприятные изменения его качественного состава. Значительна распиралось отношение Сгк: Сфк - от 1,17 на контрольном варианте до 1,64 при внесении КМК 2 в дозе 300 т/га и до 1,73 при добавлении такой же дозы КМК 12 (табл. 3). Возрастание величины Сгк: Сфк произошло в основном за счет снижения доли фульвокислот и накопления гуминовых кислот. Как абсолютное, так и относительное содержание гуминовых кислот увеличивается после внесения корокомпостов. Углерод гуминовых кислот составляет 33,3-36,3% от количества общего углерода, аккумуляция происходит в основном за счет первой фракции. Добавление коры, напротив, привело к некоторому снижению доли гуминовых кислот по сравнению с контрольным вариантом. Относительное содержание фульвокислот составляет 28,5% на контроле,снижаясь до 20,8% по мере увеличения дозы корокомпостов. Некоторая часть органического вешрства внесенных удобрений перешла в состав негидролизуемого остатка. Внесение древесной коры в первые годы оказывает менее благоприятное влияние на гумусное состояние почвы по сравнению с корокомпостами. Так, содержание общего углерода в почве на вариантах с корой в 1,3-1,5 раза ниже, чем при добавлении таких же доз 1ШК. Также наблюдается меньшее абсолютное и относительное содержание гуминовых кислот, доля фульвокислот на 4% больше. Соответственно отношение Сгк: Сфк составляет 1,3, тогда как в почве, удобренной корокомпостами - 1,7.

Аналогичные тенденции-сохранились и в последействии НМК и коры (на второй год исследований).

Таким образом, исследуемые удобрения уже в первые годы внесения в почву активно включаются в процесс гумификации, повышая содержание в почве обшрго углерода в 2,1-2,3 раза при дозах КМК 300 т/га, положительно влияя на качественный состав гумуса почвы: величина Сгк:Сфк возросла от 1,2 на контроле до 1,7.

В модельном опыте показано, что добавление в почву коро-ыинеральных компостов вызвало увеличение содержания Собщ пропорционально дозам удобрений, причем наибольшее содержа-

ние в почве Собщ достигалось на вариантах с внесением КМК 12.

Компостированные в почве короминеральные кошосты и кора различались по скорости и интенсивности гумификации. Кора, имеющая в своем составе большой процент труднораэлага-ющэгося целлюлозно-лигнинного комплекса, гумифицировалась в почве дольше по сравнению с короминеральными компостами.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕПАРАТОВ ГУШНОЕЫХ КИСЛОТ

Для того, чтобы подробнее изучить роль органического вещества корокомпостов в изменении гумусного состояния почвы, нами были выделены препараты гуминовых кислот (РК) из почв опыта и из коры и корокомпостов. Присутствие в коре феноль-ных кислот, а также других растворимых в 0,1н ЫаОН веществ (дубильные вещества, углеводы и др.), приводит к тому, что получаемые препараты нельзя назвать истинно гуминовыми кислотами. Поэтому вещества, извлекаемые из древесной коры и компостов щелочной вытяжкой и- осаждающиеся действием минеральной кислоты, мы только условно называем "гуминовыми кислотами".

Элементный состав препаратов гуминовых кислот, выделенных из почв опыта и "ГК" коры и КМК, представлен в табл. 4.

Гуминовые кислоты почв содержат 52-54.1 С, 4,8-5,5% Н, содержание последнего несколько увеличивается на вариантах с внесением удобрений. Атомные отношения й С соответственно изменяются от 1,09 в ГК контроля до 1,16-1,22 в ГК почв с добавлением коры и компостов. Наблюдаемая тенденция некоторого увеличения доли Н и снижения доли С в составе ГК почв опыта по сравнен™ с ГК контроля говорит о возрастании Доли алифатических цепочек в гидролизуемой части молекул ГК. Исследуемые препараты ГК содержат 37-40% О и 3,2-5,0% N. доля последнего несколько снижается в ГК удобренных почв по сравнению с контрольным вариантом.

Как видна из табл. 4, компостирование приводит к изменению обуглероженности "ГК" - атомная доля С меняется от 37,5% в "ГК" коры до 35,9% (КЫК 2) и 39,2% (КМК 12). Значительно увеличивается доля азота в составе "ГК" - от 0,25 до 1,53 -2,84%. Отношение КС в препарате "ГН" коры равно 1,12, тогда как в "ГК" наиболее зрелого компоста КМК 12 - 0,94.

