WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 13 |

На правах рукописи

Завьялова НинаЕгоровна

ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ

ПРЕДУРАЛЬЯ ПРИРАЗЛИЧНОМ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИИ

И ДЛИТЕЛЬНОМПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ И ИЗВЕСТИ

Специальность 06.01.04 -агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соисканиеученой степени

доктора биологическихнаук

Москва – 2007

Работа выполнена вГосударственном учреждении Пермскийнаучно-исследовательский институтсельского хозяйства

Научный консультант:

доктор биологических наук,профессорШевцова Людмила

Константиновна

Официальные оппоненты:

Доктор сельскохозяйственныхнаук, профессорМерзлая Генриетта

Егоровна

Доктор сельскохозяйственныхнаукФрид Александр

Соломонович

Доктор биологических наук,профессорНикитишен Владимир

Иванович

Ведущее учреждение:

ГНУ Всероссийскийнаучно-исследовательский конструкторскийи проектно-технологический институторганических удобрений и торфа(ВНИПТИОУ)

Защита состоится «25» октября 2007 г. в 14 часов назаседании

диссертационного советаД.006.029.01 при ГНУ Всероссийский

научно-исследовательскийинститут агрохимии им. Д.Н.Прянишникова.

Адрес: 127550, Москва,И-550, ул. Прянишникова, д.31а, диссертационный

совет Д.006.029.01.

С диссертацией можноознакомиться в библиотеке ВНИИА

им. Д.Н. Прянишникова

Автореферат разослан “____”______________ 2007 года

Отзывы на автореферат в двухэкземплярах, заверенных печатью, можноприсылать по адресу: 127550, Москва, И-550, ул.Прянишникова, д.31а

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат биологическихнаукС.И. Цыганок

Общая характеристикаработы

Актуальность темы:Проблема органического вещества почв,начиная с работ В.В.Докучаева, П.А.Костычеваи Н.М.Сибирцева занимает одно ихцентральных мест в почвоведении в целом и вагрономической науке, в частности. Нашепоколение с огромным интересом читаетнаучные труды и с большой благодарностьюиспользует в своей работе результатыисследований органического вещества почвытаких ученых - классиков, как Ваксман (1937),И.В Тюрин. (1937), М.М.Кононова (1951, 1963),В.Р.Волобуев (1963, 1968, 1973), В.В.Пономарева., Т.А.Плотникова (1980), Д.С. Орлов (1974, 1990),Л.Н.Алек-сандрова (1980) и др.

Внастоящее время исследованию состава исвойств гумуса посвящены трудыМ.И.Дергачевой (1984), К.В.Дьяконовой (1990),Р.Тейта (1991), Н.Кёршенса (1992), В.А. Черникова(1973-2002), А.М. Лыкова (2004) идр., гдепредлагаются различные методы и подходы кизучению гумусного состояния, которыенаряду с углубленной характеристикойхимической структуры и свойств гумусовыхвеществ дают представление обагрономическом значении отдельныхкомпонентов органического вещества.Особый интерес представляют методы,позволяющие в пределах одного типа почввыделить наиболее агрономически ценныесоставляющие гумуса, которые вкачественном и количественном отношениидостаточно чувствительны к условиямагротехники и оказывают существенноевоздействие на продуктивностьпашни.

В Предуралье вопросамисследования гумусного состояния почвпосвящены работы Л.К.Юферовой (1969),В.П.Дьякова (1971), Н.Я.Таракановой (1985), С.И.Поповой (1970-1990 ).

Однако на сегодняшний день нет единогоподхода к решению проблемы оптимизациигумусного состояния пахотных почв, неразработаны оптимальные параметрысодержания и качественного состава гумусапри разном уровне интенсификациисельскохозяйственного производства,обеспечивающие получение высоких истабильных урожаев при эффективномиспользовании органических и минеральныхудобрений.

Решениесуществующих проблем возможно толькопри проведении систематическихисследований в длительных полевых опытах,которые являются фундаментальной базойдля изучения воздействиясельскохозяйственного использованияземель на плодородие почв, стабильностьурожаев сельскохозяйственных культур иокружающую среду.

Цель работы:изучить влияние длительного воздействияразличных способов землепользования,удобрений и извести насодержание, состав и свойствагумуса и определить оптимальныепараметры гумусного состояниядерново-подзолистых тяжелосуглинистыхпочв Предуралья, обеспечивающиеполучение максимальной продуктивностипашни при эффективном использованииразличных систем удобрения.

