Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние сельскохозяйственного использования дерново-карбонатных почв на их гумусовое состояние

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Влияние сельскохозяйственного использования дерново-карбонатных почв на их гумусовое состояние"

П 1

%

САШТ-ЛЕТ2РБУР1Ш1Й ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРШЙ ЖШЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ЖДАНОВА Вера Владимировна

УЖ 631.445.0:631.5

влияние сельскохозяйственного использования

ДЕРНОВО-КАРБОНАТНЫХ ПОЧВ НА ИХ ГУМУСОВОЕ СОСТОЯНИЕ Специальность 03.00. - почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Санкт-Петербург 1992

Работа выполнена в Северо-Западном научно-производственном объединении по селекции и растениеводству "Белогорка"

Научный руководитель: академик РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.Л.Семёнов

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

О,Г.Чертов;

кандидат биологических наук Н.Е.Орлова

Ве.цущее учреждение: Почвенный институт им. В.В.Докучаева

Защита диссертации состоится декабря 1992 года в 14 час. 30 ыин. на заседании специализированного совета К 120.37.01 по присуждению учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете по адресу: 189520, Санкт-Петербург, Пушкин, Ленинградское иоссе, 2, ауд. 444.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Санкт-Петербургского государственного аграрного .универси-тгта.

Автореферат разослан // ноября 1992 года

Учёный секретарь специализированного совета, кавддпт сельскохозяйственных наук >у /// В.П.Царенко

РОСЗДЧСЭДЯ гИ

* " ' • '••"ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОШ

Актуальность проблемы В связи с интенсификацией земледелия особое внимание ученых било привлечено к проблеме изменения гумусового состояния почв. К настоящему времени накоплен значительный экспериментальный материал о характере процессов гумусообразования в дерново-подзолистых почвах, используемых в сельскохозяйственном производстве, найдены пути оптимизации их гумусового состояния. Однако на дерново-карбонатных почвах подобных исследования проводилось очзнь мало, хотя они составляют значительную долю среди почв, используемых в сельском хозяйстве Нечерноземной зоны России и занимают? в Северо-Западном регионе - 11% пашни, в Ленинградской области - 15 р Псковской области - 14%, вНовгородской области - 12% пашни. Дерновхэ-карбонатнне почвы почти полностью освоены и интенсивно используются. Рядом авторов отмечается ухудшение физических и биологических свойств данных" почв, что связывается с изменением в них количества и качества гумуса (В.К.Пестряков, 1977; Л.Ю.Рейнтам,1988; Р.Л.Каск, 1989). Однако остаются невыясненными причины этих изменений, а также вопрос о том, считать ли эти изменения положительным или отрицательным явлением для дерново-карбонатных почв. С другой стороны, основным способом воздействия на гумусовое состояние почв является внесение органических удобрений. Остается неясным, каким образом они будут влиять на количество и качество гумуса в присутствии больших количеств карбоната кальция.

Учитывая достаточно широкое распространение дерново-карбонатных почв и их сравнительно слабую кзучетюсть, представлялось необходимым выявить особенности гумусового состояния' целинных и пахотных аналогов этих почв, а такяе количественно . учесть изменения, происходящие в почво при тех или иных сельскохозяйственных воздействиях. . .

Цель и задачи исследований. Основная цель работы - изучить влияние сельскохозяйственного использования дерново-карбонатных почв на их гумусовое состояние. В связи с втим были поставлены следующие задачи:

- сравнить гумусовое состояние целинных и пахотных дерю-во-карбонатных почв;

- выявить зависшлости содержания и состава гумуса от Нош

внесенного навоза;

- изучить влияние органического удобрения на показатели биологической активности дерново-карбонатной почвы,связанные с формированием ее гумусового состояния;

- установить связи между содержанием и составом гумуса дерново-карбонатных почв и урожайностью сельскохозяйственных культур.

Научная новизна. Б работе выявлены количественные изменения содержания и запасов гумуса пахотных дерново-карбонатных почв по сравнению с их целинными аналогами. Определены характер и направление иоменоний группового и фракционного состава гумуса в процессе их сельскохозяйственного использования. Показано, что интенсивное использование дерново-карбонатных почв приводят к снижению содержания "активных" гумусовых фракций, Изучено действие органических и ьынеральных удобрений на содержание и состав гумуса этих почв, а также на комплекс биохимических показателей, отражающих интенсивность и направленность процессов трансформации органического вещества. Полу чеки количественные зависимости отдельных фракций и 1рупп гумуса от норм внесенного навоза.