Спектры поглощения препаратов ГК почв в видимей области

Табл.4

Элементный состав гуминовых кислот аллювиальной дерново-глеевой почвы /над чертой - массовые X,

под чертой - атомные %/

Образец С Н 0 N Атомные отношения КС 0:0 С:М

Контроль 52.9 37,1' ГК почв: 4. 83 37. 3 40,3 19,6 4. 97 3,00 1,09 0,53 12,4

КМК 2 - 100 52.8 35,6 5.34 42,8 38.1 19,3 3.72 2,15 1,20 0,54 16,2

КМК 2 - 300 53.7 35,7 5. 53 43,7 37.1 18,5 3. 69 2,10 1,22 0,52 17,0

КМК 12 -100 52.4 35,4 5.37 43,0 38.2 19.3 4.00 2,31 1,21 0,55 15,3

КМК 12 -300 51.6 35.7 5.05 41,5 39.6 20,5 3.86 2,28 1,16 0,57 15,5

Кора - 300 52.0 35,4 5. 25 42,5 39.6 20,2 3.15 1,88 1,20 0,57 18,8

Кора 54.8 37,5 "ГК"удобрений: 5.16 39. 6 0,40 41,9 20,4 0,25 1,12 0,54 150,0

'КМК 2 53. 6 35,9 5. 41 43,2 38. 4 19,3 2. 60 1,53 1,20 0,53 23,5

КМК 12 53.1 39.2 4.20 36,9 38.1 21,1 4. 50 2,84 0,94 0,53 13,8

представлены на рис. 1. При однотипном характере спектральных кривых наблюдается некоторое снижение оптической плотности ГК после внесения кошостов и коры по сравнению с контрольным вариантом, коэффициент экстинкции изменился от 0,037 до 0,033. Исходя из этого можно предположить, что удобрения приводят к формированию в почве новообразованных гуминовых кислот с более развитой гидролизуемой частью молекулы по сравнению с Гй контроля.

а -контроль, б -КИК 12-300 т/га,, в -КМК 2-300 т/га, г -кора-300 т/га.

В ИК-спектрах всех гуминовых кислот, полученных из почв опыта, имеются полосы, характерные для почвенных гуминовых кислот (рис. 2). При наблюдаемой однотипности характера ИКС препаратов ГК, все же можно отметить некоторые различия спектров ГК. разных вариантов опыта Внесение в почву коры и

Л865"

Рис.2. ИК-спектры ГК почв опыта: а - контроль, б - КМК 2 - 300т/га,в - КМК 12-ЗООт/га, г - кора - ЗООт/га.

КМК 2, наиболее обогащенных алифатическими цепочками, вызвало некоторое усиление поглощения в области 2940 и 2865 см , обусловленного валентными колебаниями групп СНа и СЩ, и в области 1455-1380 см" , обусловленного их деформационными колебаниями, что говорит об увеличении содержания метильных и метиленовых групп. Полоса 1515 см свидетельствует о наличии ароматических С = С связей, причем в гуминовых кислотах почв с внесением коры и корокомпостов интенсивность поглощения в этой области несколько сильнее, чем в ГК контрольного варианта. По-видимому, это может быть объяснено поступлением в почву дополнительного органического вещества с корой, в которой много соединений бензоидного характера типа ароматических кислот, спиртов, альдегидов, фенолов. Полосы поглощения карбоксильных групп в области 1260 см соответствуют колебаниям групп С - О карбоксилов, и, возможно, фенолов, присутствует полоса 1030 см , характерная для углеводов.

В спектрах "ГК" коры и короминеральных компостов присутствуют полосы 3420 см ,2940 и 2865 СМ, 1710 см, 1620 см, 1515 см, 1455 см, 1260 см'? 1220 см, ИЗО см? 1100 см? 1080 см"? 1030 си, 950 см",' 625 см? 520 см? 460 см"? 420 см"*(ркс. 3).

Ш5Г

. Цри явной общности спектров имеются некоторые особенности. Так, полосы поглощения групп СНд и СН3 (2940,2865 см'и в интервале 1455-1380 см ) несколько интенсивнее в спектре "ГК" двухмесячного компоста КЫК 2, чем в спектре "ГК" коры; дальнейшее компостирование сроком до двенадцати месяцев (КЫК 12) привело к снижению интенсивности поглощения в этой .области спектра Очевидно, в самом начале компостирования в процессе гумификации коры образуются новообразованные гуми-

новые кислоты с развитой алифатической частью молекул, а при дальнейшем компостировании по мере созревания ГК доля алифатических цепей в составе молекул ГК сокращается.

