Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние органических удобрений на состояние легкоразлагаемого органического вещества и свойства дерново-подзолистых почв

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Влияние органических удобрений на состояние легкоразлагаемого органического вещества и свойства дерново-подзолистых почв"

А-здаг

л.*

На правах рукописи СЕРЕДОВА Елена Михайловна

ВЛИЯНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ НА СОСТОЯНИЕ ЛЕГКОРАЗЛАГАЕМОГО ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА И СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ

Специальность 03.00.27 — Почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1998

'тлксхм

Диссертационная работа выполнена на кафедре почвоведения Московской сельскохозяйственной академии им. К. Л. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор биологических ¡наук, профессор Н. Ф. Ганжара.

Официальные оппепенты: академик РАСХН, доктор биологических наук, профессор Б. А. Ягодин; кандидат сельскохозяйственных паук, доцент В. Г. Ларешин.

Ведущая организация — Почвенный институт им. В. В. Докучаева.

Защита состоится . (ЛХкХС/^ , _ . 1993 г.

в . . . час па заседании диссертационного совета Д 120.35.02 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва И-550, ул. Тимирязевская, 49. Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА. Автореферат разослан

. 15 есп^СЪ/ЬА. .1998 г.

Ученый секретарь '

диссертационного совета —

кандидат биологических наук В. В. Говорина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Легкоразлагаемое органическое вещество почвы включает в себя неразложившиеся растительные остатки, органические вещества животного происхождения, объединяемые общим понятием - источники гумуса, а также промежуточные продукты их разложения и гумификации.

, Содержание легкораалагаемого органического вещества (ЛОВ4) в

составляет от, 3 до 40 т/га и Солее.

Исследованиями кафедры почвоведения установлена высокая - роль ЛОВ в формировании агрономических свойств почв и питании растений. Предложена методика определения оптимальных запасов содержания ЛОВ почв на основе содержания в нем азота. •

Показана возможность определения степени загрязнения почв по содержанию тяжелых металлов в ЛОВ почв (Озерова М.С., 1994). Установлена тесная корреляционная связь•урожайности сельскохозяйственных культур с содержанием в почве ЛОВ (Дедов A.B.,1992; Гакжара * Н.Ф., Борисов Б.А., 1997; (Парков И.Н. > 1997;)

Проведенные ранее исследования были ограничены рассмотрением в составе ЛОВ только азота, фосфора и калия. Такие элементы как кальций, магний, железо, марганец, медь, цинк и другие/выполняющие важные биологические функции, в составе ЛОВ пахотных почв практически не изучены.

Дель и задачи исследований. Цель исследования - изучение влияния ЛОВ разного состава на начальных стадиях его формирования на свойства дерново-подзолистых почв.

В задачи исследований входило:

- изучить влияние разных видов органических удобрений на содержание и состав ЛОВ;

- определить влияние ЛОВ разного состава на физико-химические; водно-физические свойства и биологическую активность дерново-подзолистых почв разной степени окультуренност^

- изучить возможность использования химического состава в качестве критерия оптимизации состояния органического вещества почв и условий питания растений.

■ Научная новизна, в качестве критериев оптимизации состояния органического вещества пахотных почв предлагается использовать показатели содержания и состава ЛОВ, Выявлены количественные показа-

пахотном слое почв колеблется в пределах 0,1-1,5Х. к массе почвы и

центральная

■iH/л С' ЛИОТЕКА

j, - HLfll

НАУЧИ/Ч Мосн..

^ 'лдемии

kl.

■ И!,'.

тели участит биогенньх элементов содержащихся в ЛОВ почв в питании растении Для оптимизации сбалансированного питания в качестве дополнительного показателя предлагается исчолъзевать соотношение элементов в составе ЛОВ почв

Практическая значимость. Установлена возможность использования показателей аналитического определения ЛОВ для целей контроля внесения и динамики содержания и состава внесенных средних и высоких доз органических удобрений (Солее 15 т/га сухого вещества).

Показано сравнительное действие разных видов и доз органических удобрений на свойства дерново подзолистых почв в первые два года после их внесения.

Выявлена эффективность действия вермиксмпоста на свойства дерново-подзолистых почв и урожайность кормовой свеклы, горчицы полевой и люпина Действие вермикомпоста на урожай было ниже по сравнению с литературными данными и рекламными проспектами.

Агробация результатов исследований. Основные положения дис-сертац/и доложены на научной конференции молодых учеьых Московской сельскохозяйственной академии им. H.A. Тимирязева (1998 г.). По теме исследований опубликованы две печатные работы.

06ърм и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографического списка, включающего 185 наименований. Работа изложена на à&D страницах машинописного текста, содержит 26 таблиц, 12 рисунков.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились на территории опытных полей МСХА в 1996-1997 гг.. расположенных в г. Москве в подзоне дерново-подзолистых почв южной тайги.

Для решения поставленных задач был заложен микроделяночный полевой опыт на хорошо окультуренной дерново-подзолистой легкосуглинистой почве Плодовой станции МСХА.

Почва опытного участка имела следующие показатели : содержание гумуса в пахотном слое - 4,5%, рНсол - 6,3, гидролитическая кислотность - 1,80 мг-экв. на 100 г почвы, сумма обменных оснований - 23.1 мг-экв. на 100 г почвы, содержание подвижных форм фосфора - 61 мг на 100 г почвы и калия - 18,2 мг на 100 г почвы. Схема опыта включалз И вариантов, различающихся разными видами и дозами органических удобрений 1) контроль (без удобрений); 2) навоз

— ; - -----1

I

7,5 т/га; 3) навоз 15 т/га; 4) навоз 25 г/га; 5) вермикомпост 6 т/га; 6) вермикомпост 11 т/га; 7) вермикомпост 17 т/га; 8) солома 5 т/га + 100 кг N; 9) содома 30 т/га + 200 кг N; 10) NPK; 11) торф 48 т/ra сухого вещества. С соломой дополнительно вносили аммиачную селитру. В варианте с NPK вносили нитрофоску из расчета Ngo кг д.в. на 1га. Повторность опыта четырехкратная. Расположение делянок рендомизировавное. Площадь опытной делянки -1м2.'

В 1996 г. высевали кормовую свеклу и горчицу полевую. В 1997 г. после свеклы кормовой высевали люпин, а после горчицы - свеклу кормовую.

