Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние препаратов бурого угля на свойства чернозема и развитие растений в условиях Приазовья

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Влияние препаратов бурого угля на свойства чернозема и развитие растений в условиях Приазовья"

РГб од о 2 июн <ЧР7

На правах рукописи

ИЕВЧЕНКО ИРИНА ДМИТРИЕВНА

ВЛИЯНИЕ ПРЕПАРАТОВ БУРОГО УГЛЯ НА СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМА И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ПРИАЗОВЬЯ

Специальность - 03.00.16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Краснодар 1997

Работа выполнена на кафедре почвоведения и агрохимии Ростовского государственного университета

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Безуглова О.С.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор В.Ф.Вальков кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Стосарсв В.Н.

Ведущая организация:

Южный научно-исследовательский и проектный государственный институт по землеустройству "ЮжНИИГипрозем"

Ващита состоится " 46 " мая_ 1997 г. в часов

на заседании диссертационного совета К 120.23.06 при Кубанском государственном аграрном университете г350044, г.Краснодар, ул. Калинина,13)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского агроуниверситета (350044, г.Краснодар, ул. Калинина,13)

Автореферат разослан "'М " СШ^елр 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного /? совета, профессор

С.Б.Криворотов

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. .Проблемы сельскохозяйственного производс--гва, ' в том числе и экологические, определяются уровнем плодородия гачвы, направлением и развитием почвообразовательного процесса и (арактером агрогенного воздействия. Важная роль в решении этих троблем принадлежит удобрениям и препаратам, в том числе нетрадиционным: бурым углям (БУ), углегуматам (УГ), биологически активным зеществам (БАВ), и минеральным удобрениям, обработанным БАВ. Усили-эая биологическую активность почвы, они оказывают значительное вли-шие на ее свойства, повышают коэффициент использования минеральных одобрений и устойчивость растений к неблагоприятным факторам окру-гающей среды, что ведет к увеличению урожайности и улучшению ка-[ества сельскохозяйственных культур.

Как отмечали многие исследователи, БАВ проявляют в большей :тепени свойства стимуляторов роста и катализаторов биохимических >еакцкй (Безуглова, 1994; Морозов, 1994). Бурый уголь, преимущест-;ом которого является отсутствие канцерогенных, токсичных соедине-гий и высокий выход гуминовых кислот, может служить сырьем для поучения различных препаратов на его основе. До настоящего времени [репараты на основе бурого угля получали путем его обработки раз-очными химическими реагентами. Накоплено немало данных по изучению лияния этих веществ на почвенные свойства и развитие растений в 1азличных природно-климатических зонах (Гуминовые удобрения. Теория : практика их применения, 1957, 1962, 1968 и др.; Гуминовые вещест-а в биосфере, 1993). Мы предлагаем принципиально новый способ ре-ения проблемы активизации бурого угля, позволяющий, по-нашему мне-ию, ускорить вовлечение бурого угля во внутрипочвенные процессы ез проявления отрицательного воздействия на почву и растения.

Цель исследований - изучение свойств чернозема обыкновенного арбонатного (Чок) при внесении БУ и препаратов на его основе. В соответствии с целью были поставлены следующие задачи: исследовать действие окисленного бурого угля без орошения; изучить влияние БАВ в качестве активизатора бурого угля; выявить действие препаратов на содержание и состав органического ещества, питательный режим и структурное состояние почвы; выявить побочный эффект от внесения бурого угля на свойства почвы • содержание в почвенном растворе тяжелых металлов); сравнить влияние бурого угля, обработанного химическим и биологи-

ческим путем, на рост и развитие растений.

Научная новизна. Впервые нами разработан способ биологической активизации бурого угля с использованием БАВ - жидкого концентрата лизина (ЖКЛ), кормового концентрата лизина (ККЛ) и ПМС-2 (отход микробиологического производства спирта), предположив, что усиление микробиологической активности при их внесении совместно с БУ должно способствовать ускорению процессов окисления угля. В ходе работы отмечено, что совместное внесение БУ и БАВ по своему воздействию на почву и растения не уступает известному аналогу - углегумату натрия, а по ряду показателей и превосходит последний. Доказана возможность получения положительных результатов на Чок без орошения при использовании и необработанного бурого угля.