Практическая ценность работы. Результаты исследований по сравнению гумусового состояния пахотных и целинных дерново-карбонатных почв могут быть испольяоЕйны при разработке программ по экологии и охране почв.

Полученные количественные зависимости содержания гумуса от норы внесенного навоза на почвах с разной интенсивностью использования могут быть применены для разработки нормативов по внесению органических удобрений для карбонатных почв.

Приведенные данные о связях урожайности с содержанием и составом гумуса можно использовать при составлении оценочных шкал почв.

Апробация н публикации работы. Основные положения работы были доложены и обсуждены на научно-технических советах поч-велно-аг'рохишческого-центра СШПО "Белогорка", на конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов ЛСХИ (Пушкин,1950), на 1У конференции молодых ученых института почвоведения и фотосинтеза АН СССР Шущино,1988), на конференции "Молодца ученые - интенсификации сельского хозяйства" (Латв. 1Ш З.Рига, 1ЭЭ0 г.), на конференции "Плодородие ночв в интенсивном земледелия" (Минск, 1991), на научно-практической коя-

фереяции "Вклад колодах ученых в интенсификации сельского хозяйства" (Киев,1991), на Ш зональной школе-семинаре молодых ученых "Почвенно-агрохимическке аспекты управления продуктивностью агроценозов" (Белогорка,1990). По материалам диссертации опубликовано 6 работ.

Структура и объем работи. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и библиографии, включающей 196 наименований . (18 на иностранных языках). Работа изложена на /67 страницах машинописного текста, включает 36 таблиц и 13 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. ХАРАКТЕРИСТИКА УСЛОВИЙ ГУМУС00ЕРА30ВАНИЯ В ДЕРНОВО-

КАРБОНАТНЫХ ПОЧВАХ

В результате рассмотрения имеющихся материалов показано, что дерново-карбонатпие почвы формируются при сочетании нети-. пичных для зоны карбонатных пород и типичных гидротерютческих условий, поэтому и гумус этих почв кмеет как сходные так и отличительные черты по сравнения с гумусом дерново-подзолистых почв. Особенности дерново-карбонатных почв требуют изучения я учёта в практической деятельности.

2. ИЗМЕНЕНИЕ ГУМУСОВОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ ПРИ ИХ СЕЛЬСКО-

ХОЗЯЙСТВЕННОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ

На основе данных литературы показало влияние первичного освоения и различных сельскохозяйственных мероприятий на содержание и состав гумуса почв. Приведенный обзор позволил конкретизировать основные задачи исследований.

3. ОБЪЖИ И МЕТОда ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проводились в 1987-1990 годах. Объектами исследований явились дерново-карбонатные среднесуглинистно почвы ОПХ "Каложицы" Волосовского района Ленинградской области. Для сравнения гумусового состояния целинных и пахотных дерново -карбонатных почв были заложены серии почвенных разрезов на разных подтипах этих почв. Для более достоверной характеристики вблизи от них отбирались образцы гумусового горизонта изучаемых почв.

Для изучения процессов трансформации органического вещества, на дерново-карбонатной типичной среднесуглиниотой почва поля № 3 ОПХ "Каложицы" был заложен полевей опыт. Почва опнт-

ного участка характеризовалась насыщенностью основаниями,имела слабощелочную реакцию среда (рН^^, 7.8), была хорошо обеспечена подвижными формами фосфора (по Мачигину) - 8.6 мг P^Og/IGO г почвы, средне обеспечена калием (по Мачигину) -24.2 мг KgO/IOO г почвы. Содержание гумуса (в среднем по опыту 2.7$) можно отнести к низким значениям для почв данного гранулометрического состава.(Научные основы применения органических удобрений,1987). Почва среднеокультурена.

Cxev.a опыта включала в себя следующие варианты: I. контроль (без удобрений); 2. н60Р60к60 (вариант сравнения); 3.навез 50 т/га; 4.навоз 100 т/га; б.навоз Iffl т/га.

При закладке опыта единовременно вносился подстилочный на торфяной крошке навоз KPG. Минеральные удобрения вносили ежегодно. Схема опыта была наложена на два звена севооборота: ззрнотравяиое и зернопропашное. В первый год опыта в обоих звоньях выращивачея ячмень сорта "Белогорский", на второй и третий год в зернотравяном звене севооборота выращивалась тимофеевка луговая сорт "Ленинградская 216"; в зернопрояашном звене - картофель сорт "Невский".

