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"

московский государственный университет им. Ы. В. Ломоносова

Факультет почвоведения

На правах рукописи

БЕНЕДИКТОВА АННА ИГОРЕВНА

ВЛИЯНИЕ ДРЕВЕСНОЙ ШРЦ И ЮРОШКВРАЛЫШ КОШОСТОВ НА ГУКУСНОК СОСТОЯНИЕ АЛЛеВИАЛЫЮЯ ДЕРНОВО-ГЛКЕ0ОЯ

почш

Специальность 03. 00. 27 - Почвоведение

автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биодогических наук

Москва - 1994

Работа выполнена на кафедре химии почв факультета почвоведения Московского государственного университета им. А1 Е Ломоносова

Научный руководитель

Научный консультант Официальные оппоненты

Ведущая организация

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

Защита состоится "Лр" дхиой^А 1994 г. в 15: 30 часов в аудитории М-2 на заседании специализированного совета К 053. 05.16. ИГУ им. М. В. Ломоносова.

'Созывы на автореферат просим направлять по адресу. 119899, Москва, ГСП, Ленинские горы, МГУ, факультет почвоведения учёный совет.

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

Автореферат разослан " " НСЛ § ^¡Х ^ддд г<

I

Ученый секретарь специализированного совета

Мотузова 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 настояшэе время важное значение приобретает применение в сельском хозяйстве новых, нетрадиционных видов органического сырья, В настоящее время перспективным может стать широкое применение многотоннахных 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 окрутаюпцэй 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 остактся направленность и особенности изменения гумуса.

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

_ о -

А*

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 короминеральнън компостов в условиях микрополевого опыта;

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

- оценить фиготокеичность 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 институток леса и лесохимии в соответствии с координационным планок академии наук по направлению 2.14. "Научные основы переработки и использования древесины". Работа является часты: комплексных исследований, проводимых в соответствии с проектом "Нетрадиционные источники повышения плодородия почв" пс теме 01, проектом РФФИ N93-04-20085 "Биосферные функции гуминовых веществ", также работа выполнеьа в рамках программь "Экологическая безопасность России" (контракт N ЭБР.9. Б. 7.).

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

- з -

¡нести вклад в теоретические и прикладные работы по проблеме 1ключения нетрадиционных органических удобрений в Сиологи-[еекий круговорот веществ.

Апробация работы. ' Основные результаты исследований были (оложены и обсуждены на конференции молодых ученых (1993), конференции молодых ученых (1994).отчетах научной работы Ар-:ангельского института леса к лесохимии (1992,1993), на заеданиях кафедры химии почв (1992,1993,1994).

Публикации. Ш теме диссертации опубликовано 6 работ, 2 !даны в печать.

Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, -' •лав, выводов, приложений. Основной материал изложен на ¡траницах машинописного текста, включая таблиц, "£1. рисков, <о фотографий. Список литературы включает ра-юг, в том числе ^¿А иностранных авторов. В Приложениях по-!ещены / У таблиц.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Исследования проводили путем постановки полевых, мо-(ельных и лабораторных опытов.

Летом 1991 года на опытном участке "Долгая полоса" опыт-га-производсгвенного хозяйства ПСПЭО "Архаягельскмелиорация" гами совместно с сотрудника)® Архангельского института леса ! лесохимии был заложен мелкоделяночный полевой опыт. Почва ■ аллювиальная дерново-глеевая среднесуглинистая на слоистом гесчаном аллювии. Участок поля был разбит на серию делянок, 1а которых в 3-х повторностях были размещены варианты опыта. 5ороминеральные компосты (НМК) получали путем двух (КМК 2) и деенадцатимесячного (КМК 12) компостирования древесной коры : добавлением минеральных удобрений - мочевины и двойного :уперфосфата из расчета 1,3%. N и 0,3% Рл05 на сухую массу соры.

Схема микрополевого опыта включала следующее варианты: I.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. КИК 12 - 300 :/га. 6. Кора древесная - 30О г/га.

Удобрения вносили однократно, используемая культура ->вес. Осенью на первый и второй годы действия удобрений были собраны смешанные образцы почв, взяты укссы овса к 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 NaOH и осаждением минеральной кислотой (Орлов,Гришина, 1980). Элементный состав гуминовых кислот определяли на CHN - анализаторе Karl о ЕгЬа, JIK-спектры препаратов гуминовых кислот снимали на спектрофотометре ИКС-29 с применением КЗг-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, элюент - НС1трис-буфер, содержащий ионный детергент - доде-цилсульфат натрия (Милановский,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 гидротермических условиях ■••• влажности 60% от общей вла-гоемкости и температуре 25-28°С. Образцы почвы отбирали через 15 , 35 , 65 , 95, 13D, 130 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.

