Delist.ru

Особенности трансформации гумусовых веществ в разных условиях землепользования (на примере дерново-подзолистой почвы) (20.08.2007)

Автор: Овчинникова Мария Фёдоровна

б – ТНК, 45т/га, N70P40K115, известь по 1 г.к.

Рис.5.3. Урожай зеленой массы кукурузы (ц/га) в зависимости от системы удобрений:

А – контроль без удобрений и извести; Б – минеральная система без извести;

В - органоминеральная система + известь

содержанием гумуса, рНсол, суммой обменных оснований, суммарным содержанием ГК, отношением С1-10/С<1; среди фракций ГК наибольшим положительным влиянием на урожай кукурузы характеризуются ГК1 и ГК2; взаимосвязь с фракцией ФК1а и суммарным содержанием ФК – отрицательная [32].

В опыте с экстремальной дозой симазина (50кг/га) в залежной дерново-подзолистой почве через 21 месяц после внесения ТНК (60 т/га) наблюдалось восстановление каталазной активности, процесса новообразования ГК, показателей состава гумуса (рис.5.4), что связано с активизацией микробиологической деятельности, а также наличием гумусовых веществ в составе ТНК; содержание негидролизуемого остатка может возрастать за счет полугумифицированных соединений – лигнина и целлюлозы. Остаточное токсическое последействие симазина прослеживалось в отношении интенсивности дыхания (в связи с сохраняющимся фитотоксическим эффектом) и процесса полимеризации гумусовых структур. Методом гель-хроматографии установлено, что восстановление содержания подвижных ГК происходит за счет компонентов с разной молекулярной массой, в большей мере – за счет ВМК (рис.5.4). Направленность многолетней динамики свойств почвы в вариантах с симазином без применения ТНК и с его применением позволяет говорить об обратимости почвенных процессов, нарушенных гербицидом [14; 17; 18; 22; 24; 25].

а – симазин, 50 кг/га а - контроль

б – симазин, 50 кг/га + ТНК, 60 т/га б – симазин, 50 кг/га

в – симазин, 50 кг/га + ТНК,60 т/га

Рис. 5.4. Влияние ТНК на свойства почвы, обработанной симазином, и ММ-распределение

подвижных ГК.

Применение комплекса агромероприятий (внесение органических и минеральных удобрений, известкование, возделывание многолетних трав) позволило достаточно быстро – в период от 2 до 5 лет - восстановить химические свойства (рис.5.5) и характеристики гумуса агротехногеннонарушенной почвы в пределах каждого из исследованных элементов рельефа [35;40;43;44]. Быстрое восстановление прослежено в отношении процесса новообразования ГК, замедленное – в отношении полимеризации гумусовых структур (рис.5.6). Восстановление количества ГК в целом обеспечивалось преимущественно (на 75-83% ) за счет ГК1 и ГК2 при заметном обогащении их высокомолекулярными структурами, о чем

Рис.5.5. Химические свойства почвы повышенного участка (а) и микропонижения (б) до

мелиорации (1987г.) и после мелиорации (1988 – 1993гг.).

свидетельствует снижение Е-величин (рис.5.6). Несмотря на сглаживание различий в свойствах поверхностно-оглеенных почв и их автоморфных аналогов, существенное влияние микрорельефа на характеристики гумуса прослеживалось до конца периода наблюдений. От 64 до 98 % изменчивости содержания гумуса, 76-86 % варьирования количества ГК и 55-60 % варьирования Сгк/Сфк в пределах 40-см слоя обусловлены влиянием микрорельефа и только 2-33 %, 10-18 % и 30-35 % - влиянием агроприемов. Через 6 лет после мелиорации почвы микропонижений оставались

Рис.5.6. Показатели направленности гумификации и Е-величины ГК почвы повышенного

участка (а) и микропонижения (б) до мелиорации (1987г.) и после мелиорации

(1988-1993гг.).

сильнодеградированными, как и до мелиорации; сохранялись морфологические признаки оглеения, более низкие показатели степени и глубины гумификации,

интенсивности новообразования ГК и их усложнения (рис.5.6), более низкий уровень биопродуктивности (рис.5.7). Это свидетельствует о недостаточной эффективности проведенных мелиоративных работ и необратимости деградационных изменений свойств гумуса в сохраняющихся условиях избыточного увлажнения и оглеения.