Практическая значимость. В ходе проведенных исследований нами установлено, что бурый уголь и препараты, полученные его обработкой БАВ, повышают урожайность сельскохозяйственных культур, не оказывают отрицательного воздействия на гумусное состояние Чок, улучшают структуру и питательный режим почвы за счет повышения численности и активности микроорганизмов. По сравнению с аналогом увеличивается продолжительность действия на плодородие почвы. Бурый уголь способствует связыванию подвижных соединений тяжелых металлов, что может иметь как положительное, так и отрицательное значение в зависимости от уровня содержания микроэлементов в почве и их физиологической роли. Внесение БАВ позволяет не только увеличить активность бурых углей, но и решить экологические проблемы, связанные с утилизацией отходов биохимической промышленности и безопасностью использования препаратов в практике сельского хозяйства.

Апробация. Основные результаты исследований докладывались на научно-практической конференции в Новочеркасской мелиоративной академии (Новочеркасск,1992), конференции, посвященной 60-летию биолого-почвенного факультета РГУ (Ростов Н/Д,1993), Межгосударственной научно-практической конференции СОЛС Украины (Кацивели.1993), н; Международных научно-практических конференциях студентов и аспирантов "Экология и регион", "Город и экология" (Ростов Н/Д,1995,199G).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ.

Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, о глав, выводов, приложения. Содержит 127 страниц машинописного текста, ы рисунков, 11 таблицы. Список литературы включает 109 источников, и; которых 15 - зарубежных авторов.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объект исследований - чернозем обыкновенный карбонатный <североприазовский) среднемощный тяжелосуглинистый на лессовидном суглинке (2070,1 тыс.га - 22,4 % территории Ростовской области).

В ходе исследований были поставлены модельные и полевой опыты с исследуемыми веществами, по вариантам которых в динамике отбирали почвенные и растительные пробы, проанализированные общепринятыми методами с последующей статистической обработкой полученных результатов.

В модельных опытах (N1 и 2) изучали влияние исследуемых веществ на почву в оптимальных гидротермических условиях II = 18-20° С, 60-65 % от ППВ). Опыты заложены в 3-х кратной повторности. Контроль - почва без препаратов.

В опыте N 1 использовали Ма-углегумат (.УГ) в дозах, соответствующих 1,2,4,8 т/га и УГ при совместном, внесении с ЖКЛ 1.2 X от массы УГI в догах 1 и 8 т/га. Отбор образцов почвы - через 1, 3 и б месяцев компостирования.

Опыт N 2. Применяли Б У, УГ, БАВ - ЖКЛ ¡1 ПМС-2 (отход биохимического производства, в основе которого лежат процессы брожения), по схеме: 1. контроль; 2. ЖКЛ-30 л/га; 3. ПМС-2 - 100 л/га; 4. Бурый уголь-0,5 т/га (БУ-0,5); 5. Углегумат натрия 1УГ)-0.,5 т/га; б. БУ-0,5 + жкл гго л/га); 7. БУ-0,5 + ПМС-2 (100 л/га); 8. БУ-5С т'/га; БУ-50.+ ЖКЛ-30; 10. БУ-50 + ПМС-2-100. БАВ вносили сов-

местно с бурым углем в дозе, составляющей 2 % от массы ЬУ. Образцы почвы отбирали через б, 15. ии, 60 дней компостирования.

& атом опыте исследовали возможность поглощения тяжелых металлов (ТМ) бурым углем при внесении его г. лозе 50 т/га. Приготовление почвенных вытяжек для определения методом полярографии проводили по Ринькису (19631. используя в качестве зкетрагента 3 н раствор НС1.

Влияние соединении бурого угля на развитие 3-5 дневных проростков озимои пшеницы сорта "Среднедонская" (25 штук) изучали в вегетационных опытах на водных культурах через 7 дней после их высадки. Повторность закладки опыта 3-х кратная. Использовали:

углегумат натрия <УГ-Ма) в дозах, соответствующих нормам 0.1-:: ^/га, и растворы .ЖЛ а концентрацией от 0,01 до 1 X:

УГ-№ и БУ (1г/л), ЖКЛ (0,01%) и БУ (1г/л)+ЖКЛ (0,017.) в сравнении с контролем - дистиллированая вода, питательная смесь Прянишникова, смесь без фосфора и смесь бе'з азота.