Ситогоксичность 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 биомасс у.

- 5 -

ХАРАКТЕРНО! ЗЯА КОРЫ К КОГОЖНЕРАЛЪНЫХ КСШОСТОЕ 31 ИХ ВЛ31ЯШЕ НА НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ В таблице 1 представлена характеристика древесной коры и готовых корошшеральных когаюстов. Как видно из таблицы, компостирование коры с минеральными доСагками позволило подучить компосты, обладающие благоприятными значениями рН, близкими к нейтральным - 7,2 (КМК 2) и 6,6 (КМК 12), тогда как некомлосглрованная кора характеризовалась кислой реакцией среды. В компостах при компостировании добавленная мочевина аммонифицируется, образуя углекислый аммоний, вследст-

тзбл. 1

ХАРАКТЕРИСТИКА ДРЕЕЕСНСЯ КОРЫ И КОРОШШЕРАЛЬНЫХ КОШЮСТОВ

Объекты исследований рНводн Общее содержание, 7. 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 подцэлачиванг.е среда Яоромине-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 ЗШК 12 - соответственно в 3,7 и в 13 раз больие.

Енесение удобрений оказало положительное влияние на водно-физические свойства почвы. Так, объемная масса почвы снизилась до 0,8-0,9 г/о/по сравнению с 1,2 г/см3на контрольном варианте,полная влагоемкость почвы увеличилась с Еб£ до 70-857.. Измельченная древес на! кора характеризуется низкой объемной массой - 0,15-0,18 г/см и значительной влагоемкость ю - полная влагоемкость составляет 200-250% (Зо1Ь-гаа, 1979), всвязи с этим добавление коры и ксрокомпостов вызвало улучшение водно-физических свойств почеы.

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

снижение почвенной кислотности - значения рНсол увеличились с 4,6 на контроле до 5,2 ( ИИ 2 - ЗООт/га) и 5,1 (КМК 12 -300 т/га), рН водя - от 5,7 до 6,3 и 6,2 соответственно. На второй год действия удобрений значения рБсод и рНводн практически не изменились. Возросло содержание в почве основных элементов питания растений - количество общего азота увеличилось от 0,15% на контроле до 0Д9-0,21Х 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 КЖ

Табл.2

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

Подвшш. формы ЕНО,

Варианты, рн N общ, мг/100г почвы мг-экв/ЮОг

почвы

А, К

Нд0 КС1. почве РдОу Кд0

Контроль 5,7 4.6 0.15 4.7 10.1 13. 4

КМК 2-100 5,9 4,8 0,18 6,6 12,3 14,6

КЫК 2-300 6,3 5,2 0,19 14,4 13,4 16,4

КМК 12-100 5,8 4,7 0,19 7,3 11,5 14,6

КМК 12-300 6,2 5,1 0,21 15,1 12,1 16,3

Кора-300 5,7 4,6 0,15 5,3 14,9 16,2

НСРд5. 0,3 0,4 0,04 0,9 1,2 1,1

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

ВЛИЯНИЕ КОРОШНЕРАЛЬНЫХ КОМПОСТОВ И КОРЫ НА ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВЫ Внесение короминеральных компостов привело к возрастанию общего содержания в почве органического вещества пропорционально дозам удобрений - содержание общего углерода увеличилось при внесении КЫК 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 - X к почве, под чертой - X к Собщ)

Варианты, т/Та Собш„Х к почве Углерод фракций ГК Углерод фракций ОК Шгидр. остаток сгк Сфк

1 2. 3 сумма la 1 г 3 сумма

Контроль 1.23 0.17 13.8 0.10 8.1 0.14 11.4 0. 41 33.3 0. 08 6.5 0.11 8.9 0.07 5.7 0.09 7.3 0.35 28.5 0.47 28.2 . 1.17

КМК 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 4.8 8.1 4.8 5.9 23.6 42.5

КМК 2 -300 2. 55 0.43 16. 9 0. 03 3. 5 0.35 13. S 0.87 34.2 0.10 3.9 0.16 6.3 0.12 4.7 0.15 5.9 0. 53 20.8 1.15 45.0 1.64

КИЯ 12-100 2. 31 0. 41 17. 7 0. 09 3.9 0.30 13. 0 0. 30 34.6 0.10 4.3 0.16 6. 9 0.14 6.1 0.15 6.5 0. 55 23.3 0. 96 41.5 1.45

КМК 12-300 2. 87 0. 51 17.8 0. 08 2.. 8 0. 45 15.7 1.04 36. 3 0.11 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 - ЗСО 1. 92 0.23 0. 09 0. 22 0. 59 0.12 0.14 0.07 0. 14 0. 47 0. 86 1. 25