Параллельно проводили исследования в опыте, заложенном весной. 1996 г. на слабоокультуренной дерново-подзолистой, почве Полевой станции МСХА. Почва опытного участка'имела следующие показатели: содержание гумуса в пахотном слое - 2,1%, рНСол.- 5.8, гидролитическая кислотность - 1,87 мг-экв. на 100 г почвы, сумма обменных оснований - 21,4 мг-экв. на 100 г почвы, содержание подвижных форм фосфора - 13,3 мг на 100 г почвы и калия - 7,3 мг на 100 г почвы. Схема опыта включала 8 вариантов: 1) контроль (без удобрений); 2) чистый пар; 3) N60 Р60 К60 - фон; 4) фон + сидераты 5 т/га; 5) фон-+ навоз 5 т/га; б) фон + торф 5 т/га; 7) фон + солома 5 т/га; 8) фон + вермикомпост 5 т/га сухого вещества, в качестве минеральных удобрений вносили аммиачную селитру, суперфосфат двойной и калий хлористый. Повторность опыта четырехкратная. Делянки расположены в опыте методом организованных повторений. Размер опытной делянки -1м2.

Определение содержания ЛОВ и выделение его препаративно для анализа проводили с помощью тяжелой жидкости (йодистого калия) по методике, разработанной на кафедре почвоведения МСХА (Ганжара Н.Ф., Борисов В.Д., 1988). Элементный состав ЛОВ определяли на атомно-адсорбционном спектрофотометре в 1 н. HCL. Содержание подвижных форм микроэлементов в почве определяли по Крупскому Н.К. и Александровой A.M. в ацетатно-аммонийном буферном растворе с рН 4,8 на атомно-адсорбционном спектрофотометре.

■ Общую биологическую активность почвы определяли по интенсивности выделения углекислого газа и разложению целлюлозы аппликационным методом. .

. Физико-химические и агрохимические свойства почв определяли по общепринятым методикам.

Математическую обработку данных проводили методами дисперсион-

ного и корреляционно-регрессионного анализа ( Доспехов Ь.А.,1985; Дмитриев Е.А.,1972).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ВЛИЯНИЕ ЛОВ НА ФИЗИК0-ХИМИЧЕСКИЕ, ВОЯНО-ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ Я ЭФФЕКТИВНОЕ ПЛОДОРОДИЕ

ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ РАЗНОЙ СТЕПЕНИ ОКУЛЬТУРЕННОСТИ

С содержанием органических Еетеств и их составом тесно связаны физлко-химические свойства почв. Поглотительная способность органических почвенных коллоидов значительно превышает поглотительную способность минеральных коллоидов.

Рассматриваемые нами органические удобрения имели довольно высокую поглотительную способность, так емкость катионного обмена торфа составляла 175 мг -^кв на 100 г субстрата, вермикомпоста -230. резки соломы - 110 мг-экв на 100 г субстрата.

При разовом внесении разьые виды и дозы изучаемых удобрений в год непосредственного их внесения в хорошо окультуренную дерново-подзолистую почву существенного влияния на сумму обменных оснований. емкость катионного обмена и кислотность не оказывали. Исключение составил торф, при внесении которого наблюдалось достоверное снижение величины pH и увеличение гидролитической кислотности. Это обусловлено высоким содержанием кальция и органических веществ в его составе.

Существенное влияние на снижение плотности, плотности твердой фазы, ка полярной влагоемкости и максимальной гигроскопической влажности хорошо окультуренной почвы оказали только высокие дозы вносимых в почву удобрении

На слабоокультуренной дерново-подзолистой почве органические удобрения в дозе 5 т/га на фоне NPK существенного влияния на капиллярную влагоемкость и максимальную гигроскопическую влажность* не сказали.

Активность и направленность биологических процессов, протекающих в "очве. определяют скорость трансформации различных соединений. разложение растительных остатков, накопление элементов питания растений и в конечном счете плодородие почв.

Интенсивность образования и выделения СОг служит суммарным показателем биологическои активности почв, достаточно полно отра-

жающим интенсивность различных биологических и биохимических процессов протекающих в ней, а также показателем интенсивности минерализации органического вещества почвы..

На хорошо окультуренной дерново-подзолистой почве в 1-й год • последействия органических удобрений интенсивность выделения почвой СОг была выше на посевах люпина, чем на посевах свеклы кормовой, что связано с более высоким содержанием ЛОВ в почве, обусловленное разной скоростью минерализации органического вещества вносимых удобрений в предыдущий год исследований. Во-всех вариантах опыта наблюдалось снижение интенсивности выделения почвой углекислоты к концу вегетационного периода. •

Важным показателем биологической активности почв является ее • целлюлозолитическая активность. Этот показатель учитывает суммарный эффект деятельности многих Физиологических групп микроорганизмов. - •• - - - - -

Разложение целлюлозы в хорошо окультуренной дерново-подзолистой почве в 1-й год последействия удобрений протекало более интенсивно под посевами свеклы кормовой, чем люпина, что связано с лучшим воздушным режимом почвы, который был обусловлен периодическим проведением междурядных обработок.

Наиболее интенсивное разложение целлюлозы на слабоокультурен-ной дерново-подзолистой почве при внесении удобрений в дозе 5 т/га на фоне МРК было отмечено при внесении вермикомпоста - на 31,52 больше, чем в контрольном варианте.

Непосредственно в год внесения удобрений существенная прибавка урожая кормовой свеклы была получена при средних и высоких дозах навоза и вермикомпоста. Причем низкие дозы вермикомпоста не уступали по действию на урожай кормовой свеклы более высоким дозам навоза. Вермикомпост в дозе 11 т/га повышал урожайность корнеплодов на 36,б*, а 17 т/га - 43,7%, в то время, как 15 т/га навоза повышали урожайность на 38,5Х, а 25 т/га - на 43,92. Максимальный урожай корнеплодов был получен при внесении 25 т/га навоза и составил 4,7 кг/м2 (470 ц/га).

Существенная прибавка урожая зеленой массы горчицы при внесении органических удобрений была получена во всех вариантах опыта.

В 1-й год последействия органических удобрений урожайность культур (люпин,свекла кормовая) снизилась.

На слабоокультуренной дерново-подзолистой почве в течение двух лет исследований максимальный урожай горчицы полевой и люпина

получали в варианте с вермикомпостом на Фоне МеоРьоКво

ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ ВИДОВ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ НА СОДЕРЖАНИЕ И СОСТАВ ЛОВ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ РАЗНОЙ СТЕПЕНИ ОКУЛЬТУРЕННОСТИ

В условиях микроделяночшх полевых опытов заложенных на дерново-подзолистых почвах разной степени окультуренности изучали влияние разных видов органических удобрений (навоз, вермикомпост, солома и торф) на состояние ЛОВ в начальные этапы их трансформации.