- б -

Влияние препаратов бурого угля на свойства почвы и развитие растений (фасоль сорта Донская белая; яровой' ячмень сорта Одесский 100) изучали в течение 3-х лет в условиях мелкоделяночного опыта: 4-х кратная повторность при последовательном расположении делянок с учетной площадью 50 м2. Агротехнические мероприятия соответствовали общепризнанным технологиям возделывания сельскохозяйственных культур. В опыте использовали ЖКЛ, БУ и препараты на его основе: балластный гумат натрия (УГ) и БУ-15, полученный обработкой бурого угля ЖКЛ. Схема опыта включала по 6 вариантов для изучения как действия вносимых препаратов, так и их последействия:

1993 1. контроль (без препаратов), 2. УГ - 0,5т/га, 3. УГ - 1т/га, 4. БУ-1 т/га, 5. ЖКЛ-15 л/га, 6. БУ-15 - 1 т БУ + 15 л ЖКЛ/га.

1994 1. Фон-контроль (Рсбо), 2. УГ-0,25 т/га, 3. УГ-0,5 т/га, 4. БУ-0,5 т/га, 5. ЖКЛ-15 л/га, б. БУ-15 - 0,5 т БУ+15 л ЖКЛ/га. 7 - 11 последействие препаратов, внесенных в 1993 году.

1995 год 1-6 последействие препаратов, внесенных в 1994 году,

7-11 последействие препаратов, внесенных в 1993 году. Измельченные бурый уголь и его производные вносили поверхностно вразброс под предпосевную культивацию, а для ЖКЛ был использован метод полива. В ходе опыта наблюдали значительные отличия метеопоказателей по вегетационным периодам: 1993 год - избыточно увлажненный, 1994 - засушливый, 1995 - экстремально засушливый.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Влияние препаратов бурого угля на свойства почвы (Ч0К) Способы активизации бурого угля. Б модельном опыте N 1 было установлено, что действие углегуматов определяется их дозой, в высоких дозах (4-8 т/га) они способствуют увеличению содержания углерода органического вещества и росту в его составе доли гуминовых кислот и негидролизуемого остатка. Усиливается гумификация органического вещества почвы и улучшаются показатели ее структурного состояния. Низкие дозы веществ могут привести к снижению содержания органического углерода в почве за счет высокой микробиологической активности на фоне недостаточного количества органического вещества, поступающего в почву. Совместное использование УГ и БАБ способствует увеличению углерода в почве при значительном накоплении гуминовых кислот, особенно 2 и 3-й фракций, при этом предпочтительнее внесение БАВ с низкими дозами углегуматов.

Действие бурого угля и его препаратов на почвенное плодородие.

1. Внесение препаратов не изменяло динамику показателей гумус-ого состояния, биологической активности и элементов питания, не пособствовало повышению их уровня. Максимальное и статистически остоверное улучшение почвенных свойств обнаружено при внесении БУ высокой дозе. Характер различий в уровнях гумусированности свиде-ельствует о замедленной минерализции органического вещества при несении высокой дозы БУ. Активизация бурого угля БАБ способствует силению процессов минерализации: ЖКЛ при этом значительно уступает МС-2, что, несомненно, является его положительной стороной, так ак, активизируя процессы окисления БУ, он одновременно обеспечива-т пролонгированность его действия.

Ь. Динамика значений степени окисляемости органического в с. [ества имела синусоидоподобный характер с максимумом в первые 1Т. ;ней компостирования. Она коррелирует с содержанием углеводных ком-:онентов, каталазной и целлюлозоразлагающей активностью почвы, и юпровождается увеличением гидролизуемости гумуса. Мы объясняем это 'рансформаиией растительных остатков в гуминоподобные вещества и юследующим их переходом в состав почвенного гумуса с перестройкой IX строения и снижением окисляемости. После ¿-О дней компостирования «исляемость органического вещества вновь возрастает, но теперь, ¡ероятно, за счет гуминовых соединений бурого угля. Внесение препа->атов способствовало усилению этих процессов. Достоверные отличия >ыли получены на вариантах с бурым углем в обеих дозах и при сов-(естном внесении БУ с БАВ в дозе 50 т/га. Использование препаратов ! низких дозах и совместно с БАВ способствует стабилизации гумусно-'0 состояния почвы, сопровождающейся накоплением углеводных композитов за счет ее высокой биологической активности без изменения ¡тепени гидролизуемости гумуса.