Рис.5.7. Урожай зеленой массы травосмеси Рис.5.9. Урожай зеленой массы травосмеси

до (1987г) и после (1990-1992гг) проведения после строительства трубопровода

осушительной мелиорации А – участки, не нарушенные строительством

А – повышенные участки Б – трасса. 1987, 1988, 1989 - выпад

Б - микропонижения с.-х. культур

Таблица 5.2 Последействие строительства

МТ на Е-величины ГК

Глубина,

Рис. 5.8. Изменение содержания гуматов после строительства

МТ: а – участки, не нарушенные строительством

б - трасса

Мероприятия по рекультивации техногенной почвы, образовавшейся после строительства магистрального трубопровода (МТ) – выравнивание поверхности поля после засыпки траншеи, возвращение на исходное место гумусированного слоя, внесение органических и минеральных удобрений, известкование, посев однолетних и многолетних трав – способствовали улучшению свойств верхнего техногенного слоя с характерным контрастным режимом увлажнения. Через 15 лет после строительства зафиксированы признаки формирования гумусово-аккумулятивного горизонта светло-серого цвета, отмечены возрастание уровня его гумусированности, позитивные изменения характеристик ППК, улучшение качества гумуса [43;44]. Восстановлению полноценного почвенного профиля препятствовало образование вдоль трассы вымочек шириной до 5-12м и развитие поверхностного оглеения, что явилось следствием оседания насыпной толщи и крайне низкой водопроницаемости слагающего её материала. В местах образования вымочек техногенная почва приобрела черты поверхностно-оглеенной с характерными морфологическими признаками, очень низкой активностью биохимических процессов на стадии полимеризации гумусовых структур в верхнем слое и практически полным ингибированием этого процесса в нижележащих слоях: гуматы обнаружены только в верхнем 20-см слое в количестве 12-13 % от суммы ГК и отсутствовали в нижних слоях (рис.5.8), где вторая фракция гумусовых кислот представлена исключительно фульватами. Своеобразная направленность процесса гумификации в техногенной почве прослежена также по характеру профильного изменения Е-величин ГК (табл.5.2). До конца периода наблюдений во всех техногенных слоях сохранялась более высокая степень агрессивности ФК по сравнению с ненарушенными участками [44]. Чрезвычайно низкий уровень биопродуктивности техногенной почвы (рис.5.9), неблагоприятная направленность изменений морфологических, физико-химических, биохимических свойств нижних слоев вследствие развития вторичных деградационных процессов, сохранение сильной степени деградации (по запасу гумуса и ГК в 40-см слое) не дают оснований говорить об обратимости деградационных изменений, по крайней мере, на данном этапе.

Приведенные результаты позволяют заключить, что деградационные изменения гумуса, зафиксированные на уровне слабой и средней степени, являются обратимыми. Свойства гумуса, нарушенные в сильной степени (в условиях продолжительного избыточного увлажнения, а также при техногенных воздействиях, осложненных проявлением вторичных деградационных процессов и развитием поверхностного оглеения) не поддаются направленному регулированию с помощью агроприемов. Характерными признаками необратимости деградационных изменений гумуса являются ярко выраженная фульватная направленность процессов превращения органических веществ (2-4-кратное снижение показателя С1-10/С<1), глубокое ингибирование процесса гумификации на стадии полимеризации гумусовых структур (50-80%), 2-4-кратное снижение запаса ГК в 40-см слое.

Глава 6. Диагностические показатели гумусного состояния деградированных дерново-подзолистых почв и оценка их информативности

Для всесторонней оценки особенностей трансформации гумусовых веществ при действии факторов агрогенного, природно-агрогенного и техногенного происхождения использован комплекс показателей, отражающих общие и специфические признаки деградации гумуса в зависимости от характера и интенсивности воздействий (табл.6.1; 6.2). Оценка деградационных изменений

Показатели Слой, см;

горизонт Оптимальные

значения Направлен-ность

изменений Отклонение показателей от исходного уровня, %

Степень деградации

загрузка...