Внесенные в почву органические удобрения закономерно повышали содержание и запас» ЛОВ почвы (табл.1). По данным Ганжары Н.Ф. (1988) оптимальное содержание ЛОВ в пахотном слое дерново-подзолистых почв находится в пределах 0,4-0,8Х массы почвы или 12-24 т/га. Согласно полученным данным в пахотном слое хорош окультуренной дерново-подзолистой почвы содержание и затаен ЛОВ находились в оптимальных пределах, а в слабоокультуренной ниже оптимальных значений.

Дефицит ЛОВ усиливает степень выяаханности почв, при этом происходит резкое ухудшение питательного режима, физических свойств и структурного состояния.

Для количественной оценки степени выпаханвости предложено использовать показатель относительного содержания ЛОВ (Ганжара Н.Ф,, Бориоов Б.А., Флоринский М.А.. 1990), выраженного в процентах от общего содержания органического вещества. Шкала' оценки степени вы-паханностм включает следующие градации: очень сильная - менее 10Х; сильная - 10-202; средняя - 20-30%; слабая - 30-402 и не выпаханные - более 40Х.

Несмотря на высокую окуяьтуреяностъ, почва шита относилась к категории очень сильно выпаханных (менее ЮХ). После внесения органических удобрений, таких как иавоз и вермикомпост ежа стала относиться к категории сильновыпаханншс а при внесении 48 т/га торфа - слабовыпаханшх (33.6-36.7Z).

Несмотря на то» что содержание ЛОВ в почве находилось в оптимальных пределах, степень выпаханносш была высокая. Повидимому сказались недостатки градации, шкала которой разработана для слабо- и среднеокультуренных дерново-подзолистых почв и непригодна для почв с высоким содержащем гумуса.

На протяжении двух лет исследований наблюдалось закономерное

Содержание гумуса и ЛОВ, запасы ЛОВ в хорошо окультуренной дерново-подзолистой почве

Таблица 1

-------г---г

Вермикомпост, т/га I Солома, т/га|

-1-г

1 Торф, Ш |48 т/га

I "Варианты

1 • 4 .. ... ■■ г;-':

Конт роль

-I

Навоз, т/га

"Г

I 7.5 | 15.0 | 25.0 I 6.0 | 11.0 | 17.0 | 5.0 | 10.0

1996 г. под кормовой свеклой (числитель) и горчицей (знаменатель)

1Гумус.2 1 ■..""■ ■V- 4.6 4.9 5.1 5.5 5.0". 5.4 5.7 - - 4.7 6.4 0.77

4.7. 5.2 5.4 5.4 ' 5.0 5.3 5.6 4.6 6.6 0.72

1Л0ВД 0.48 0.54 0.72 0.86 0.64 0.70 0.82 - - 0.51 2.20 0.15

1 . ' 0.46 0.56 0.64 0.84 0.66 0.78 0.84 0.42 2.22 0.22

(Фактическое

(внесение,% * , 0.26 0.51 0.86 0.21 ' 0.38 0.58 0.17 0.34 1.64 -

¡Запасы ЛСВ,т/га 15.4 16.6 21.8 24.7 20.2 21.8 24.7 - ' - 16.5 64.4 4.57

1 ''*'''""■ ' 14.6 17.4 19.6 24.4 20.6 24.1 25.0 13.3 64.5 6.47

|Степень .

1 выпаханностиД 10.4 11.0 14.1 15.6 . 12.8 13.0 14.4 - - 10.8 36.7

1 . 9.8 10.8 ■ 11.9 15.6 13.2 14.7 15.0 9.1 33.6

I- - 1997 г. под люпином (числитель) и кормовой свеклой (знаменатель).

(ЛОВД :

I весна 0.46 0.50 0.64 0.76 0.58 0.66 0.74 0.51 0.52 " 0-47 1.80 0.10

1 0.46 0.48 0.58 0.76 ,0.62 0.68 0.76 0.47 0.59 0.45 1.86 0.09

I осень 0.44 0.48 0.58 0.64 0.56 0.62 0.66 0.48 0.49 0.45 1.50 0.05

I . . 0.44 0.46 0.56 0.66 0.56 0.60 0.64 0.37 0.52 0.40 1.38 1 0.26

Под кормовую свеклу и горчицу полевую Фактическое внесение ЛОВ было одинаковым.

снижение содержания ЛСВ почвы во времени. «Тусловленное минерали-зационными процессами.

Внесение в почву органических удобрении способствовало не только увеличению содержания и сап асов ЛОВ е ней. но и изменению его элементного состава Набор изучаемых элементов в составе ЛОВ определялся их ванной физиологической ролью и отсутствием данных по их содержанию и динамике в его составе

Данные представленные в таблице 2. свидетельствуют о высокой сходимости количества элементов фактически внесенных в почву с удобрениями и определяемыми в составе ЛОВ, что позволяет использовать результаты определения химического составз ЛОВ для балансовых расчетов и для контроля режима питания и его оптимизации.

Учитывая, что среднее высвобождение элементов за год из органических удобрений может достигать 50-WS общих запасов, а из ЛОВ - около 20%, мы рассчитали возможное высвобождение элементов питания в почвах различных вариантов опыта и для сравнения привели литературные данные о выносе элементов с урожаем (табл 2). Из таблицы следует, что только запасы железа, марганца и меди в составе ЛОВ вполне достаточны для обеспечения растении этими элементами. Запасы фосфора, кальция, магния и цинка в ЛОВ могут оказаться недостаточными для формирования урожаев, несмотря на сравнительно высокие дозы органических удобрений используемых в опыте

По содержанию рассматриваемые элементы в составе ЛОВ хорошо окультуренной почвы контрольного варианта можно расположить в следующий ряд- Са > Р > Fe > Mg > iAi > Си > Zn.

При внесении органических удобрении наиболее существенные изменения состава ЛОВ произошли в вариантах с высокими дозами (табл. 3). В процессе разложения органических удобрений происходит высвобождение элементов служащих источником питания для растении.

В процессе минерализации навоза и вермикомпоста в составе ЛОВ почвы наблюдалось увеличение фосфора, кальция и уменьшение содержания магния, марганца, меди и цинка

Такое изменение состава ЛОВ в процессе минерализации органических удобрении связано с разной миграционной способностью рассматриваемых элементов.