Задачи исследований: изучить динамику содержанияи запасов гумуса

дерново-подзолистойтяжелосуглинистой почвы при различномземлепользовании и длительном примененииудобрений и извести;

  • сформировать электронную базуданных на основе информации многолетнихопытов Пермского НИИСХ за весь периодих проведения (25-32 года ) по основнымпараметрам, влияющим на баланс итрансформацию углерода почвы;
  • выявить влияние способовземлепользования, удобрений и известина распределение органическогоуглерода и биогенных элементов попрофилю почвы;
  • изучить влияние способовземлепользования, удобрений иизвести на содержание инертных иактивных компонентов в составегумуса;
  • исследоватьфракционно-групповой состав гумусадерново-подзолистойтяжелосуглинистой почвы;
  • выделить препаративно иисследовать состав и молекулярнуюструктуру гуминовых кислотдерново-подзолистой почвы на основеэлементного состава,метода ИК-спектроскопии и дифференциально-термогравиометрического анализа;
  • изучить биологическую активностьдерново-подзолистой тяжелосуглини-стойпочвы при различном землепользовании,внесении удобрений и извести;
  • определить оптимальные параметрыгумусного состояния пахотныхдерново-подзолистых тяжелосуглинистыхпочв Предуралья, на основе анализавзаимосвязи комплекса основныхагрохимических и биологическихпоказателей, с урожаемсельскохозяйственных культур ипродуктивностью пашни;
  • верифицировать модель динамики ибаланса гумуса (Roth –C) (Ротамстедская опытная станция)на информационной базе длительных опытовПермского НИИСХ для прогноза измененияуровня содержания гумуса прииспользовании различныхагротехнологий.

Научная новизнаисследований. Впервые вусловиях Предуралья проведены комплексныеисследования гумусного состояниядерново-подзолистой тяжелосуглинистойпочвы:

  • изучена многолетняя динамикасодержания гумуса;
  • для пахотных дерново-подзолистыхпочв данной территории установленминимальный уровень гумуса (Сmin), равный 0.78 ± 0.01% Си максимальный – 1,42 + 0,03% С;в условиях естественногогумусообразования (многолетняя залежь)- 1.29 ± 0.03% С;
  • установлена область необходимогосодержания трансформируемогоорганического вещества (Сtrans), позволяющаяполучать максимальный урожай культур приэффективном использованииудобрений;
  • изучено распределениеорганического углерода, биогенныхэлементов и фракций механического составапо профилю. Определены запасы гумуса иазота в метровом слое почвы;
  • исследован фракционно-групповойсостав гумуса;
  • исследовано влияние длительногоприменения различных способовземлепользования, удобрений и извести наинтенсивность протекания биологическихпроцессов в почве;
  • установлены взаимосвязи междукачественным составом гумуса,продуктивностью севооборота ибиологической активностью почвы;
  • впервые изучен элементный состав имолекулярная структурапрепаративновыделенных гуминовых кислотдерново-подзолистой тяжелосуглинистойпочвы Предуралья при длительномприменении различныхагротехнологий;
  • сформулировано положение обагрономически оптимальной структуремакромолекул гуминовых кислот, котораяхарактеризуется, с одной стороны,устойчивостью к чрезмерноймикробиологической деструкции, а сдругой –активным участием в круговоротеуглерода и определены условия ееформирования;
  • проведена верификациядинамической модели Roth–C баланса итрансформации углерода на основеинформационной базы данных длительныхопытов Пермского НИИСХ, которая позволяетсоставить прогноз изменения уровнясодержания углерода в почве на 200лет;
  • установлены оптимальные параметрыгумусного состояния пахотныхдерново-подзолистых тяжелосуглинистыхпочв Предуралья, соответствующиеэкономическим и экологическим критериям ипринципам устойчивости почв.

Практическая значимость. Положения и выводы диссертации окритическом минимальном уровне содержаниягумуса и диагностические параметрыгумусного состояния пахотных почв могутбыть использованы при проведениимониторинговых исследований и разработкеконцепции сохранения и повышенияплодородия пахотных дерново-подзолистыхпочв Предуралья, рекомендаций поэффективному применению различныхсистем удобрения.

Основныеположения, выносимые на защиту

  • Теоретическое иэкспериментальное обоснованиепроцессов трансформации органическоговещества пахотной дерново-подзолистойпочвы в зависимости от длительногоприменения различных способовземлепользования, удобрений иизвести.
  • Динамика и уровнистабилизации гумуса при примененииразличных способов землепользования иагротехнологий.
  • Запасы гумуса ираспределение органического углерода ибиогенных элементов по профилюдерново-подзолистой тяжелосуглинистойпочвы.
  • Оптимальные параметрыколичества, запасов и качества гумусадерново-подзолистой тяжелосуглинистойпочвы, позволяющие реализовать основныефункции органического вещества ибиоклиматический потенциалсельскохозяйственных культур.
  • Показателифракционно-группового составагумуса и направленность их изменений взависимости от способовземлепользования, систем удобрения иизвести.
  • Определениеагрономически оптимальной молекулярнойструктуры гуминовых кислот ивыявление агротехнических условий ееформирования.
  • Оценка состояниябиологической активности почв различногоземлепользования и её изменение придлительном применении системудобрения.
  • Предварительныеоптимальные параметры гумусного состояниядерново- подзолистой тяжелосуглинистойпочвы, отвечающие принципам экологическойи экономической устойчивости почв насовременном этапе проведениямноголетних опытов.
  • Верифицированная модельбаланса и трансформации гумуса (Roth–C),позволяющая использовать электроннуюинформационную базу данных длительныхопытов для исследования дальнейшихизменений уровня содержания гумуса приразличном сельскохозяйственномиспользовании почвы.