14. 6 л п *»« 1 11. 4 30. 7 6. 2 7.3 Р 7 7.3 24. 5 44. 8

HCPgs 0,11 0,15 0,13 0,21 0,07

12 содержание общего углерода возросло соответственно в 1,9 и 2,3 раса. 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. Значительно расширилось отношение Сгк: Сфк - от 1,17 на контрольном варианте до 1,64 при внесении КЩ 2 в дозе 300 г/га и до 1,73 при добавлении такой же дозы КЫК 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,на контроле,снижаясь до 20,8% по мере увеличения дозы корокомпостов. Некоторая часть органического вещества 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 КЫК. 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 КЫК и коры (на второй год исследований).

Таким образом, исследуемые удобрения уже в первые годы внесения в почву активно включатся в процесс гумификации, повышая содержание в почве обш^го углерода в 2,1-2,3 раза при дозах КЫК 200 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 кошостов вызвало увеличение содержания Собщ пропорционально дозам удобрений, причем наибольшее содержа-

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

Компостированные в почве короминерзльные компосты и кора различались по скорости и интенсивности гумификации. Кора, имеющая в своем составе большой процент трудноразлага-юшегося целлюлозно-дигнинного комплекса, гумифицировалась в почве дольше по сравнению с короминеральнши компсстами.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕПАРАТОВ ГУМИНОШХ КИСЛОТ

Для того, чтобы подробнее изучить роль органического вещества корокомпостов в изменении гумусного состояния почвы, нами были выделены препараты гуминовых кислот (ГК) из почв опыта и из коры и корокомпостов. Присутствие в коре феноль-ных кислот, а также других растворимых в 0,1н ИаОН веществ (дубильные вещества, углеводы и др.), приводит к тому, что получаемые препараты нельзя назвать истинно гуминовыма кислотами. Поэтому вещества, извлекаемые из древесной коры и компостов щелочной вытяжкой и- осаждающиеся дейс£аием 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% С, 4,8-5,5?. Н, содержание последнего несколько увеличивается на вариантах с внесением удобрений. Атомные отношения Н: 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 сравнению с ГН контроля говорит о возрастании Доли алифатических цепочек в гидролизуемой части молекул ГК. Исследуемые препараты ГК содержат 37-402 0 и 3,2-5,ОХ N. доля последнего несколько снижается в ГК удобренных почв по сравнению с контрольным вариантом.

Как видно из табл.4, компостирование приводит к изменению обуглероленности "ГК" - атомная доля С меняется от 37,5Х в "ГК" коры до 35,97. (КМК 2) и 39,27. (КШ 12). Значительно увеличивается доля азота в составе "ГК" - от 0,25 до 1,53 -2,847.. Отношение НС а препарате "ГК" коры равно 1,12, тогда как в "ГК" наиболее зрелого компоста КМК 12 - 0,94.

Спектры поглощения препаратов ГК почв в видимой области

Табл. 4

Элементный состав гуминовых кислот аллювиальной дерново-глеевой почвы /над чертой - массовые 7.,

под чертой - атомные 7./

Образец С Н 0 N Атомные отношения Е- С 0: С С: N

Контроль 52. 9 37, Г ГК почв: 4.83 37. 3 40,3 19,6 4. 97 3,00 1,09 0,53 12,4

НМК 2 - 100 52.8 35,6 5.34 42,8 33.1 19,3 3.72 2,15 1,20 0,54 16,2

НМК 2 - 300 53.7 35,7 5.53 43,7 37.1 18,5 3. 69 2,10 1,22 0,52 17,0

ШХ 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

КЩ 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 сравнении 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 ГК контроля.

а -контроль, б -КМК 12-300 т/га,, в -ЛШ 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 яе можно отметить' некоторые различия спектров ГК. разных вариантов опыта. Внесение в почву коры и

Д86Г

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

KiK 2, наиболее обогащэнных алифатическими цепочками, вызвало некоторое усиление поглощения в области 2940 и 2865 см , обусловленного валентными колебаниям! групп СНЛ и СН3, и в области 1455-1380 см", обусловленного их деформационными колебаниями, что говорит об увеличении содержания метильных и ыетиленовых групп. Полоса 1515 см свидетельствует о наличии ароматических С = С связей, прячем 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"1, характерная для углеводов.

В спектрах "ГК" коры и короминеральных компостов при-

Ц Ч Ч

сутствуют полосы 3420 см ,2940 и 2865 см, 1710 см, 1620 см, 1515 см! 1455 см"! 1260 см"? 1220 си"! ИЗО см! 1100 см? 1080 см"! ЮЭО см"! S50 см",' 625 см") 520 см"! 460 см? 420 см"*(рис. 3).