Препарат "ГК" коры имеет сравнительно сильную полосу поглощения, обусловленную наличием ароматических С = С связей (1515 см'). Спектры "ГК" корокомпостов характеризуются менее интенсивным поглощением в этой области.

Итак, во всех гуминовых кислотах, выделенных из почв с внесением коры, короминеральных компостов и из контрольной почвы при наличии некоторых особенностей сохраняется однотипность характера ИК-спектров. Препарат "ГК" коры обладает рядом особенностей в строении молекулы. Препараты "ГК" короминеральных компостов обладает характером ИК-спектров, несколько отличным от спектра "ГК" коры и близким к почвенным гуминовым кислотам.

Гель-хроматограммы ГК почв и "ГК" коры и короминеральных компостов имеют один четкий- максимум в высокомолекулярной области и максимум в среднемолекулярной области, низкомолекулярное плечо тлеет вид пологой кривой, образуя шлейф по мере увеличения элюационного объема. По площадям соответствующих пиков было рассчитано процентное содержание фракций.

При однотипном характере гель-хроматограмм ГК аллювиальной дерново-глеевой почвы до и после внесения удобрений можно' отметить тенденцию некоторого изменения молёкуляр-но-массового распределения гуминовых кислот почвы (рис.4 ).

- 14 -

Внесение удобрений привело к возрастанию доли среднемо-лекулярной фракции и сокращению высокомолекулярной. На вариантах с добавлением короминеральных компостов увеличивается количественный выход высокомолекулярной фракции, особенно при внесении КЫК 12.

Препараты "ГК" компостов отличаются от "ГК" коры большим содержанием среднемолекулярной фракции по сравнению с высокомолекулярной, причем более продолжительное компостирование привело к возрастанию относительного содержания среднемолекулярной фракции от 31,2% в "ГК" коры до 57,3% в "ГК" коро-компоста КИК 2 и 63,5Х в "ГК" корокомпоста КЫК 12.

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ КОРЫ И КОРОМИНЕРАЛЪНЫХ КОМПОСТОВ НА РАЗВИТИЕ И УРОЖАЙ ОВСА

Результаты полевых опытов показали, что использование короминералъных компостов вызвало увеличение урожая овса по сравнению с контролем. Так, при внесении КПК 2 в дозах 100 и 300 т/га прибавка урожая в первый год составила 88 и 108%, на вариантах с КМК 12 - 146 и 266% соответственно; на второй год также была получена прибавка урожая овса. Добавление в почву древесной коры привело к снижению урожая в 4 раза.

Е лабораторных экспериментах фитотоксический эффект короминералъных компостов по отношению к используемой тест-культуре (овес) не обнаружен. На вариантах, удобренных ком-постами, появление всходов опережалось на трое суток по сравнению с контрольными вариантами. Всхожесть семян - 100% независимо от доз используемых компостов. Длина и масса наземной части растений на 58-131Х больше по сравнению с контролем, подземной части - на 10-24% больше. Эксперименты показали, что кора обладает выраженным фитотоксическим эффектом по отношению к используемой культуре. Добавление коры привело к торможению развития растений, на этих вариантах самый медленный рост овса. Всхожесть семян овса составила 66Х, причем проростки появились на двое суток позже, чем на контрольных вариантах. Под влиянием коры значительно уменьшаются длина и масса наземной и подземной частей растений, составляя 43-61Х к контролю. Аналогичный эффект мы наблюдали, изучая морфологию трехнедельных проростков овса.

- 15 -ВЫВОДЫ

1. Внесение коры и короминеральных коыпостов приводит к улучшению водно-физических свойств пахотного горизонта аллювиальной дерново-глеевой почвьй объемная масса снизилась с 1,17 до 0,83-0,90 г/с>?, полная влагоемкость возросла на 13,6-28,4%). Корокомпосгы улучшают агрохимические свойства почвы - снизилась почвенная кислотность, возросло содержание основных элементов питания растений (увеличение общего азота при дозах компостов 300 т/га - в 1,2-1,4 раза, подвижного фосфора - в 3,1-3,2 раза); добавление коры практически не изменило указанные показатели.

2. Цри внесении короминерадьных компостов содержание в почве общего углерода увеличилось в 1,5-2,3 раза, произошло положительное влияние на качественный состав гумуса: снизилась доля фульвокислот, возросла доля гуминовых кислот (ГК), величина Сгк:Сфк возросла от 1,2 на-контроле до 1,7 на вариантах с внесением компостов в' дозах 300 г/гз. Внесение коро-минерального компоста 12-ти месяцев компостирования вызвало в первые годы действия более благоприятное влияние на гумус-ное состояние почвы, чем 2-х месячного компоста: при внесении первого в дозе 300 т/га содержание Собщ увеличилось от 1,23% на контроле до 2,87%, при внесении второго - до 2,55%; величина Сгге Сфк возросла от 1,17 на контроле до 1,73 и до 1,64 соответственно. Внесение коры повысило содержание Собщ в 1,6 раза, величина СггсСфк возросла от 1,17 до 1,25.