Размер опытной делянки составлял 100 повторность четырехкратная. Почвенные образцы отбирались в динамике 5-6 раз за вегетационный период.

Для нахождения связей урожайности сельскохозяйственных культур с количеством и качеством гумуса на дерново-карбонатных почвах, занятыми производственными посевами картофеля и тимофеевки о помощью метода площадок (О.А.Драгунов,1971) сформированы две выборки -190 и 100 единиц наблюдений соответственно. Данные выборки имели широкий размах варьирования урожайности и всех показателей гумусового состояния почв.

Основные агрохимические свойства почвы определялась общепринятыми методами <В.й.Аринушкина,1970; Агрохимические метода исследования почв,1975).

Фракцяонно-групповой состав гумуса изучался методом Тюрина г модификации Пономарёвой и Плотниковой мя карбонатных почв. Уровень общей биологической активности оценивался по выделена» почвой углекислоты После инкубирования почвы в оптималь- . вше условиях с помощью газового хроматографа ЛХМ-8ВД. Актив-воотъ янвертаэи определялась методом Пвлстяна.в модификация ^уя^вровой (1971); активность каталазы- по Ф.Х1азиеву (1976).

Характеристика подвижной части гумуса почв производствеи-

ннх посевов проводилась по методике Дьяконовой К.В и др.(1981) в-модификации отдела агропочэоведения СШИИСХ. Применялись также показатели, основанные на спектрах поглощения света органическим веществом, такие как коэффициент Вельте (E.Welte, 1955) и коэффициент стабильности гумуса Харгитяк (L. Hargithai,I974).

Математическая обработка данных проводилась на ЭВМ по программам СШИИСХ И "Miorostat».

4. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕЖА ГУМУСОВОГО СОСТОЯНИЯ ЦЕЛИННЫХ . И ПАХОТНЫХ ДЕРНОВО-КАРБОНАТНЫХ почв

Гумусовый профиль дерново-карбонатных почв, по Л.Н.Александровой (1980), можно отнести к аккумулятивно-неполчоразвитому, для которого характерно образование небольшого по мощности гумусового горизонта. В пахотных почвах общий характер распределения гумуса в профиле не отличается от целинных, однако запасы гумуса в равных по мощности слоях снижаются. Анализ выборок с целинных участков и пашни показал, что в пахотных горизонтах содержание гумуса на 20-2®» ниже, по сравнению с гумусовым горизонтом целинных почв (табл.1). Уменьшение гумусирс-ванности почвы произопло по следующим причинам: из-за "разбавления" гумусового горизонта нижележащими минеральными при распахивании, из-за уменьшения поступления растительного спада в почву и усиления минерализации гумуса. В результате сельскохозяйственного использования мощность гумусового горизонта возросла в среднем на 25$ (табл.1). Учитывая, что в лодгумусо-вых горизонтах целинных дернозо-карбонатных почв содержалось более 1% гумуса, то за счёт разбавления можно отнести лишь половину снижения общей гумусированности почв, остальное теряется в результате усиления мкнералмзационных процессов. ■ В работе проводили сравнение фракционно-группового состава гумуса различных подтипов дерново-карбона^нкх почв (табл.2). По мере возрастания степени выщелоченности от насыщенных к оподзоленным подтипам в составе гумуса уменыпается содержание фракции 2 гумусовых кислот, что совпадает с предложенными Д.С. Орловым (1988) принципами гумификации, в частности, что фракционный состав гумуса является функцией степени кислотности почв и минерализованное™ почвенного раствора.

Сравнивая целинные п пахотные почвы по составу гумуса,необходимо отметить, что d пахотных почвах незначительно возрастает степень гумификации, существенно уменьшается количество фу-

Таблица I

Содержание гумуса и глубина гумусового горизонта в дерново-карбонатной почве (статистическая характеристика)

Й*8*- Характер непользования

Количес-Размах ва-Средняя Стандар-Коэ^и^ тво наб-рьирова- арифме- тное ог-Циент

лддений ния_ тичес- клоне- вариа-

~кая_ ние ции п \1п"\ах Ы л V, %

целина (I)