При проведении исследовании мы изучали не только элементный состав ЛОВ хорошо окультуренной почвы при внесении разных видов и доз органических удобрений и его изменение во времени, но и изменения, происшедшие в содержании подвижных форм данных элементов в

ГаСлипа 2

Содержание элементов в составе ЛОВ (мг/кг почвы), возможное высвобождение из ЛОВ и вынос с урожаем ( кг/1 а) в хорошо окультуренной дерново-подзс.гистои почве (1996 г.)

1 -- НЗЕОЭ В^рмикомпост i i -.....- ......1 торф ;

1 Показатели Конт- т/га т/га 1 i

роль - i - г- 1 ■ ч 48 |

7 .5 |15.0!£5,0| 6,0|11 1 i i i 0117.01 т/га I

|Р 1 содержание 9 4 И 14.1 Cl. 1 15.5 17 6 23.7 36.61

1 фактическое внесение 4 2 8.4 14.0 1 «ч i < 15 5 23 3 9.01

1 высвобождение из ЛОВ 15 - 30

I вынос с урожаем СО - SO

!Са

1 содержание 54 9 66 76.1 112.5 78.3 92 1 145 Ö 213.81

I фактическое внесение 28.3 56.6 94.4 20.2 40 4 «0 9 .007.2 '

1 высвобождение из ЛОВ 75 - С?5

I вынос с урожаем 20 - 500

1М&

I содержание 3 1 4 0 4.1 5.7 4.2 4. 9 / 9 9.71

I фактическое внесение 2 8 5.6 9.4 2.5 5. 0 6 13.41

I высвобождение из ЛОВ 5 - 15

I вынос с урожаем 20 - 80

|Ре

I содержание 6 п «Li 8 5 9.9 12 3 7.4 8. 9 10 8 16.51

I фактическое внесение - 4 3 8.6 14.3 2.5 4. 9 $ 4 68.21

I высвобождение из ЛОВ 15 90

1 вынос с урожаем 1 3

|Мг>

1 содержание 2 1 Л1 •v 6 2.8 3.9 2 5 2. 5 4 1 4.5|

1 фактическое внесение 1 4 2.8 4 6 0.8 1. 4 о 2 8.7|

I высвобождение из ЛОВ 3 • 7

I вынос с урожаем 1 4.5

|Си

1 содержание 0 36 0.41 0.44 0 65 0.43 0.39 0.70 0.771

I фактическое внесение - 0.09 0.13 0.37 0 12 0.24 0 06 0.481

1 высвобождение из ЛОВ 0.5 4 0

1 вынос с урожаем 0 .007 0.3

]2п

I содержание 0.27 0.29 0.30 0.49 0.56 1.01 1.36 1.201

1 фактическое внесение - 0.57 1.13 1.89 0.48 0.95 1.43 10.451

I высвобождение из ЛОВ 0.5 - 8.0 i

1 вынос с урожаем 0.070 - 2.2 ! i

почве.

Непосредственно в год внесения органических удобрений в почву

Таблица 3 •

Содержание элементов в составе ЛОВ на делянках со свеклой кормовой (1996 г, - числитель) и делянках с люпином (1997 г. - знаменатель) хорошо окультуренной дерново-подзолистой почвы (мг/кг сухого вецества)

1 1 1 1 |Элементы! 1 '•" 1 11 1 Конт-.родь. г 1 1 Навоз, т/га 1 1 I Вермикомпост, ' 1 1 т/га | 1 Солома 1 т/га| 1 НРК 1 Торф, 1 |48 т/гз| 1 ■■■ • 1 1 { НСР05 1

1 1 7.5 ■ 1 1 15.0 1 1 1 25,0 1 , 1 6,о" 1 1 1 и,о | 1 17,0 I I 5,0 | | 1 10.0 | 1

г I I Р 1 1131 1275 1398 1470 1647 1726 1081 1132 1156 | 243 |

1 1 1551 •1386 1614 1703 2467 .2783 3071 1248 1299 1348 1219 | 301 |

1 Са 1 6672 7219 ' 7494 7763 7875 , 8966 9469 - - '6570 . 6661 | 1655 |

1 ■':'•■ 1 ,7546 8043 8803 9670 8990 9992 10465 8038 8788 7474 • 7381 | 1493 |

1 № | " 373 427 409 411 438 479 §22 - , - 376 | ' 51 " |

1 I ; 272, 280 .286 302 338 388 409 259 264 266 255 I 37 |

1 1 747 ' 923 .980 ш 788 - §74 715 - 756 515 1 Ш .1

1 1 614 . 640 521 454 531 529 430 435 685 • 555 965 ( 100 |

1, Мп | 250 286 ' ?79 266 261 240 265 : - 248 Ш 1 63 |

1 1 148 : 140 133 133 156 ; 142' 146 ; 131 171 145 ' 105 | . 12 |

1 Си | 43.0 43.8 42.7 . 46.1 45.7 37.7 46.1 .. - > ; - 42.4 23.9 | 13.1 |

1 1 36.2; .33.3 32.1 33.8 33.7 32.1 33.0 18.7 22.7 30.8 22.7 | 4.9 |

1 2п | 31.7 31.0 29,0 32.9 58.9 88.7 . 85.9 32.0 37.2 | 28.6 I

1 1 > *' 28.4 28.1 28.7 26.3 54.3 ,74.5 73.3 26.5 29.7 26.1 35.5 | 1 8.3 | 1

произошло увеличение содержания подвижных форм вс^х рассматриваемых в опыте элементов. Наибольшее увеличение содержания подвижных форм было характерно для вариантов с высокими дозами навоза и вермикомпоста (табл.4).

Самое высокое содержание фосфора было в варианте с высокой дозой вермикомпоста (17 т/га) - на 16,6% больше, чем в контрольном варианте. Также в данном варианте было отмечено и самое высокое содержание подвижных форм кальция и цинка - на "3.3 и 15,32 больше,чем в контроле. Наибольшее содержание магния, железа и марганца было отмечено в варианте с торфом - соответственно на 3.47.с* и 4.12 больше, чем в контроле.

Через год было проведено повторное определение содержания подвижных форм данных элементов в хорошо окурунной почве. Произошло уменьшение содержания в почве подвижных форм фосфора."кальция, магния, марганца и увеличение меди и цинка

Известно, что диагностика питания культурных растений проводится на основе данных о содержании подвижных <|юрм элементов питания в почве. В связи с этим-представляет интерес соотношение между содержанием подвижных форм элементов питания в гочве и в составе ЛОВ. В контрольном варианте относительное содержание элементов в составе ЛОВ, выраженное в процентах к содержанию подвижных форм в почве, колебалось от 3,4 X для фосфора до 43,1 X для железа. В вариантах с органическими удобрениями относительное содержание закономерно возрастает, достигая максимальных значений в вариантах с торфом. Но поскольку высвобождение элементов из торфа значительно ниже, чем из органических удобрений, наиболее оптимальными можно принять показатели элементного состава в вариантах с максимальными нормами навоза и вермикомпоста.