ШУ

. При явной обшрости спектров имеются некоторые особенности. Так, полосы поглощения групп СНа и СН3 (2940,2865 см*'и в интервале 1455-1380 см ) несколько интенсивнее в спектре "ГК" двухмесячного компоста КШ 2, чем в спектре "ГК" коры; дальнейшее компостирование срогам до двенадцати месяцев (КИК 1?) привело к снижении 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*1). 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 ИХ- спектров. Препарат "ГК" коры обладает рядом особенностей в строении молекулы. Препараты "ГК" короминеральных компостов обладают 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 имеет вид пологой кривой, образуя шлейф по мере увеличения элтационного объема. По плошэдям 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 ).

CL S vi е г

t\ J Л 1 А \ ife

J 1 Ч ¡1 Ve ! 1 1 ! 1 J 1 N [Яг | J и 1 Va Ч\ | J ч \Ге

Рис. 4. Гель-хроматограммы ГК псчв опыта: а - контроль, б - КМН 2 -ЗООт/га, в - КМК 12 -ЗООг/га, г - кора -ЗООт/га

- 14 -

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

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

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ КОРЫ И КОРОМИНЕРАЛЬНЫХ КОМПОСТОВ НА РАЗВИТИЕ И УРОЖАЯ ОВСА

Результаты полевых опытов показали, что использование коромшерадьнкх компостов вызвало увеличение урожая овса по сравнению с контролем. Так, при внесении КШ 2 в дозах 100 и 300 т/га прибавка урожая в первый год составила 83 и 108%, на вариантах с КМК 12 - 146 и 266Х 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 ко-роминерадьных 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 - 100Z независимо от доз используемых компостов. Длина и масса наземной части растений на 58-131Х больше по сравнению с контролем, подземной части - на 10-247. больше. Эксперименты показали, что кора обладает выраженным фитотоксическим аффектом по отношению к используемой культуре. Добавление коры привело к. торможению развития растений, на этих вариантах самый медленный рост овса. Всхожесть семян овса составила 557., причем проростки появились на двое суток позлее, чем на контрольных вариантах. Под влиянием коры значительно уменьшаются длина и масса наземной и подземной частей растений, составляя 43-517. к контролю. Аналогичный эффект мы наблюдали, изучая морфологию трехнедельных проростков овса.

- 15 -ВЫВОДЫ

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

2. При 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 т/га 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 1,237. на контроле до 2,87Х, при внесении второго - до 2,55%; величина Сгк: Сфк возросла от 1,17 на контроле до 1,73 и до 1,64 соответственно. Внесение коры повысило содёржание Собщ в 1,6 раза, величина Сгк: Сфк 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 "гуминовымн кислотами". "ГК" компостов имеют состав и строение, сходные с почвенными ГК, "ГК" коры имеют определенные особенности а составе и строении молекулы ( обедненность азотом, характер ИК-спектров).

4. Из почв опыта бьш выделены и изучены препараты ГК. ГК почв с внесением короминерадьных 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 СЩ).характером гель-хроматограш и данными элементного состава (увеличение Bsc). Это, вероятно, свидетельствует о формировании в почве

при внесении коры к корокомпостов новообразованных ГК с более развитой глдролизуемой частью молекулы по сравнению с ГК контроля. Добавление в почву короминеральных компостов уже в первые годы оказывает влияние на формирование гуминовых кислот е 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 некомпосгированная кора снижает урожай в 4 раза. В лабораторных опытах проявление фитотоксического эффекта ком-постов по отношении к тест-культуре не обнаружено. Свежая кора обладает выраженным фитотоксическим эффектом.

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

Список работ, 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 Е Изменение свойств и гу-мусного состояния аллювиальной дерново-глеевой почвы под влиянием коры и корокомпоста //Материалы отчетн. сессии по итога).! научно-иссл. работ эа 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. Теэ. докл. конф. молодых ученых ф-та почвоведения МГУ. Красновидово, 23-28 мая 1993г. /Москва, 1994. -С. 74.

5. Бенедиктова А. И., Аммосова Я И. Испытание короминеральных компостов на аллювиальной дерново-глеевой почве архангельской области //Вестник Моск. ун-та, 1994, N1. -С. 41-44.

6. Orlov D. S, Aimosova Y. M., Yakimenko 0. S and A. I. Benediktova. Hunuo 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. SessionS. P. 18.

7. Аммосова Я M.,Бенедиктова А. И. .Орлов Д. С. Влияние коры и короминеральных комлостов 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/У 9Н Формат 60x84/8

Усл. печ. л. 4, IS

Типография Россельхозакадемии 115598, Москва, ул. Ягрдная, 12.

Заказ №5" Тираж