Апробация результатовисследований. Материалыдиссертации использованы присоставлении рекомендаций по методамвоспроизводства почвенного плодородия,регулирования содержания и составаорганического вещества (Пермь, 2005) исоставляют основу сборника научныхтрудов Пермского НИИСХ«Агротехнологические аспектыадаптивно-ландшафтного земледелия иорганическое вещество пахотных почвПредуралья», Пермь, 2006.

Основные положения работы доложены наВсероссийской научно-практическойконференции «Совершенствованиетехнологического и техническогообеспечения производства и примененияорганических удобрений», Киров, 2002 г; намеждународных научно-практическихконференциях: «Агротехнологическиефункции органического вещества почв ииспользование органическихудобрений и биоресурсов вландшафтном земледелии», Владимир, 2004;«Методы исследования органическоговещества почв», Владимир, 2005;«Агроэкологическая эффективностьприменения средств химизации всовременных технологияхвозделывания сельскохозяйственныхкультур», Москва, 2005; «Основные итоги иприоритеты научного обеспечения АПКЕвро-Северо-Востока», Киров, 2005; накоординационном совещании«Совершенствование системземледелия Уральского региона»,Екатеринбург, 2005; на III Всероссийскойконференции «Гуминовые вещества вбиосфере», С-Петербург,2005; на Международнойнаучно-практической конференции«Агрохимические приемы повышенияплодородия почв и продуктивностьсельскохозяйственных культур вадаптивно-ландшафтных системахземледелия», Москва, 2006.

Публикации. По материаламдиссертации опубликовано 23 печатныхработы общим объемом 12.95 п.л., в томчисле: рекомендаций - 1, сборник научныхтрудов –1.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит извведения, обзора литературы, 5разделов экспериментальной части,заключения, основных выводов и спискалитературы. Работа изложена на …страницах, содержит 57таблиц, 24 рисунка, 14 приложений. Списоклитературы включает 357 работ отечественныхи 32 зарубежных авторов.

Вработу вошли результаты собственныхисследований автора.

Благодарности. Автор выражаетискреннюю благодарность научномуконсультанту доктору биологических наук,профессору Л.К. Шевцовой за ценные советы изамечания при подготовке диссертации;заведующей отделом агрохимии иземледелия Пермского НИИСХА.И.Косолаповой, ответственнымисполнителям полевых опытов исоавторам публикаций Е.М.Митрофановой,В.Р.Ямалтдиновой, И.Д.Сосниной и работникаманалитической лаборатории Т.М.Костаревой,С.Н. Красильниковой, Е.Ф.Гарцевой заактивную помощь и непосредственноеучастие в проведении полевых илабораторно-аналитических работ.

Объекты и методы исследований. Исследования проводили в трехдлительных стационарных опытах,заложенных на дерново-подзолистойтяжелосуглинистой почве подруководством С.И. Поповой. Краткаяхарактеристика опытов приведена в таблице1. Агротехника соответствовала зональнымрекомендациям. Учет урожая – сплошнойподеляночный.

Экспериментальная работа по оценкекачественных и количественныхизменений гумусного состояниядерново-подзолистых почв проводилась набазе аналитической лаборатории ПНИИСХ.Для проведения исследований в трехдлительных опытах были отобраныпочвенные образцы в 2001-2005 гг. послеуборки урожая возделываемых культур.Отбор образцов проводили с трехполевых повторений по пятиточкам на каждом повторении изпахотного (0-20 см) горизонта. Дляизучения динамики гумуса былииспользованы архивные образцы.Запасы гумуса в метровом слоедерново-подзолистой почвы и егораспределение по профилю изучали наглубинных образцах, которые отбирали сдвух полевых повторений по тремточкам на каждом, ручным буромпослойно с шагом 20 см до глубины 100см.

В почвенныхобразцах проводили следующие видыисследований:

- определениерНКСl пометоду ЦИНАО. ГОСТ 26483-85;

- определениегидролитической кислотности по методуКаппена в

модификации ЦИНАО. ГОСТ26212-91;

- определение суммы поглощенныхоснований по методу Каппена. ГОСТ27821-88;

- определениеподвижных соединений фосфора и калия пометоду Кирсанова в модификации ЦИНАО. ГОСТ26207-91;

- методопределения обменной кислотности. ГОСТ26484-85;

- определениегумуса по методу Тюрина;

- общий азот пометоду Кьельдаля;

-легкогидролизуемый азот по Тюрину иКононовой;

- аммиачный азотпо методу ЦИНАО. ГОСТ 26489-85;

- определениенитратов потенциометрический. ГОСТ26489-85

- определениеобменного кальция и магния методом ЦИНАО

ГОСТ 26487-85;

-гранулометрический состав почвы по методуКачинского;

-групповой и фракционный состав гумуса посхеме Тюрина в модификации Пономаревой иПлотниковой.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 13 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»