В соответствии со шкалой, разработанной на основе массовых обследований почв в производственных условиях (Ганжара Н.Ф.. Дерюгин И.П. и др.. 1991). относительное содержание фосфора в ЛОВ было очень низким (менее 52), что связано с очень высоким содержанием его подвижных форм в почве опыта.

Из литературы известно, что зафосфаченность почв может приводить к нарушению поступления & растения цинка, марганца и других элементов. Полученные нами материалы позволяют сделать вывод о целесообразности замены фосфора минеральных удобрений фосфором органических в процессе дальнейшего сельскохозяйственного использования данных почв.

Таблица 4

Содержание подвижных форм элементов (кг/кг - числитель) и относительнее их содержание в ЛОВ (2 -"знаменатель) хорошо окультуренной' дерново-подзолистой почвы (1996)

1. . 1 Конт- : 1' | Навоз, т/га Вермикомпост, т/га | г . > 1 Торф. | 1

|Элементы! , роль н— - 1 --1 МРК ' 1 48 т/га | НСР05 1

1 7,5 | 15,0 I 25,0 6,0 11,0 | 1 17,0 | • 1 1

1 Р 1 273 , 285 ' 279 287 292 299 318 273 268 I -18.5 |

3.4 4.1 5.1 7.4 5.3. 5.9 9.0 3.4 13.7 |

1 Са | 205 232 237 259 254 259 263 206 ' 237 | 39.0 |

26.8 28.8 32.1 43.5 30.8 35.6 55.4 27.0 90.2 |

Г-Н? 1 20.9 <21.3 21.3 22.8 22.1 22.0 22.5 ' 21,0 22.8 I 1.4 I

14.8 18.8 19.2 25.0 19.0 22.3 35.1 14.8 42.5 I

1 ,Ге 1 14.4 • 15.5 15.0 16.0 15.4 15.2 15.0 14.0 21.2- | 1.2 |

43.1 54.8 66.0 , 76.9 48.1 58.6 72.0 43.6 77.8 I

1 Мп | 47.0 56.6 56.9 61.8 . 55и8 59.0 62.9 47.0 66.5 | 3.9 |

4.5 4.6 4.9 6.3 4.5 4.2 6.5 4.5 6.8-1

Г Си | 3.4 3^5 4.5 5.9 4Л 4.7 5Л 3.4 . ' 4^5, .1 0.9 |

10.5 11.7 9.8 11.0 : 10.5 8.3 13.5 . 10.3 17.1 |

1 2п 1 - Ц* ■ 9.5 10.1 11.1 10.0 10.8 11.3 9.7 10.2 1 . 1.2 1

Г " 1 2.8' 3.1 з.о . 4.4 •5.6 9.4 ,12.0 2.8 со 1

Этот вывод подтверждается соотношением содержания подвижных Форм элементов в почве, в состав^ ЛОВ и органических /добр°ниях (табл. 5). Расчет проводили лл элементов, которые могут лвлятъся аьтагот'стами. Поскольку оптимальььи диапазон таких отношений не изучен, можно с известным приближением принять г.а опт.мадьгше соотношение элементов в составе навоза и вермикомро^та. Существенное отклонение от оптимальных в составе ЛОВ. »ии в составе полвижььх форм почвы по-Еидимому могут нар>шат,1 '-балансированное гытяние растении. За существенные отклонения нами приняты отношения, которые на порядок отличаются от оптимальных Выделены следукияе отклонения в соотношениях элементов в почвах, наиболее контрастных по условиям питания вариантов опыта.

- пониженное отношение желеса к кальцию л в меньшей степени к магнию в составе подвижных форм почв и повышенное железа к цинку в составе ЛОВ:

- повышенные отношения фосфора к магнию, кальцию л железу в составе подвижных форм почв.

Если отклонения отношений железа к кальшю и магнию в составе подвижных форм почв можно объяснить особенностями экстрагента, то повышенные отклонения отношений фосфора к ряду элементов явно связаны с высоким содержанием его подвижных форм в почве.

Состав ЛОВ слабоскулътуренной почвы контрольного варианта отличался от состава ЛОВ хорошо окультуренной почвы, в ЛОВ слабоо-куль туренной почвы меньше содержалось фосфора, кальция, магния, марганца и меди, но больше железа и цинка.

Направленность изменений элементного состава ЛОВ слабоокуль-туренной почвы при внесении удобрений была такой же, как на хорошо окультуренной.

Существенного увеличения содержания подвижных форм элементов в почве при внесении органических удобрений в дозе 5 т/га на фоне ИРК не'наблюдалось.

ВЫВОДЫ

1. В год внесения все используемые виды и дозы органических удобрений способствовали закономерному увеличению биологической активности почв.

Существенное изменение плотности, ялотюсти твердей фазы, пористости, капиллярной вдагоемкости и максимальной гигроскопичности произошли в вариантах только с высокими дозами органических удоб-

Таблица 5 Отношение между элементами

Г ■ ■ .. В органических и В составе ЛОВ- Псдвилиые формы ь почве |

удобрениях

| Соотноше-

1 1 1 ■ т....... 1

| ние навоз|вермиком- | торф конт- I навоз,(вермиком- торф. КОНТ- |наЕоз,|ьермиксм- торф,1

| элементов |пост 1 роль 1 |пост,4 РОЛЬ Г" |пост.