пашня, (2) Ж; картофель

са, % пашня,

. тимофеевка

30 2.86-6.40 4.25 195 1.90-6.61 3.20

0.88 20.6 1.11 34.6

100 1.97-7.71 3.48 1.40 40.4

Глуби- «елина на Ат, папмя см -

30 15-24 30 22 -30

19.2 24.0

3.8 2.6

20.1 10.8

"

5.71

*001 " 3'5

львокислот, в результате расширяется отношение Внут-

ри группы гумияовых кислот происходит перераспределение фракций. Наблюдается снижение содержания фракции I 1К и возрастание фракции 2, что моя но объяснить более интенсивной минерализацией фракции I Ш, как более молодой и активной формы гумусовых веществ. С другой стороны, часть фракции I гуминовых кислот макет переходить во фракция 2 при поступлении дополнительных количеств карбоната кальция из нижелеяащего горизонта почвы. Данное явление получило название перегруппировки фракций и отмечено рядом исследователей при известковании дерново-подзолистых почв (А.Н.Небольсин и др.,1983; Л.Г.Бакина,1987). Проведение лабораторного опыта с инкубированием дерново-карбонатной почвы при оптимальных и влажности позволило обнаружить явление перегруппировки 1 и 2 фракций гуминовых кислот.

В целом, в пахотных почвах происходит снижение доли активных фракций гумуса и возрастание неактивных (т.е. более устой' члвкх к. микробиологическому разложению). Гумус почвы стабили-нируотсл на другом биотермодинамическом уровне. Для практических полей сельского хозяйства необходимо было установить.является ли такая стабилизация гумуса положительным моментом для р-озделквания сельскохозяйственных культур на дерново-кар-йокатннх почвах.

Таблица 2

Гумусовое состояние целинных и пахотных дерново-карбонатных почв (горизонт А-£>

Целинная

Пахотная

Показатели

типич-внще~ опод'" нйя лочен-золен

ная пая

типич-шще~

лочен- ленная ная_ная

Запаси гумуса в слое 0-20 см, т/га

Степень гумификации

сп< от °оРг> *

Содержанке ГО I, %

от Сорг

Содержание ГК 2, % от сорг

Содержание 1КЗ, % от Сорг

Сгк1/Сгк2

Содержание 1К 1а, % 0Т °орг

сгк/°фк

Негидролиз. остаток, * отСоРг

90.4 120.7 113.2

28.2 27.4 27.2

8.1 11.8 14.4

ЮЛ 7.1 5.0

10.0 8.5 7.8

0.8 1.7 2.8

3.3 3.9 4.2

0.91 0.84 0.75

80.2 92.0 83.3 28.0 29.3 29.5

7.5 8.9

11.2 10.3

9.3 10.1

0.67 0.91

2.9 4.4

1.00 0.93

9.9 10.5 9.1 0.94

4.3 0.92

44.7 43.0 34.1 41.5 40.0 37.3

5. ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ НА ГУМУСОВОЕ СОСТОЯНИЕ ДЕРНОВО-КАРБОНАТНОЙ ПОЧШ

Трехлетние исследования в полевом опыте показали,что содержание гумуса в почве возрастало соответственно вносимым нормаи навоза. Однако трансформация органического удобрения ила различно в зернопропашом и зернотравялом звеньях севооборота (табл.3). В первый год действия из каждой тонны навоза'образовалось 0.044-0.053 т гумуса, коэффициент гумнфипации навоза составил 24$ на сухое вещество. 3 последующие два года последействия количество гумифицированного органического вещества зависело от выращиваемой культуры, которая определяла уровни минерализации и поступления корневых и пожнивных остатков. Образование гумуса за счет корневых и пожнивных остатков под ячменем в среднем составило 450 кг/га, под тимофеевкой 7С0-Ю00 кг/га в год, под картофелем.110-150 кг/га в год. Яа три года опыта поступление гумуса за счет растительных остатков в зср-

оэ

Тайтаца 3

Влияние удобрений на содержание гумуса в дерново -карбонатной типичной почве

Вариант Гумус, исх., % I9S7 г. 1988 г. 1989 г.

гумл'с, % + к исх. гумус, % ± к исх. гумус, % + к исх. + к 1987г.