я. За 2 месяца компостирования водопрочность почвенных агрегатов снижалась на контрольном варианте и повышалась на вариантах с фепаратами. Наибольший эффект отмечен от БУ в дозе 50 т/га, обработанного ЖКЛ. К концу компостирования на этом варианте по сравне-'ию с другими формами препаратов отмечено максимальное и статисти-1ески достоверное повышение показателя водопрочности структуры, ве-1ичина которого достигает 77,4 Это тесным образом связано не только с содержанием углеводных компонентов и гумуса в почве, но и /силением ее микробиологической активности, способствующей лучшей

"сцементированности" агрегатов диаметром от 3 до 5 см.

4. Обнаружена способность препаратов оптимизировать питательный режим почвы. Особенно ярко это проявляется в отношении Р2О5: его содержание увеличивается в 3 раза.

Бурый уголь как адсорбент тяжела металлов. Начальное содержание подвижных форм меди в почве соответствовало фоновому (по Виноградову) и Составляло в среднем 4,2 мг/кг (ПДК в почве 3.0 мг/кг), а свинца - 3,9 мг/кг. несколько превышая фоновые значения.

Данные свидетельствуют, что внесение бурого угля способствует переводу ТМ в малоподвижные формы: резкое снижение содержания меди сразу после внесения и последующее постепенное уменьшение подвижности ее соединений в течение двух месяцев до минимальных значений, фактически соответствующих уровню 1}У; снижение содержание подвижного свинца до нуля.

Исходя из характера полярографических кривых, можно предположить, что связывание металлов бурым углем имеет смешанный механизм: вероятно образование комплексов металлов с анионами гуминовых кислот бурого угля и не исключеча адсорбция комплексных форм металлов активной поверхностью бурого -тля.

Однако, дополнительные по-лы.-звания показали вероятность и косвенного влияния бурого угля нл трансформацию в почве ТМ. Не исключена вероятность вовлечьни»! почвенной микрофлорой ряда тяжелых металлов в процессы метаболизма превращения растворимых соединений металлов в нерастворимые (Батон. 1992). Возможно и косвенное влияние микроорганизмов за счет активизации ими бурого угля путе* создания дополнительных центров химических реакций. Бурый уголь, активизируя микрофлору почвы, способсгвует ускорению деградации токсикантов, причем эту роль он может выполнять и при условии использования значительно более низких доз.

Влияние препаратов бурого угля на свойства Чок под фасольи » ячменем.

Препарат! угля и органическое вещество почвы. Результаты полевого опыта подтвердили синусоидоподобный характер динамики гумусг (по окисляемости органического вещества) и обратно пропорциональны« зависимости между активностью каталазы и окисляемостью гумуса почвы, отмеченные в модельном опыте (N2). Препараты еце более усиливали эти закономерности (.рис. 1,2; табл.1, приведены результаты по вариантам в год внесения препаратов). Причем применение препаратов 2

Таблица 1

Влияние препаратов бурого угля на свойства почвы (Чок; -,-,-,-,-,-,-

I срок гу- коэффициент | элементы

ч |отбора мус,1 Сгк цветности | питания,

|образ- 7. - г._. . -1 Кстр Квд. мг/'кг

цов Сфк ГК1 ГК2 ГКЗ | X P?0si азот*

до опыта 2,96 1,6 6,3 3,0 3.3| 2,15 48,1 29,9 j 110,6

1993 год - фасоль

1|Всходы 2,96 4,2 7,8 2,6 5,а| 2,44 58,4 20,1| 117,5

|Уборка 3,38 2,0 6,0 3,0 4,7| 3,65 56,2 28,7| 117,6

3| Всходы 3,08 2,7 6,4 3,5 5,0| 2,21 65,4 22,7| 121,4

|Уборка 3,45 1.7 7,3 3,1 5,1| 3,03 54,6 29,0| 143,8

4|Всходы 2,94 4,2 7,8 4,3 5,6| 2,04 42,7 23,91 U7,5¡

|Уборка 3,34 2,3 6,9 3,2 4.9| 3,02 73,5 27,6| 126,3¡

6|Всходы 2,91 4,1 7.8 2,8 5,5| 2,40 61,7 .25,71 128,8!

