Гумусное состояние дерново-подзолистых почв предуралья при различном землепользовании и длительном применении удобрений и извести
| Вид материала | Автореферат |
| 4. Биологическая активность дерново-подзолистой тяжело |
- Влияние сельскохозяйственных культур, известкования и удобрений на реакцию почвенной, 614.56kb.
- Агроэкологическое обоснование систем применения удобрений в севооборотах на дерново-подзолистых, 1334.17kb.
- Факторы окультуривания песчаных и супесчаных дерново-подзолистых почв и их эколого-агрохимическая, 704.97kb.
- Экологические аспекты известкования дерново-подзолистых почв северо-запада россии, 791.21kb.
- Изменение состава минеральной части выщелоченного чернозема при длительном применении, 576.22kb.
- Технология переработки сапропеля и навоза в удобрения и биогаз. Реактор «фермер» Содержание, 297.46kb.
- Занятия лфк оказывают лечебный эффект только при правильном, регулярном, длительном, 202.6kb.
- Методические рекомендации применения удобрений по интенсивной технологии, 226.3kb.
- Оптимизация элементов технологии возделывания сортов озимой пшеницы на дерново-подзолистых, 595.44kb.
- Программа вступительного экзамена в магистратуру, 315.49kb.
В опыте 2 известкование способствовало уменьшению количества и термостоустойчивости периферических фрагментов структуры гуминовых кислот и укрупнению и повышению термоустойчивости центральной части (таблица 16).
Таблица 16 – Термографическая характеристика гуминовых кислот
дерново-подзолистой почвы опыта 2
Вариант | Температура эффекта, 0С потеря массы, % от общей | Z | ||||||||||
| адсорб-ционная влага | низкотемпера-турная область (200-4000С) | высокотемпера- турная область (>4000C) | ||||||||||
| Контроль | 80 20.5 | 290 25.0 | 420 18.2 | 620 27.3 | 0.55 | |||||||
| СаСО3 по 1.0 г.к. | 80 15.2 | 230 23.6 | 420 18.1 | 520 22.2 | 680 19.4 | 0.40 | ||||||
| 2NPK | 85 18.6 | 220 11.8 | 310 9.8 | 390 6.9 | 520 16.7 | 580 16.7 | 680 4.9 | 740 1.96 | 0.45 | |||
| Са 1.0 г.к.+ 2NPK | 85 15.6 | 215 25.8 | 405 7.8 | 490 10.9 | 630 21.1 | 680 17.2 | 0.45 | |||||
Ароматические структуры значительно доминируют в составе молекул гуминовых кислот почвы варианта СаСОз по 1.0 г.к., Z=0.40. Макромолекулы ГК почвы варианта 2NPK характеризуются более развитой и неоднородной периферической частью, а в центральной части явно доминируют менее термоустойчивые фрагменты (5200 и 5800 С). Общая потеря массы, приходящаяся на термоустойчивую часть, составляет 40,3%, Z = 0.45.
Внесение извести по фону 2NPK «предохраняло» компоненты периферической части от дифференциации по термостабильности и привело к усложнению центральной части макромолекул в составе которой преобладают более термоустойчивые структуры.
Таким образом, внесение извести совместно с NPK привело к повышению доли циклических структур при одновременном обогащении гуминовых кислот алифатическими фрагментами, менее устойчивыми к пиролизу, а, следовательно, более биологически и химически активными, способными быстрее вовлекаться в круговорот веществ и защищать стабильную часть гумуса от биологической деструкции.
В опыте 3 гуминовые кислоты контрольного варианта наиболее обогащены термически устойчивыми фрагментами, Z = 0.77 (таблица 17).
Таблица 17 – Термографическая характеристика гуминовых кислот, (опыт 3)
| Вариант | Температура эффекта, 0С потеря массы, % от общей | Z | |||||||||
| адсорб-ционная влага | низкотемпературная область (200-4000С) | высокотемпературная область (>4000С) | |||||||||
| Контроль | 80 23.8 | 220 11.9 | 290 11.9 | 400 8.3 | 540 19.0 | 600 15.5 | 660 7.1 | 0.77 | |||
| Навоз 10 т/га в год | 70 16.7 | 220 11.1 | 285 13.9 | 370 9.7 | 505 34.7 | 575 9.7 | 0.78 | ||||
| NРК, экв. 10 т/га навоза | 60 18.6 | 200 8.6 | 291 14.3 | 385 11.4 | 495 40.0 | 0.86 | |||||
| Навоз 10 т/га + экв.NРК | 70 17.1 | 215 25.8 | 515 28.6 | 565 15.7 | 0.81 | ||||||
Унавоживание дерново-подзолистой почвы (вариант – Навоз 10 т/га) способствовало обогащению гуминовых кислот биологически активными структурными фрагментами периферической части и увеличению стабильной центральной части макромолекул.
Длительное применение минеральной системы удобрения привело к увеличению доли структурных компонентов периферической части и уменьшению количества и термоустойчивости структурных компонентов центральной части макромолекул гуминовых кислот, способствуя тем самым деградации наиболее устойчивой части макромолекулы, что может привести к потере потенциального плодородия почвы. Показатель Z равен 0.86.