. Ячмень Тимофеевка

Контроль 2.93 2.91 -0.02 ' 2.94 0.01 2.98 0.05 0-07

VVZ 2.34 2.78 -0.06 2.82 -0.02 2.92 о.оа 0.14

Навоз 50 т/га 3.00 3.08 0.08 3.09 0.09 3.14 0.14 0.06

Назоз 100 т/га 2.68 . 2.86 0.18 2.93 0.25 3.01 0.33 0.15

Навоз 150 т/га 2.90 3.16 0.26 3.25 0.35 3.31 0.41 0.15

нср0.05 - 0.12 0.18 0.14

Ячмень Картофель

Контроль 2.53 2.56 0.03 2.55 0.02 2.52 -0.01 -0.04

HPK 2.64 2.68 0.04 2.66 0.02 2.63 -0.01 -0.05

Нэкзоз 50 т/га 2.73 2.83 0.10 2.79 0.06 2.78 0.05 -0.05

Навоз 100 т/га 2.64 2.85 0.21 2.77 0.13 2.78 0.12 -0.07

Навоз 150 т/га 2.70 3.00 0.30 2.95 0.25 2.94 0.24 -0.06

НСРп Пк 0.12 0.13 0.12

Таблица 4

Влияние удобрений на групповой состав гумуса дерново-карбонатной почвы (% от С )

1987 г.

1988 г.

1989 г.

Вариант Сумка ГК Сумма CK ГК/® С^мма Сумма гк/ж С_^мма С^мма IK/®

Зернотравяное звено севооборота

Ячмень Тимофеевка

Контроль 25.4 27.3 0.93 26.7 29.6 0.90 27.3 26.6 1.02

UPS 25.6 27.8 0.92 25.8 30.5 0.85 26.7 27.2 0.98

Навоз 50 т/га 27.8 28.7 0.97 26.7 27.8 0.96 28.6 26.5 1.08

Навоз 100 т/га 28.6 28.9 0.99 27.2 27.6 0.99 28.8 27.4 1.05

НаЕоз 150 т/га 29.4 28.8 1.02 28.4 27.3 1.04 30.1 26.7 I.I2

нс?05 2.2 1.5 2.2

Зерлопропаашое звено севооборота

Ячмень Картофель

Контроль 26.2 27.8 0.94 24.2 26.9 0.90 24.9 26 «3 0.94

HPK. 26.9 29.2 0.92 28.3 0.89 23.5 25.2 0.93

•Назсз 50 т/га 28.4 29.7 0.96 26.5 26.8 0.99 25.4 27.5 0.92

Навоз 100 т/га 29.4 29.4 1.00 27.0 28.4 0.95 26.4 27.5 0.96

Навоз 150 т/ia 30.2 29.6 1.02 27.3 27.9 0.98 26.7 26.5 1.01

И-'Ро5 2.2 2.5 2.3

нолропашном эвене севооборота составило 680-750 кг/га, в зер-котравяном звене - 2030-2470 кг/га. Увеличение содержания гумуса било достоверным и на третий год опыта на вариантах с кормами навоза 100 и 150 т/га соответственно на 0.33 и 0.41$ для зернотразяного звена севооборота и на 0.12 и 0.24% для зернолрэпашого эзена. Существенных изменений в содержании гумуса на вариантах сез удобрении и с умеренной дозой минеральных удобрений обнаружено не было.

Внесение навоза изменяло и состав гумуса дерново-карбонатной почвы. Достоверно повышалось содержание гуминовых кислот, благодаря поступлению их уяо в готовом виде в составе навоза. Зависимость содержания гуминовых кислот от норм навоза имела линейный характер и описывалась уравнением типа Значительных изменений в содержании фульвокислот при внесении навоза не наблюдалось (табл.4). Вещества фульвокислотной природа, поступающие с навозом, вероятно, наиболее легко подвергаются микробиологической трансформации, а также, кзк более низкомолекукярнае соединения, мигрирует вниз по профилю почвы. 3 результате, изменения в групповом составе гумуса при внесении навоза привели к расширения отношения IK:4ii (табл.4). Общая растворимость гумуса (сумма всех растворимых фракций) повышалась в зависимости от нормы навоза на 7.8-11$.