|Уборка 3,33 2,6 6.4 3.4 3,9| 3,43 52,3 28,2| 128,21

1994 год - ячмень i i

1|Всходы 3,12 1,5 9,2 4,2 4,2| 2,70 51,4 39,0) 58,1)

|Уборка 3,34 2,2 6,7 4,2 4,2| 3,00 55,7 25,6| 51,6|

3i Всходы 3,26 1.6 9.5 4.3 4,2| 2,26 45,2 30,3| 45,11

I Уборка 3,60 1.4 8,7 4,3 4,3| 2,60 49,4 27,0| 34,4!

4|Всходы 2,99 1.4 9,9 4,2 4.2| 2,89 49,0 33,8| 56,7,'

I Уборка 3,43 1,7 7,6 4,3 4,4| 3,69 44,8 35,8! ' 31,9 i

fiI Всходы 3,09 £.1 13,8 4,2 4,2| 2,51 47,7 16,61 51,1!

|Уборка 3,48 1.7 8,9 4,2 4,3| 3,76 44,2 26,0| 44,6|

1995 год - ячмень

1|Всходы 3,08 1,2 9,2 4,1 4.2| 3,10 51,4 23,0| 21,0¡

|Уборка 3,35 2,2 10,2 3,9 4,7| 2,47 55,7 14.01 33,7!

Всходы S, 19 1.9 8,1 4,1 4,2| 2,50 45,2 26,0|' 25,3|

i Уборка 3,54 2,5 8,1 4,6 4,6| 2,78 49,4 14,3!' 37.31

4|Всходы 3,05 1.3 9,6 4,1 4,3| 5,00 49,0 19,0| 25,07

|Уборка 3,50 1,4 8,9 4,6 4,6| 2,31 44,8 12,7| 36,9¡

6|Всходы 3,04 1,4 8,8 4,1 4,2| 4,00 47,7 15,0! 24,5!

|Уборка 3,52 2/8 8,9 4,6 4,41 3,05 44,2 14,5| 43,0¡

j_1_i_1_1_i_i-l

вот* - содержание минерального азота (N-N03 + N-1^4'; 'умус1,* - по окисляемости органического вещества (метод Тюрина!

черноземе,обыкновенном карбонатном (Апах)

..... - контроль (почва без препаратов);- - углегумат натрия;

----- бурый уголь; ------ БУ-15 (бурый уголь + БАВ)

карбонатном при внесении препаратов бурого угля Сроки отбора:

1993 1- всходы, Е- цветение, 3- плодообразование, 4- после уборки;

1994 5- весна, 6- всходы, после уборки; 1990 8- всходы, 9- после уборки.

- и -

года подряд оказывало наибольшее влияние на содержание гумуса и другие показатели гумусного состояния почвы. Количество воднораст-воримой части органического вещества (ВР) тесно и положительно коррелирует с содержанием гумуса (г=0,уу), а снижение Свр/Собш показало, что препараты способствуют росту в составе БР соединений простого строения, т.е. алифатизацию этой части гумуса.

В целом, за 3 года наблюдения баланс гумуса (по степени окис-ляемости) оказался положительным, доказывая, что одноразовое применение препаратов, даже в экстремальных для процессов гумусообразо-вания условиях, способствует улучшению гумусного состояния почвы.

Во фракционном составе гумуса наблюдали постепенное накопление кислоторастворимой формы фульвокислот и гуминовых кислот 1 фракции. Внесение препаратов 2 года подряд многократно усиливало отмеченную тенденцию. Все это свидетельствует о способности исследуемых препаратов усиливать трансформацию негидролизуемых соединений ('гумина) в подвижные фракции гумуса и подтверждается расчетом коэффициентов цветности гуминовых кислот (нарастание процессов новообразования гумуса при внесении препаратов). Рост алифатизации наиболее доступных соединений гумуса свидетельствует о возможных путях частичного снятия стрессовой ситуации в почвенной среде, и изучаемые вешества, являясь физиологически активными соединениями, способствуют этому процессу. Таким образом, можно предположить, что препараты влияют на соотношение элементов питания в среде и их поступление в растительный организм, способствуя повышению урожайности сельскохозяйственных культур.