3. Из древесной коры и компостов извлекаются щелочной вытяжкой и осаждаются действием минеральной кислоты вещества, условно названные нами "гуминовыми кислотами". "РК" компостов имеют состав и строение, сходные с почвенными ГК, "ГК" коры имеют определенные особенности в составе и строении молекулы (обедненность азотом, характер ИК-спектров).

4. Из почв опыта были выделены и изучены препараты ГК ГК почв с внесением короминеральных компостов и коры отличаются от ГК контроля коэффициентами экстинкции (уменьшение от 0,037 на контроле до 0,033), характером ИК-спектров (увеличение интенсивности поглощения групп СНД и СН^).характером гель-хроматограмм и данными элементного состава (увеличение НгС). Это, вероятно, свидетельствует о формировании в почве

при внесении коры и корокомпостов новообразованных ГК с более развитой гядролизуемой частью молекулы по сравнению с ГК контроля. Добавление в почву короминеральных компостов уже в первые годы оказывает влияние на формирование гуминовых кислот в основном, очевидно, путем их фрагментарного обновления.

5. По данным полевых опытов, короминеральные компосты увеличивают урожай овса на 1-й и 2-й годы после внесения, тогда как некомпостированная кора снижает урожай в 4 раза. В лабораторных опытах проявление фитотоксического эффекта ком-постов по отношению к тест-культуре не обнаружено. Свежая кора обладает выраженным фитотоксическим эффектом.

6. Ка основании полученных результатов комплексных исследований показана целесообразность применения короминеральных компостов в качестве органических удобрений, положительно влияющие на свойства аллювиальной дерново-глеевой почвы.

Список райот, опубликованных по теме диссертации:

1. Бенедиктова А. И. Изучение влияния древесной коры и корокомпостов на некоторые свойства почвы и урожайность растений //Проблемы лесной биогеоценологии и методологические основы их решения. Тез. докл. международн. конф. молодых ученых. Йошкар-Ола, 21-24 мая 1992 г. - С. 21.

2. Бенедиктова А. И., Шапошникова Л а Изменение свойств и гу-мусного состояния аллювиальной дерново-глеевой почвы под влиянием коры и корокомпоста //Материалы отчетн. сессии по итогам научно-иссл. работ за 1991г. Архангельск, 1992.-С. 91-92.

3. Бенедиктова А. И. Использование короминеральных компостов как органических удобрений //Современные проблемы почвоведения и экологии. Тез. докл. конф. молодых ученых ф-та почвоведения МГУ. Красновидово, 1993г. /Москва, 1993. -С. 13.

4. Бенедиктова А. И. Некоторые особенности строения гуминовых кислот почвы, удобренной корой и короминеральными компостами //Современные проблемы почвоведения и экологии. Тез. докл. конф. молодых ученых ф-та почвоведения МГУ. Красновидово, 23-28 мая 1993г. /Москва, 1994. -С. 74.

5. Бенедиктова А. Я , Аммосова Я М. Испытание короминеральных компостов ка аллювиальной дерноЕО-глеевой почве архангельской области //Еестник Моск. ун-та, 1994, N1. -С. 41-44.

0. Orlov D. S.Ammosova Y. M. .Yakimenko 0. S and A. I. Benediktova. Humic substances from lignin,bark,composts and soils with composts //Transactions of the Seventh International Meeting of the International Humic Substances Society,3-8 July,1994. St. Augustine, Trinidad and Tobago. 1994. Session 8. P. 18..

7. Аммосова Я.M. ,Бенедиктова А.И.,Орлов Д.С. Влияние коры и короминеральных компостов на урожай, гумусное состояние и свойства гуминовых кислот аллювиальной дерново-глеевой почвы //Агрохимия, - в печати.

8. Сравнительная характеристика гуминовых кислот в компостированной древесной коре и аллювиальной дерново-глеевой почве /в соавторстве, - в печати.

Подписано в печать,/. /■/ 94 Формат 60x84/8

Усл. печ. л.

Типография Россельхозахадемии 115598, Москва, ул. Ягодная, 12.

Заказ

Тирах //f