1 1 ! ■ 1 . 25 1 17 43 I 25 I 17 48 1

1 1 1 1 1 1 т/га I т/га ■ 1 т/га. ! т/га 1 1 т/га I т/га |

| Ре': Са 0.2 0.1 0.2 -. 0.2 0.3 0.2 0.3 0.1 0.1 0.1 0.1 !

| ?е Ме 1.5 1.0 5.0 3.9 5.2 3.5 ; ' 6.8 0.7 0.7 0.7 . 0.9 |

\ Те 1п 7.6 5.1 6.5 45.6' 60.8 20.5 55.0 1.5 1.4 1.3 2.1 |

| Мп : 7л 2.5 1.6 0.8 7.8 8.0 3.0 3.8 4.8 4.8 • 5.6 6.5 |

| Си : 7п 0.2 0.3 0.1 1.3 1.3 0.5 0.6 0.4 0.5 0.4 |

I Р : 1х\ 7.4 16.3 0.9 34.8 43.1 21.1 30.5 27.8 ' 25.8 ' .28.1 26^3 |

! Р : Мп 3.0 10.2 1.0 • 4.5 5.4 7.0 8.1 5.8 4.6 5.1 4.0 |

1 Р, : си 45.8 64.1 19.0 26.1 32.5 41.0 ,'47.5 • 80.2 . 45.6 : 58.9 59.6 |

1 Р М? 1.5 3.1 0.7 3.0 3.7 3.6 ,3.8 13.0 12.6 ' '14.1 и:8 |

1 Р. Са 0.2 • 0.4 0.03 , 0.2 ; 0.2 0.2 : 0.2 1.3 1.1 1.2 . ■ 1.1 1

1 Р : Ре 1.0 3.2 < 0.1 0.8 0.7 1.0 0.6 18.9 17.9 19.7 12.7 | 1

рений (более 15 т/га сухого вещества) Существенное изменение физико-химически> свойств наблюдалось только в варианте с высокой довои торфа (48 т/га сухого вещества)

С Внесенные в почву органические удобрения -»аконсмерно повышали аналитически определяемые содержание и зал^сч ЛОБ печв При этом удовлетворительная сходимость аналитически го с. о

держания ЛОВ с Фактически внесенным органических удобрений наблюдалась только при высоких дозах (более 15 т/га су/ого ЕеьествИ

3. Показана возможность использования в '»сборнях микро-си'егьх опытов показателей содержания и химического состава ЛОЗ почв в качестве критерия оптимизчш'и состояния органического вещества и условий питания растении

4. Ежегодное высвобождение фогфера. кальция, магния. жр"е^ч. марганца, меди и цинка в составе легкоразлагаемых органичен*!« веществ сопоставимо с быносом этих элементов с урожаем

5. Для характеристики сбалансированности условий питания предлагается использовать гоказатели относительного содержания элементов в составе ЛОВ и соотношения между элементами в составе подвижных форм почв, легкоразлагаемого органического вещества л органических удобрений.

6. Более высокое увеличение ( на 6,1-23,7%) урожайности от 1 т/га сухого вещества внесенные удобрении наблюдалось на слабоо-культуренной почве. Влияние убывало в ряду вермикомпост. навоз, солома, сидераты, торф.

По материалам диссертации опубликованы следующие заботы:

1. Ганжара Н.Ф., Борисов Б.А., Середова Е.М. Оценка степени выпаханности почв/Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения// Тез. и докл. Всероссийской конференции. Т 1. М.: Почвенный институт РАСХН, 1998. - С.35-36

2. Ганжара Н.Ф., Середова Е М. Критерии оптимизации режима органического вещества почвы // Известия ТСХА. - N3. - 1998. - С. 113-122

Об^ем 1 п т

Заказ 474

Тираж 100

Типография Издательства МСХА 127550, Москва, Тимирязевская ул, 44

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Середова, Елена Михайловна, Москва

МОСКОВСКАЯ ОРДЕьй ¿ЕНЛНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К,А, ТИМИРЯЗЕВА

ВЛИЯНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ НА СОСТОЯНИЕ ЛЕГК0РАЗЛАГАЕМ0Г0 ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА И СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ

Специальность 03.00.2? - Почвоведение

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

На правах рукописи

УДК 631,427:631.86:631.445.24

ЕРЕДОВА ЕЛЕНА МИХАЙЛОВНА

Научный руководитель -доктор биологических наук, профессор Н.Ф.Ганжара

МОСКВА - 1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА 1, ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1, Содержание, состав и свойства легкоразлагаемото органического вещества почв -5

1.2. Влияние органических удобрений на свойства

дерново-подзолистых почв и урожайность культур 10

ГЛАВА 2, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 32

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ ВИДОВ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ НА СВОЙСТВА И ЭФФЕКТИВНОЕ ПЛОДОРОДИЕ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ РАЗНОЙ СТЕПЕНИ ОКУЛЬТУРЕННОСТИ 43

3,1, Влияние удобрений на физико-химические и

водно-физические свойства почв 43

Влияние удобрений на биологическую активность

Q О Di

ПОЧВ

3,3, Влияние удобрений на урожайность

сельскохозяйственных культур 67

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ ВИДОВ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ

НА СОДЕРЖАНИЕ И СОСТАВ ЛОВ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ

ПОЧВ РАЗНОЙ СТЕПЕНИ ОКУЛЬТУРЕННОСТИ 73

4.1, Влияние удобрений на содержание и состав

ЛОВ хорошо окультуренной почвы 73

4.2, Влияние удобрений на содержание и состав

ЛОВ слабоокультуренной почвы 94

ОБЩЕ ВЫВОДЫ 101

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 103

ВВЕДЕНИЕ

Легкоразлагаемое органическое вещество включает в себя нераз-ложившиеся растительные остатки, органические вещества животного происхождения., объединяемые общим понятием - источники гумуса, а также промежуточные продукты их разложения и гумификации.

Содержание легкоразлагаемого органического вещества (ЛОВ) в пахотном слое почв колеблется в пределах 0,1-1,5% к массе почвы и составляет от 3 до 40 т/га и более.

Исследованиями кафедры почвоведения установлена высокая роль ЛОВ в формировании агрономических свойств почв и питании растений. Предложена методика определения оптимальных запасов содержания ЛОВ почв на основе содержания в нем азота.

Показана возможность определения степени загрязнения почв по содержанию тяжелых металлов в ЛОВ почв (Озерова М.С., 1994). Установлена тесная корреляционная связь урожайности сельскохозяйственных культур с содержанием в почве ЛОВ (Дедов A.B.,1992; Ганжара Н.Ф. , Борисов Б.А., 1997.; Шарков H.H., 1997.;)

Проведенные ранее исследования были ограничены рассмотрением в составе ЛОВ почв только азота, фосфора и калия. Такие элементы как кальций, магний, железо, марганец, медь, цинк и другие, выполняющие важные биологические функции, в составе ЛОВ пахотных почв практически не изучены.

Слабо изучены вопросы трансформации разных видов органических удобрений. Большинство отечественных и зарубежных опытов включают, как правило, два вида органических удобрений. При этом исследования ограничиваются одной или двумя их дозами, Недостаточно изучена эффективность действия вермикомпостов как на свойства почв, так и на урожай.

Цель и задачи исследований. Цель исследования - изучение влияния ЛОВ разного состава на начальных стадиях его формирования на свойства дерново-подзолистых почв.

