Овчинникова

Мария Федоровна

Особенности трансформации гумусовых веществ

в разных условиях землепользования

(на примере дерново-подзолистой почвы)

Специальность 03.00.27. - почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Москва - 2007

Работа выполнена в лаборатории почвенно-экологического мониторинга учебно-опытного почвенно-экологического центра Московского государственного университета им М.В.Ломоносова

Официальные оппоненты – доктор биологических наук, профессор

Л.О.Карпачевский

доктор биологических наук, профессор

Н.Ф.Ганжара

доктор биологических наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ

В.И.Никитишен

Ведущая организация: Почвенный институт им. В.В.Докучаева, Москва

Защита состоится “02“ ноября 2007г. в 15час.30мин в аудитории М-2 факультета почвоведения МГУ на заседании диссертационного совета Д 501.001.57.

Адрес: 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В.Ломоносова, факультет почвоведения.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ.

Автореферат разослан “____”______________2007г.

Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании диссертационного совета Д.501.001.57. Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ, факультет почвоведения. Ученый совет.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор биологических наук А.С.Никифорова

Общая характеристика работы

Актуальность. В условиях нерационального использования агроландшафтов, приводящего к деградации почв и изменению структуры почвенного покрова, возрастает актуальность изучения признаков антропогенной деградации гумуса. Гумусовая система способна быстро и адекватно трансформироваться при изменении условий гумификации. Понятие “трансформация” рассматривается в двух аспектах: 1) трансформация деградационная как отражение негативных изменений условий гумификации и характеристик гумуса и 2) трансформация реградационная, т.е. восстановление утраченных качеств гумуса с помощью агроприемов. Обобщение имеющейся в отечественной и зарубежной литературе информации по результатам исследования деградационной трансформации с применением широкого набора химических и физико-химических методов позволяет охарактеризовать признаки антропогенной деградации гумуса при действии разных факторов. Однако, сравнительная оценка глубины деградационных изменений в зависимости от антропогенной нагрузки, ранняя индикация признаков деградации и прогноз динамики их развития осложняются отсутствием в большинстве работ информации об исходном состоянии гумуса и условиях проведения исследований. Один из характерных признаков деградации – дегумификация во многих случаях оценивается лишь как потеря гумуса без характеристики структуры потерь и механизма деградации. Применение современных инструментальных высокочувствительных методов позволяет изучать особенности агрогенной трансформации гумусовых кислот на уровне молекулярных структур с обоснованием механизма деградации. К сожалению, подобного рода исследования немногочисленны, их результаты в основном фрагментарны, интерпретация результатов не всегда является четкой и однозначной (Панкратова и др., 2005), а фиксируемые изменения параметров не всегда адекватны смене экологической ситуации (Solomon et.al., 2002).

В целом, современное состояние проблемы характеризуется отсутствием единого методического подхода к оценке признаков деградации гумуса, разобщенностью результатов разных авторов, отсутствием системы диагностических показателей гумусного состояния деградированных почв. Вследствие сложного гетерогенного состава гумусовых веществ и их неоднозначной реакции на внешние воздействия целесообразно проведение исследований на разных уровнях структурной организации гумуса с применением комплекса методов.

Настоящая работа является итогом многолетнего изучения признаков деградации гумуса при действии факторов разной природы. На примере чувствительных к неблагоприятным воздействиям дерново-подзолистых почв изучены химическая, физико-химическая, биохимическая деградация, фиксируемая при агрогенных и природно-агрогенных воздействиях, и механическая деградация, проявляющаяся при водно-эрозионных и техногенных воздействиях.

Цель работы. Изучение закономерностей трансформации гумусовых веществ при нарушении условий гумификации для количественной оценки деградационных изменений гумуса на разных уровнях его структурной организации и для обоснованного выбора способов оптимизации гумусного состояния деградированных почв.

Задачи работы:

1. Оценить степень устойчивости (предрасположенности) к деградации гумуса, сформированного в разных условиях, на основе сравнительной характеристики состава, структурных особенностей и свойств гумусовых кислот. Обосновать методологические принципы изучения антропогенной деградации гумуса.

2. Изучить признаки и выяснить механизм химической, физико-химической, биохимической деградации гумуса под действием факторов агрогенного и природно-агрогенного происхождения.

3. Изучить специфику механической деградации гумуса при водно-эрозионных и техногенных воздействиях.

4. Изучить особенности реградации утраченных качеств гумуса агрогенно- и техногеннонарушенных почв.

5.Выявить общие и специфические признаки деградации гумуса при действии факторов разной природы; разработать систему диагностических показателей и оценить степень их информативности.

Научная новизна.

1. Обоснована возможность применения метода пространственных аналогий для выявления внутренних механизмов потенциальной устойчивости гумуса к деградации и для количественной оценки признаков устойчивости на основе сравнительной характеристики гумуса, сформированного в разных условиях. На примере дерново-подзолистых почв применен системный подход к изучению признаков деградации на уровнях общей совокупности органических веществ почвы и элементарных почвенных частиц, групп, фракций и молекулярных структур гумусовых кислот. Изучены факторы агрогенного, природно-агрогенного и техногенного происхождения, различающиеся по формам проявления и специфике нарушения условий гумификации; выявлены общие и специфические признаки деградации, дана количественная оценка степени их выраженности в зависимости от уровня и вида деградации.