В год внесения навоза наблюдалась тенденция к увеличению содержания втех фракций гуминовых и фульвокислот. Достоверными ¿¡.¡ли различия для ITCI, а также фульвокислот фракции I. Во второй и третий года действия навоза достоверными оставались различия по вариантам для гуминовых кислот фракции I, так как • именно эта фракция преобладала в составе гуминовых кислот навоза. При внесении каждой тонны навоза содержание IK1 возрастало на 0.011$ от С0рГ (рис.1). В последующие года эти прибавки снижались, что говорит о более быстрой минерализации гуминовых кислот навоза по сравнению с гумииовыми кислотами фракции I почвы. По абсолютным значениям содержание гуминовых кислот этой Фракции было выше под тимофеевкой благодаря их новообразованию из корневого спада. Это оказало влияние и на коэффициенты оптической плотности гуминовых-кислот, понижая их,что свидетельствует об увеличении доли периферической части в их молекулах. В целом, действие навоза в дерново-карбонатной почве способствовало увеличению наиболее активных фракций гумусовых кислот, однако было недлительным, к третьему году опыта различия сохранялись только на-4 и S вариантах опыта.

ТОО

150

V 0,011 X (г =0,91) + 0,010 х (г =0,68) ч 0,009 X ( г=0,ЬЭ)

У 10

СГК1('% от С^)

50

100

тдп ноома * навоза

т/га

Ут=е,4 + 0,011 л (Х=0,ЬЭ)

У2=с,0 + 0,012 X («=0,91)

У*=5,9 * 0,009 X и-о.ез)

О

гнла новез а на сздерчонле фракция Т гунн нов и кислот, ззрнстравяное звено севооборота, Б- зернонропзачоо звено севэоОсрэуа

-19С.7 г.

19с

г.

1963 р.

Процессы трансформации органического вещества в почве всегда рассматривались исследователями совместно с изучением микробиологической активности почв (М.М,КононоваД976; Н.А.Туев, 1989).

Содержание водорастворимого органического вещества является показателем, который характеризует как подвижное органическое вещество,так и активность микроорганизмов в почве. В изучаемых почвах содержанке водорастворимого "гумуса" (ВГ) составляло 7-30 мгСДСОг потаи в зависимости от времени отбора образцов и варианта и имело ярко выраженную сезонную динамику. Наблюдалось возрастание.его содержания в мае-июне и августе, к середине лота происходило снижение содержания ВГ. Был выполнен расчет доли влияния факторов "срок", отражающего действие внешних условий, и "удобрения" на динамику водорастворимого органического вещества. Действие "внешнего" фактора на 41-69$ определяло динамику ВГ и возрастало от первого к третьему году опыта. Влияние навоза за этот период снижалось от 34 до 10$. Внесение навоза существенно повышало содержание водорастворимого "гумуса" на протяжении всех 3 лет опита на 20-80^. Увеличение содержания ВГ мы связываем не только с поступлением данной группы веществ в составе навоза. Водорастворимые органические соедине-кля не могут длительно сохраняться в почве, так как быстро потребляются микроорганизмами и вымываются з нижележащие горизонты. Следовательно, содержание ВГ характеризует напряженность деятельности почвенной биогы и являемся продуктом жизнедеятельности микроорганизмов. Это и определяет повышение содержания ВГ при внесении навоза..

-. Для характеристики общей биологической активности (СБА) был использован метод определения потенциального продуцирования почвой углекислого газа в оптимальных условиях температуры и влажности, что отражает энергию разложения органического вещества в почве..Задавая оптимальный режим, мы вычленяли влияние легко-мобклиэуемого органического вещества на активность микроорганизмов. Внесс-ние навоза существенно повышало потенциальное продуцирование почвой 00^. На основании полученных данных рассчитано уравнение прямолинейной зависимости этого показателя от норм навоза: у = 86.2+0.25Х (г =0.78), где у - ОБА, мгС-СО^кг почзы в сутки; X - норма навоза, т/га.

Микробиологическое разложение легкодоступного органического вещества приводит к высвобождению подвижных форм азота. Нитри-

фикационная способность дерново-карбонатной почвы была сравнительно невелика - до 30 мг/кг почвы. Поступление доступного микроорганизмам органического вещества способствовало увеличению способности почвы накапливать нитраты. Это свидетельствует о важном значении легкомобилизуемого органического вещества как непосредственного резерва азота для растений. Внесение минеральных удобрений существенно не влияло на показатели биологической активности дерново-карбонатной почвы.

Таким образом, поступление в почзу легкодоступного органического вещества нарушает создавшееся в почве равно?е-';;е. Благодаря повышению биологической активности почва отр^'^ся возвратиться в равновесное состояние. Поэтомгу все изменения в гумусовом состоянии при внесении удобрений носят временный характер.