В задачи исследований входило:

- изучить влияние разных видов и доз органических удобрений на содержание и состав ЛОВ;

- определить влияние разного состава ЛОВ на физико-химические.. водно-физические свойства и биологическую активность дерново-подзолистых почв разной степени окультуренности;

- изучить возможность использования химического состава ЛОВ в качестве критерия оптимизации состояния органического вещества почв и условий питания растений.

Научная новизна. В качестве критериев оптимизации состояния органического вещества пахотных почв предлагается использовать показатели содержания и состава ЛОВ. Выявлены количественные показатели участия биогенных элементов., содержащихся в ЛОВ почв., в питании растений. Для оптимизации сбалансированного питания в качестве дополнительного показателя предлагается использовать соотношение элементов в составе ЛОВ почв.

Практическая значимость. Установлена возможность использования показателей аналитического определения ЛОВ для целей контроля внесения и динамики содержания и состава внесенных средних и высоких доз органических удобрений (более 15 т/га сухого вещества).

Показано сравнительное действие разных видов и доз органических удобрений на свойства дерново-подзолистых почв в первые два года после их внесения.

Выявлена эффективность действия вермикомпоста на свойства дерново-подзолистых почв и урожайность кормовой свеклы, горчицы полевой и люпина. Действие вермикомпоста на урожай было ниже по

сравнению с литературными данными и рекламными проспектами.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю

доктору биологических наук, профессору Ганжаре Н.Ф. за постоянное

внимание, оказываемое во время проведения исследований и ценные за-

Р " Л

мечания., сделанные в поцессе ооработки полученных результатов и написании диссертации. Также автор выражает благодарность всем сотрудникам кафедры почвоведения за постоянно оказываемую помощь в процессе проведения исследований.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

LI. Содержание, состав и свойства легкоразлагаемого органического вещества почв

Проблема органического вещества всегда занимала ведущее место в генетическом и агрономическом почвоведении. Фундаментальные исследования, выполненные Вильямсом Р.В. (1949), Костычевым П.А. (1949), Кононовой М.М. (1963), Тюриным И.В. (1965), Пономаревой В.В.(1974,1980), Александровой Л,Н.(1980), обеспечили нам передовые позиции в этой области знаний в мировой науке.

В последние годы в работах отечественных (Кауричев И.С., 1971; Орлов Д.С., 1974, 1990; Алиев С.А,, 1985; Гришина Л.А., 1986; Фокин А.Д., 1986) и зарубежных (Ваксман С., 1937; Днжофур Ф., 1970; Флайг В., 1971; Шнитцер М.,1978 и др.) исследователей изучены состав и свойства гумуса, его роль в генезисе почв и в формировании плодородия.

Гумус включает в себя ряд органических соединений, резко различающихся по свойствам.

Орлов Д.С. (1974) отдельно выделяет в составе гумуса группу промежуточных продуктов распада и гумификации, а в составе специфических гумусовых веществ - группу прогуминовых веществ.

Дюшофур Ф.(1974) пишет: "Слово " гумус " употребляется в двух разных смыслах, что часто вызывает недоразумение: в научном языке под гумусом имеют в виду гумифицированную фракцию, преобразованную биологическим путем и имеющую коллоидную природу. В обычном понимании гумусом называют органическое вещество в целом; в этом именно смысле мы употребляем понятие "грубый гумус", то есть гумус, который не полностью гумифицирован"(стр.130).

Г1

- ! -

Последняя группа веществ называлась предгумусовой фракцией органических веществ., а в работах га к и у лочво&едое, Чесняк

Г.Я., Гаврилок Ф.Я., Крупенников И.А. и др. (1985)? была известна под названием детрит, Она состоит из органических веществ разной степени разложения и гумификащи, непрочно связанных с минеральной частью почвы.

Выделение детрита, как самостоятельной группы органических веществ хорошо согласуется с классификацией типов гумуса Дюшофура Ф. (1970) и типов органопрофиля Гришиной Л.А. (1986).

Ганжара Н.Ф. (1983) предложил эту группу веществ выделять в составе органического вещества почв вместе со свежими органическими веществами, не утратившимисвоего анатомического строения. Две эти группы органических веществ имеют одинаковую скорость трансформации, отличную от скорости трансформации гумусовых веществ.

Если скорость обновления гумусовых веществ измеряется сотнями или даже тысячами лет, то скорость обновления источников гумуса и детрита измеряется десятками лет, а иногда годами (Фокин А.Д., 1978; Ганжара Н.Ф,,1983; Kilham 0., Alexander М., 1984).

Учитывая близкую скорость трансформации свежих органических веществ и детрита, они были названы (Ганжара Н.Ф., 1988) легкораз-лагаемым ( лабильным) органическим веществом почв (ЛОВ). Классическим примером таких веществ являются лесные подстилки.

Процесс образования детрита выделяется (Ганжара Н.Ф.,1988), как элементарный процесс формирования органопрофиля почв. В большинстве почв он характер.зует начальную стадию гумификации, предшествующую стадии взаимодействия с минеральной частью почв.

По Тейту Р, (1991), минерализация легко метаболизируемой фракции органического вещества почвы обеспечивает большую часть элементов питания, необходимых для образования надземной биомассы,

Эта фракция органического вещества почвы образуется из растительных остатков и выделений, остатков животных, популяций почвенных микроорганизмов и абиотических фракций органического вещества почвы. Легкоразлагаемые соединения отличаются от более устойчивых к биодеградации фракций органического вещества тем, что они могут быть использованы как источники углерода и энергии. В этот класс органических соединений входят простые клеточные полимеры, такие, как белки, полисахариды и нуклеиновые кислоты, и их мономеры.

Большое число исследований посвящено изучению роли лабильных форм органических веществ в процессах почвообразования и в питании растений. Например, в Германии (Асмус Ф., Херрман И.,1978) контролируют баланс так называемого воспроизводимого гумуса, то есть легкоразлагаемого. Для этого экспериментально определяют минерали-зационные потери, коэффициенты гумуфикации, вертикальный вынос азота и вынос с урожаем. На основании этих данных рассчитывают необходимые для простого и расширенного воспроизводства нормы органических удобрений,

Ганжара Н.Ф., Борисов Б. А. (1988) предложили способ непосредственного определения легкоразлагаемого органического вещества в почвах, основанный на принципе выделения их тяжелыми жидкостями.