Влияние препаратов ва структурное состояние почвн. Отмечена зависимость структурного состояния от ряла факторов: гидротермических, особенностей возделываемой культуры, количества и состава органического вещества. Оптимальный по гидротермическим показателям вегетационный период не дает четких закономерностей корреляции, а г. последующие 2 засушливых года зависимость структурности от показа телей гумусного состояния почвы характеризовалась тесной связью при внесении препаратов и в их последействии наблЛ).

Влияние препаратов на питательный режим почвы. На динамику элементов питания оказывает влияние комплекс факторов, в первую очередь гидротермические условия вегетационного периода: в засушливых условиях содержание нитратов и нитрификационная активность почвы снизилась практически до нуля. В условиях, близких к оптималь

ным, наиболее благоприятное влияние на нитрификационные процессы оказывает ЖКЛ (превышение в 2-6 раз контрольного показателя), на режим аммиачного азота - одинарная доза УГ-Ыа и ЖКЛ, а на содержание Р2О5 - в убывающем порядке: БУ-15 > ЖКЛ > БУ > УГ-Ма 1 т/га ; УГ-№ 0,5 т/га.

Б экстремальных условиях увлажнения стимулирующее действие на процессы нитрификации проявлялось при внесении углегумата натрия в низкой дозе и БУ-15. Двойная доза УГ ингибирует активность нитрифи-каторов. При повторном внесении значительно влияние на аммиачный азот УГ-Иа (независимо от дозы), БУ и БУ-15, а на подвижный фосфор

- ЖКЛ, УГ в большей дозе и БУ. В последний год исследований, когда изучалось последействие препаратов, отмечено: УГ в низкой дозе, БУ и ЖКЛ усиливали процессы аммонификации; БУ и ЖКЛ, УГ в большей дозе

- увеличивали содержание подвижного фосфора.

Влияние бурого угля и его производных на развито растений.

Было установлено, что УГ-Ыа в дозах 0,1-2 т/га способствует достоверному росту наземной и корневой части растения. Оптимальной для развития растений является 0,1 % раствор ЖКЛ, способствующий достоверному росту надземной части проростков(по сравнению с контролем на 2,5 см) при снижении роста корней в два раза. В серии опытов с препаратами на дистилированной воде и на питательной смеси Прянишникова было выяснено, что препараты проявляют наибольший эффект в экстремальных условиях (дистиллированная вода и неполная питательная смесь). Они стимулируют рост и развитие надземной части растений на питательной смеси без фосфора. В условиях азотного го-. .издания стимулирующее действие препаратов проявляется в отношении корневой системы на фоне отставания роста листовых пластинок.

Таким образом, бурый уголь и его производные оказывают положительное воздействие на растение, вероятно, способствуя поступлению элементов питания и активизации процессов обмена в нем.

Воздействие препаратов на растения в звене севооборота (полевой опыт) проявлялось в активизации роста их вегетативной массы и корневой части на протяжении всего периода вегетации. Отчетливое положительное влияние наблюдали в начальный период развития растений (всходы-ветвление, всходы-кущение), как следствие, максимальные отличия от контроля обнаружены в период образования репродуктивных органов ('цветение-формирование плодов, колошение): значительное превышение надземной части по сравнению с корневой (в 2,45 - 5,44

раза). В последействии также отмечена стимуляция препаратами роста и развития растений, но в меньшей степени. Стимулирующее действие препаратов на растения проявлялось: в увеличении энергии прорастания, полевой всхожести семян и выживаемости растений, подтверждаемом превышением количества растений на 1 м2 по сравнению с контролем; в улучшении условий закладки и формирования репродуктивных органов, что доказано статистически достоверным увеличением числа колосков в колосе, количества зерен в колосках и массы 1000 зерен, улучшением качества продукции (табл.2).

Таблица £

Влияние препаратов бурого угля на растения на Ч0К

I-1-—--!

I 1 Характеристика растений по вариантам опыта____;

[Показатель | 1 | 2 1 3 | 4 1 5 | 6 j У | 8_|_9_| 10 | 111

|Урожайность, фасоль - 1933 i

| Ц/га 137,5139,5!46,0142,8144,7147,6!39,5146,0142,8144,7147, б!

|Содержание | | I ! i !