Иной характер имеет кривая ДТГ при термодеструкции ГК почвы варианта Навоз 10 т/га + NPK экв. 10 т/га навоза. В низкотемпературной области на ней фиксируется только одна термическая реакция, достигающая максимальной скорости при 2150С. Это свидетельствует о том, что периферическая часть сформирована близкими по термоустойчивости компонентами, и ее можно считать однородной по составу. Термически устойчивая часть молекул ГК состоит из двух групп компонентов, которые по содержанию и термоустойчивости близки к таковым центральной части гуминовых кислот варианта Навоз 10 т/га. Низкая термостабильность периферических структур способствует более высокой биологической и химической активности гумусовых соединений, т.е. повышению эффективного плодородия почв. Чем выше значение коэффициента Z, тем выше продуктивность севооборота. Между этими показателями установлена корреляция r= 0.69 .
4. Биологическая активность дерново-подзолистой тяжело-
суглинистой почвы при различном землепользовании, внесении
удобрений и извести
Различные подходы к использованию земель сельскохозяйственного назначения повлияли не только на агрохимические, но и биологические параметры плодородия дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы. В опыте 1 в бессменном чистом пару отмечено минимальное значение общей численности микроорганизмов и азотфиксирующих бактерий (таблица 18).
Таблица 18 – Влияние приемов землепользования на биологическую
активность дерново-подзолистой почвы (опыт 1)
| Объект исследования | Общая числен ность микро-организмов | Азот- фикси- рующие, свободно-живущие бактерии | Нитри- фицирую- щие бактерии | Проду- циро-вание С-СО2, мкг/г/сут. | Нитрифи- цирующая способ-ность, мг N-NO3/ кг/14 сут. | Размно-жение льняной ткани за месяц, % |
| тыс. на 1 г почвы | ||||||
| 1. Бессменный чистый пар | 450 | 15 | 1.5 | 90 | 6.8 | 11.4 |
| 2. Бессменный ячмень, б/у | 1500 | 15 | 2.0 | 118 | 37 | 2.5 |
| 3. Типичный с/о, навоз | 3500 | 200 | 25 | 137 | 19.6 | 9.7 |
| 4. Севооборот с высоким насыщением бобовыми (42.8%), б/у | 2500 | 60 | 15 | 142 | 47.3 | 3.9 |
| 5. Залежь | 400 | 20 | 2 | 178 | 4.7 | 20.5 |
| НСР05 | 270 | 9 | 1.7 | 21 | 2.4 | 3.1 |
Возделывание ячменя бессменно или введение севооборотов привело к увеличению общего количества микроорганизмов, выделенных на мясо-пептонном агаре, по сравнению с парующей почвой. Максимальное их количество определено в почве типичного севооборота и составляет 3500 тыс.на 1 г.
На этом же варианте было наибольшее количество азотфиксирующих микроорганизмов - 200 тыс. на 1 г почвы. По-видимому, обогащение почвы органическим веществом активизировало деятельность микроорганизмов.
Залежная почва, имея кислую реакцию среды (рН 4.7) и плохую аэрацию, характеризуется минимальным содержанием общего количества микроорганизмов, низким содержанием азотфиксирующих бактерий требовательных к среде обитания. Нитрифицирующая способность данной почвы выражена слабо и составляет 4.7 мг N-NO3 /кг/14 сут.
Универсальным показателем деятельности почвенных микроорганизмов является продуцирование ими углекислого газа. Наибольшая интенсивность дыхания отмечена для залежной почвы и составляет 178 мкг/г/сут., затем следует почва севооборотных полей. Меньше всего продуцируется С-СО2 почвой бессменного чистого пара.
Процесс разложения клетчатки наиболее интенсивно протекал в залежной почве. Известно, что клетчатка может разрушаться как бактериями, так и грибами. По данным Т.В.Аристовской (1980) в кислых дерново-подзолистых почвах грибы преобладают над бактериями. По-видимому, максимальное разложение целлюлозы (20.5%) в залежной почве обязано активной деятельности плесневых грибов в условиях хорошей обеспеченности почвы органическим веществом и азотом.
В опыте 2 известкование кислой дерново-подзолистой почвы и внесение умеренных доз минеральных удобрений способствовало существенной активизации почвенной микрофлоры. Как следует из данных таблицы 19, общая численность микроорганизмов возросла с 250 тыс.
Таблица 19 - Влияние минеральных удобрений и известкования на
биохимические показатели дерново-подзолистой почвы (опыт 2)
| Вариант | Общая численность микро-организмов | Азотфикси- рующие свободно-живущие бактерии | Продуци-рование С-СО2, мкг/г/24ч | Нитрифи- цирующая способность, мг N-NO3/ кг/14 сут. | Разложе-ние льняного полотна %/мес. |
| тыс. на 1 г почвы | |||||
| Без удобрений | 250 | 12 | 269 | 22.4 | 28 |
| СаСО3 по 1.0 г.к. | 450 | 150 | 407 | 58.1 | 67 |
| СаСО3 по 1.0 г.к. + СаСО3 по 0.5 г.к. | 650 | 200 | 346 | 65.8 | - |
| 2NРК | 2000 | 150 | 220 | 52.6 | 29 |
| 2NРК + СаСО3 по 1.0 г.к. | 2500 | 200 | 296 | 54.8 | 58 |
| 2NРК + СаСО3 по 1.0 г.к. + СаСО3 по 0.5 г.к. | 3500 | 250 | 311 | 86.2 | - |
| НСР05 | 175 | 11 | 18 | 4.7 | 3.9 |