Содержание лабильного органического вещества в пахотном слое почв (Ганжара Н.Ф., Борисов Б.А., Шевченко A.B. и др., 1988) колеблется в пределах 0,1-0,5% к массе почвы, а запасы составляют 3-45 т/га. Валовой анализ легкой фракции дерново-подзолистой почвы показал, что почти 50% ее составляют органические вещества. В отличие от валового состава почв в целом, в их легкой фракции значительно больше фосфора, но меньше железа и кальция, что связано с особенностями состава органических веществ. В составе ЛОВ содержатся значительные запасы элементов питания для растений, соизме-

ршые с запасами подвижных форм элементов питания.

Общепринято положение о том, что одной из основных функций органического вещества является обеспечение растений азотом. В многочисленных исследованиях установле: :но, что около 50% потребности в азоте растения удовлетворяют за счет почвенного гумуса. При этом основная часть почвенного азота поступает из легкоразла-гаемого органического вещества (Ганжара Н.Ф.,1988), что подтверждается высокой степенью корреляции связи урожая с содержанием лабильных форм органического вещества в условиях специальных опытов. Поэтому, в качестве одного из критериев оптимального содержания легкоразлагаемых форм органического вещества используют показатели обеспеченности растений почвенным азотом.

Оптимальное значение содержания углерода ЛОВ для зерновых культур ( Ганжара Н.Ф., 1988 ) находится в пределах 0,2-0,4% массы почвы или 6-12 т/га в пахотном слое. При таком содержании ЛОВ с соотношением углерода к азоту меньше 25 урожай зерновых не лимитируется степенью обеспеченности почвенным азотом при средних дозах минеральных удобрений.

Для количественной оценки степени выпаханности предложен показатель (Ганжара Н.Ф., Борисов Б.А., Флоринский М.А., 1990), характеризующий относительное содержание углерода ЛОВ, выраженное в процентах к общему содержанию углерода гумуса. Почвы с высокой степенью выпаханности в первую очередь нуждаются во внесении органических удобрений. Относительное содержание углерода ЛОВ колеблется от 5% до 40% и более, в зависимости от количества послеуборочных остатков и органических удобрений, интенсивности обработок и других факторов.

Обсуждая качественный состав ЛОВ и его функции, необходимо затронуть вопрос о протекторном действии органических компонентов

почвы в отношении химических загрязняющих веществ. Экспериментально установлено, что допустимые уровни поступления в почву тяжелых металлов и других токсических элементов выше на хорошо гумусиро-ванных почвах (черноземах), чем на почвах, бедных органическим веществом (дерново-подзолистых). Теоретические основы этого явления достаточно ясны, поскольку известно, что многие почвенные органические соединения образуют комплексы с тяжелыми металлами, отличающиеся высокими значениями констант устойчивости, В результате эти элементы частично или полностью выводятся из биологического круговорота и вероятность (опасность) загрязнения снижается. Прочно связываются или трансформируются биохимическим путем и органические загрязняющие вещества.

1.2. Влияние оргэпических удобрений на свойства дерново-подзолистых почв и урожай сельскохозяйственных культур

Органические удобрения и продукты их разложения составляют значительную часть ЛОВ пахотных почв.

Из всех видов органических удобрений первое место по значимости для сельского хозяйства занимает навоз.

Химический состав подстилочного навоза может колебаться в широких пределах. По данным Васильева В.А,, Филипповой Н.В. (1988), Орлова Д,С., Лозановской И.Н. и др. (1985) в среднем он содержит около 0,5%. азота, до 0,2% фосфора и до 0,6% калия. В первый год действия растения усваивают 55% фосфора и 67% калия. Кроме основных элементов питания, необходимых растениям, навоз содержит ряд микроэлементов,

В навозе концентрация меди в среднем изменяется в пределах от 0,7 до 22,3 мг/кг, марганца - от 23 до 35 мг/кг ( Дубиковский

Г.П., Кирдун Е. А,, Кирей А.А,, 1979).

В легкодоступной для растений форме находится лишь небольшое количество питательных элементов., основная же часть их усваивается растениями после минерализации навоза.

В первый год растения потребляют главным образом аммиачный азот ( 20-30% общего количества его в навозе ). Поглощение фосфора ( 50-55% ) и калия ( 60-70% ) в первый год действия навоза выше, чем азота.

Фосфор органических удобрений отличается повышенной подвижностью вследствие взаимодействия его с гуминовыми и другими органическими кислотами.

Характер превращения калия навоза определяется почвенно-климатическими условиями. Дерново-подзолистые почвы отличаются значительным содержанием обменного калия. Он весьма подвижен и хорошо усваивается растениями. При систематическом внесении органических удобрений его подвижность снижается вследствии закрепления, однако он достаточно доступен растениям, На тяжелых по гранулометрическому составу почвах систематическое применение навоза несколько усиливает необменную фиксацию калия ,

По данным Александровой Л, Н., Пупкова А.И. (1980), при внесении в почву высокой дозы навоза групповой состав гумуса заметно изменяется, в нем возрастает абсолютное содержание гуминовых кислот, адекватное их содержанию в навозе. Быстрое изменение группового состава гумуса под влиянием высоких доз органических удобрений обусловлено в основном особенностью их химического состава: наличием значительного количества "готовых" гуминовых кислот, а не интенсификацией процессов гумификации. Поэтому, чем выше доза внесения, тем существеннее изменяется в благоприятную сторону групповой состав гумуса в пахотном слое дерново-подзолистых почв.

длительное внесение средних доз навоза приводит лишь к незначительному изменению соотношения между гуминовыми кислотами и фульвокислотами, вследствие чего состав гумуса остается в большинстве случаев гуматно-фульватныи с преобладанием фульвокислот.

Имеющиеся в литературе данные о длительности действия навоза весьма разноречивы.

Так Вильяме В, Р. (192?) указывал, что 60%. удобрительного действия навоза приходится на первую культуру, а за последующие 2-3 года действие его не превышает 15% общей эффективности. По данным Гриценко В.В. (1966), на дерново-подзолистой почве последействие разового внесения навоза в севообороте с однолетними травами продолжалось полную ротацию севооборота - 8 лет.

Классическим примером длительного действия навоза , на который в свое время указывал Прянишников Д.Н. (1952), является опыт Ротамстедской станции ( Англия ) на участке Хусфильд с удобрением навозом бессменного ячменя. В этом опыте в течение 20 лет ежегодно с 1852 по 1871 гг. вносили под ячмень по 35 т/га навоза. Затем с 1872 г. внесение навоза прекратили, но до сих пор продолжают учет урожая. За 20 лет действия 700 т навоза получена суммарная прибавка урожая основной и побочной продукции 427 ц з.е, или по 0,61 ц з.е. на каждую т