[белка, 7. |24,7[26,б|27,1 [26,1128,4[27,8126,б|£7,1126,1|28,4127,8; |N В белкеД|14,1115,2115,5114,9116.2115,У115,2115,5114,9116,2[15,91 |Урожайность| яровой ячмень - 1994 i

|ц/га |27,2|31,5|25,7|33,б|35,4|32,6|30,3|23,4|28,у[29,4|30,8|

[Содержание | , \

| азота, % 11,441 '1,6211,4811,5811,4811,6511,4611,80 [ 1,63 [ 1,6711,65 j | **, % | 8,2| 9,2| 8,4| 9,0| 8,4| 9,4| 8,3|10,3| 9,31 9,5! 3,4! |фосфора, % 11,2011,1511,1911,2311,4111,6011,4511,41!1,4411,40 i1,43! | яровой ячмень - 1995 \

|Содержание i

| азота, 7. 11,96| 2,20| 1,57| 2,77| 1,9711,75| 1,95| 1,6б| 1,51 [ 2,35[ 2,30| | **, 7. |11,2|12,5| 9,0115,8111,2| 10,0111,'11 9,5! 8,6|13,4|13,1! | фосфораД |1,05(1,15| 1,17|1,5110,9911,00| 1,12| 1,13|0,95! 1,07[0,96! I ** - сырой протеин. НСР0*05 - 9,48 (фасоль): 6,19 (ячмень-1994) |

Сравнение форм препаратов по их влиянию на растения в звене севооборота фасоль - яр.ячмень - яр.ячмень показало, что активизация бурого угля химическим и "биологическим" путем приводит к стимуляции роста и развития растений уже на ранних стадиях, а ко времени формирования плодов различия между вариантами опыта заметно

усиливаются. При этом обработка БУ биологически активным веществом предпочтительнее его активизации щелочными растворами.

ВЫВОДЫ

1. Динамика гумуса в черноземе обыкновенном карбонатном коррелирует с биологической активностью, периодами развития сельскохозяйственной культуры и ■гидротермическими условиями вегетации: уменьшается его содержание в начальные периоды развития растений ¡всходы - ветвление стебля и всходы - кущение'). Под культурами сплошного сева отмечали более значимое снижение содержания гумуса по сравнению с фасолью. Сухая и жаркая погода способствует процессам синтеза гумуса, сопровождающимся изменениями его состава и расширением соотношения Сгк/Сфк. В группе гуминовых кислот увеличивается доля гуматов кальция и резко уменьшается содержание 3-й фракции. Значительно увеличивается гидролизуемость гумуса и доля подвижных тракшй. За вегетационный период происходит "омоложение" молекул гуминовых кислот, т.е. частичное обновление гумуса. Это подтверждается ростом значений коэффициентов цветности гуминовых кислот. а также накоплением абсолютного и относительного содержания углеводов и водорастворимой части органического вещества почвы.

2. Препараты бурого угля при внесении их в Чок способствовали •»силению процессов гумусообразования и изменениям в составе органического вещества, особенно при использовании бурого угля в нативной ■норме- и обработанного ЖКЛ. В низких дозах они проявляют свойства 'нологически активных соединений, усиливая гидролизуемость органического вещества и способствуя стабилизации гумусного состояний почвы. Максимальное влияние на гумусное состояние почвы бурый уголь глсазывает на 3-й год после внесения, а при его совместном использо-пании с ЖКЛ на 2-3 год после внесения. Сочетание БУ с БАВ омывает значительное, мягкое и равномерное влияние на биологическую активность и гумусное состояние почвы.

3. Бурый уголь, активизируя микрофлору почвы, косвенно способствует ускорению деградации токсикантов. Одновременно происходит сорбирование подвижных соединений тяжелых металлов (ТМ) активной поверхностью БУ. Таким образом в нем сочетаются свойства химического и биологического детоксиканта почв при их загрязнении ТМ.

4. Необработанный БУ способствует структуризации почвы при

благоприятном гидротермическом режиме в год внесения, в засушливых условиях на 2-3 год после внесения. Бурый уголь, обработанный БАВ, оказывает наилучший оструктуриващий эффект, причем как в экстремальных по увлажнению условиях, так и в близких к оптимуму.