6. зависимость урожайности сальгаохожйствйшых культу? от гумусового состояния дерново-карбонатных почв

В главе изложены результаты изучения зависимости урожайности сельскохозяйственных культур от норм навоза, содержания и состава гумуса в полевом опыте. Выявленные закономерности были проверены в производственных посевах тимофеевки и картофеля, характеризующихся значительной пестротой всех показателей гумусового состояния.

Влияние различных норм навоза на урожайность сельскохозяйственных культур представлено на рис.2. В ряду картофель-ячмень-тимофеевка отзывчивость на внесение навоза уменьшалась.

Была оценена теснота связи между урожайностью выращиваемых культур и показателями гумусового состояния дерново-карбонатной почвы опыта (табл.5). Получен ряд прямолинейных уравнений типа у=а+Ъх, характеризующих в первом приближении зависимости между урожайностью культур и показателями гумусового состояния дерново-карбонатной потаи. Так увеличение в составе гумуса ГО I на 1% приводило к возрастанию урожая ячменя на 3 ц/га, сена тимофеевки на 2-4 ц/га, картофеля на 8-13 ц/га.

Необходимо отметить, что в контролируемых условиях опыта все иэученше показатели гумусового состояния дерново-карбонатной почвы тесно коррелировали между собой и с норма!,и внесенного навоза, так как они характеризуют лабильнув часть гумуса и скорость его трансформации. В производственных услови-яих влияние, количества и качества гумуса на урожайность не всегда можно вычленить из комплекса других действующих факто-

4,0. 3,5.

з,с

2,5

урожайность

т^га Ячмень

О

50

100

150 н°Рма , навоза, т/га

У=2,75 + 0,151 ¿ч X X, =0,82

урожайность * т/га

Тимофеевка

урожайность т/га

Уг4,17 + 0,003 X

У2=2,61 + 0,005 X 1 -»0,77

Картофель

50

100

150

X

~т7га

Ут=15,23 + 0,84 X -¿=0,97

У2=16,62 + 0,016 X <С =0,88

Рис.2. Зависимости урожайности культур от норы навоза. 1 - 1983 год , 2 - 1989 год

Таблица 5

Структура парных корреляций урожайности тимофеевки

и показателей гумусового состояния дерново-карбонатной почвы опыта, 1988 г. _

Урожай- Норма ~ Л_Л Нитрй^д-

ность навоза ^ ПС I БГ ОБА кацнокн.

способн.

Урожайность I Норма навоза 0.85 I

1К 0.62 0.79 I

1К I 0.76 0.87 0.81 I

ВГ 0.75 0.83 0.72 0.85 I

ОБА 0.85 0.93 0.78 0.89 0.76 I

Нитркфикадионная

способность 0.54 0.70 0.56 0.69 0.42 0.78 I

ров. Однако при их частичном элиминировании такая связь обнаруживается.

Для включения в модели плодородия дерново-карбонаткых почз можно рекомендовать показатель фракции I гуминовых кислот,наиболее тесно коррелирующий с урожа:шостью сельскохозяйственных культур и относительно стабильный в течение вегетационного периода.

вывода

1. Дерново-карбонатные почвы Нечерноземной зоны России представляют собой специфический объект для исследования гумуса и отношений между свойствами почвы и урожайностью культур,так как сформированы в типичных для зоны климатических условиях,но нетипичных почвообразующих карбонатных породах.

2. Сельскохозяйственное использование дерново-карбонатных почв приводит к снижению содержания в них гумуса в среднем на 20-25% по сравнению с целинными аналогами. Учитывая,что при распахивании целинной почзы произошло увеличение мощности гумусового горизонта, то за счёт более интенсивной минерализации запасы 1умуса уменьшились на 10-15$.

3. При сельскохозяйственном использовании дерново-карбонатных почв изменяется состав гумуса. Из-за поступления дополнительного количества СаСОд из нижележащих горизонтов и усиления минерализационных процессов при распашке увеличивается доля инертных фракций гумуса 1К2 и ШЗ, а доля "актизкой" фракция

1К I снижается. Одновременно уменьшается количество фульвохис-

лот, что приводит к расширении в пахотных почвах отношения 1К:СК до I и выие.

4. Внесение навоза оказывает значительное воздействие на гумусовое состояние дерново-карбонатной почвы. Интенсивность и длительность воздействия зависит от нормы навоза и возделы-ваешх культур. Внесение 50 т/га наьоза ке вызвало существенного изменения в содержании гумуса. Внесение 100 и 150 т/га навоза способствовало накоплении гумуса в зернопропашном звене севооборота соответственно на 0.12 и 0.24%, а в зернотра-вяном соответственно на 0.33 и 0.41% от веса почвы.

5. В первый год действия гумифицировалось 24$ сухого веще- . ства навоза, то есть из каждой тонны навоза образовалось 4852 кг гумуса. В последующие два года последействия количество русифицированного органического вещества определялось выращиваемой культурой и количеством поступивших растительных остатков, под тимофеевкой на I т навоза к третьему году приходилось 71-66 кг новообразованного гумуса, а под картофелем 25-40 кг.

6. Внесение навоза способствовало изменению состава гумуса. В первый год действия в дерново-карбонатной почве увеличивалась доля молодых гуыиновых и фульвокисяот фракции I. В последействии сохранялись различия по сравнению с контрольным вариантом в содержании фракции I гуминовых кислот, соответственно суммь; гуминовых кислот и отношения Сгк:СфК.

7. Показатели биологической активности тесно связаны с наличием в дерново-карбонатной почве легкомобилизуемого органи- • ческого вещества, поступающего с навозом или растительными остатками. В среднем за- три года внесение 100 и 150 т/га навоза увеличивало содержание водорастворимого органического вещества соответственно на 18.6 и '31%. В зависимости от нормы навоза на 14-355» возрастало продуцирование почвой углекислого газа, соответственно увеличивалась нитрифицирующая способность почвы.

8. Ежегодное внесение минеральных удобрений в дозе Н£0Р£0к60 в течение трех лет опыта не оказали существенного влияния на показатели гумусового состояния. Имела место тенденция к инги-бированкп микробиологической активности-на этих вариантах.

. 9. Поступление в почву легкомобилизуемого органического вещества нарушает создавшееся там равновесие. Как саморегулирующаяся биотермодинамическая система, почва, благодаря повышающейся биологической активности, будет стремиться к равновесному состоянию. Поэтому все изменения, происходящие в почве при

внесении навоза не долговременно и, как правило, к третьему году достоверно отличались от контроля лишь варианты с наибольшими нормами навоза. Для коренного улучпения гумусового состояния дерково-карбонатных почв необходимо систематическое внесение высоких норм оргашпеских удобрений и обязательное включение в севообороты многолетних трав.

[0. Уроглйнос-ть сельскохозяйственных культур в опыте сущэствен-но зависела от норм внесенного навоза и тесно коррелировала о показателями, характеризующем легкомобилизуемое органическое вещество и "активный" гумус (г-=0.69-0.87). Наиболее тесные зависимости урожайности были получены от содержания в почве гуминовых кислот фракции I (г=0.75-0.87), а такта с микробиологическими показателя,«: водорастворимого "гумуса" л потенциального продуцирования почвой СО^

II. 3 производственных условиях зависимость урожайности сельскохозяйственных культур от показателей гумусового состояния может быть обнаружена при частичном элиминировании других почвентах свойств.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Влияние сельскохозяйственного использования на содержание гумуса в дерново-карбокатных почвах // Тез.докладов 1У конф. молодых уче1шх ИПФС. Пущино, 198Э,- С.156.

2. Влияние удобрений на содержание гумуса в дерново-карбонатной почве // Особенности культурного почвообразовательного процесса и моделированко плодородия почв Нечерноземной зоны РСФСР. Сб.науч.тр. СгНЖСХ. Л., 1989.- С. 57-61.

3. Изменение состава гут-уса в дерново-карбонатной почве под влиянием удобрений // Тез.докл.научно-практ. конф.: Молодые ученые -интенсификации сельского хозяйства. Рига, 1990. - С.13-14.

4. Влияние различного сельскохозяйственного использования дер-нозо-карбснатноЯ почви на показатели биологической активности // Тез, докл.конф."Плодородие почв в интенсивном земледелии". Минск, 1991.

- С.19.

5. Изменение состава гумуса дерново-карбонатных почв при сельскохозяйственном использовании // Тез.докл.научно-практ, конф. молодых учэних. Киев, Чабшш, 1991.- С.114.

6. Изменение состава гумуса дерново-карбонатных почв под влиянием сельскохозяйственного использования // Почвенно-агрох;;мичес-> кие аспекты управления продуктивностью агроц&нозов. Сб. науч. 17-'* СЗНШСХ. Л., 1992.