В засушливых условиях проявляется оструктуриваюшее действие и углегумата натрия в дозе 0,5-0,25 т/га, однако, в нормальных условиях он практически не оказывает влияния на этот показатель. Угле-гумат натрия в двойной дозе ухудшает состояние структуры, в основном, за счет увеличения содержания глыбистой фракции.

5. Препараты бурого угля улучшают питательный режим почв за счет повышения ее микробиологической активности и усиления трансформации азотистой части. Влияние на эти процессы веществ, полученных химической обработкой, ограничено во времени и в последействии они не изменяют динамику почвенного азота. Бурый уголь, активизированный ЖКЛ, обладает пролонгированным действием на процессы аммонификации- нитрификации почвы, как в благоприятных условиях увлажнения, так и в экстремально засушливых. Препараты способствуют увеличению содержания подвижных фосфорных соединений почвы.

6. Препараты обладают физиологической активностью. Наибольший положительный эффект проявляется в экстремальных для развития растений условиях: существенные прибавки надземной части получены при внесении БУ с ЖКЛ, ЖКЛ, УГ-Ма, а стимулирование корневой системы -БУ в нативной форме. Увеличивается энергия прорастания. Полевая всхожесть семян, выживаемость растений; улучшаются условия закладки и формирования репродуктивных органов, соответственно, и качество растительного материала. В конечном счете препараты способствуют повышению урожайности сельскохозяйственных культур, что, вероятно, обусловлено их влиянием на соотношение элементов питания в среде и их поступление в растительный организм. Существенные прибавки урожая фасоли получены при использовании бурого угля, обработанного ЖКЛ: Урожайность фасоли на этом варианте составила 47.6 н/'га, что выше контроля на 10,1 ц/га (НСРп.05-9,48.). Б последействии препараты оказывают стимулирующее влияние на растения, но в меньшей степени. Полученные прибавки урожая были ниже значений НСР.

7. Бурый уголь в почвенных условиях способен окисляться, а предварительная обработка его различными реагентами увеличивает скорость этого процесса. Эффект воздействия препаратов бурого угля на свойства почвы и растения определяется способом обработки и до-

гой бурого угля. Сравнение разных форм препаратов по их влиянию на свойства чернозема обыкновенного карбонатного и растения показало, что внесение активизированного как химическим, так и "биологическим" путем бурого угля приводит к повышению плодородия почвы, стимулирует рост и развитие растений. При этом обработка бурого' угля биологически активным веществом предпочтительнее его активизации щелочными растворами по причине более длительного и сбалансированного воздействия нового препарата на почвенное плодородие. Немаловажное значение имеет более простой способ получения этой формы препарата, а также его экологическая безопасность.

По теме диссертации опубликовано 11 работ; основные из них, следующие :

1.Влияние экологически чистых удобрений (углегуминовых) на урожайность и некоторые свойства чернозема обыкновенного карбонатного // Современные проблемы окружающей среды и воспроизводство почвенного плодородия: экология, экономика, право. Материалы семинара. Киев,1994. С. 200-202.

2. Влияние гумата натрия на свойства чернозема обыкновенного карбонатного Ботанического сада г. Ростова-на-Дону //Сб. статей: Новочеркасск,1995. С.74-82 (в соавторстве)

3. Влияние углегуминовых удобрений на свойства чернозема обыкновенного // Проблемы создания экологически чистых и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства. 1-я Международная конференция. Тула, 1996. С.

185 (в соавторстве).

4. Влияние углегуматов и бурого угля на урожайность фасоли и фосфатный режим чернозема обыкновенного г^арбонатного //' Тезисы докладов II съезда общества почвоведов, кн. 1. IV комиссия. Агрохимия и плодородие почв. Санкт-Петербург, 1996. С. 425.

5. Влияние углегуминовых удобрений на гумусное состояние чернозема обыкновенного карбонатного // Тезисы докладов II съезда общества почвоведов. кн. 1,11 комиссия. Химия почв. Санкт-Петербург. 1936. С. 147 (в соавторстве).

6. Влияние бурого угля на закрепление подеижных форм меди и свинца в черноземе обыкновенном// Почвоведение. 1996. N 9. С. 1103-1106. ('В соавторстве).