Активный пул органического вещества почвы при разных способах землепользования и системах удобрения

• Автор: Кузнецов, Александр Михайлович
• Шифр специальности: 06.01.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 129 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. РОЛЬ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ФОРМИРОВАНИИ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ (обзор литературы)
1.1. Функции органического вещества почвы
1.2. Компоненты, фракции и пулы органического вещества почвы
1.3. Процессы стабилизации и деградации органического вещества
почвы
1.4. Микробная биомасса как динамический компонент органического вещества почвы
1.5. Заключение
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Объекты исследований
2.1.1. Серая лесная почва и выщелоченный чернозем естественных и сельскохозяйственных экосистем
2.1.2. Агрогенно измененная серая лесная почва (мелкоделяночный полевой опыт)
2.1.3. Выщелоченный чернозем с разной системой удобрения полевых культур (стационарный полевой опыт)
2.1.4. Выщелоченный чернозем зернопаропропашного и зернотравянопропашного севооборотов (стационарный полевой опыт)
2.2. Лабораторная оценка состояния органического вещества почвы
2.2.1. Определение активного пула органического вещества почвы
2.2.1.1. Биокинетическое фракционирование органического вещества почвы
2.2.1.2. Определение микробной биомассы в составе активного пула органического вещества почвы
2.2.2. Определение азотминерализующей способности почвы
2.2.2.1. Измерение общего азота и его минеральных форм в почве
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Структура активного пула органического вещества серой лесной почвы и выщелоченного чернозема
3.1.1. Влияние системы удобрения сельскохозяйственных культур
3.1.2. Влияние вида севооборота
3.1.3. Заключение
3.2. Влияние агрогенных факторов на обеспеченность почвы потенциально минерализуемым органическим веществом
3.2.1. Влияние минеральной, органической и органо-минеральной
систем удобрения
3.2.2. Влияние зернопаропропашного и зернотравянопропашного севооборотов
3.2.3. Заключение
3.3. Микробный пул органического вещества почв и его изменчивость
под действием агрогенных факторов
3.3.1. Влияние разных систем удобрения и вида севооборота на микробный пул почвы
3.3.2. Краткосрочная динамика микробного пула органического
вещества почвы при минеральной и органической системах удобрения
3.3.3. Заключение
3.4. Сравнительная оценка фракционно-группового и биокинетического фракционирования органического вещества почвы
3.4.1. Заключение
3.5. Азотминерализующий потенциал серой лесной почвы и выщелоченного чернозема
3.5.1. Размеры нетто-минерализации азота в выщелоченном черноземе
при систематическом применении удобрений
3.5.2. Нетто-минерализация азота в выщелоченном черноземе в зависимости от вида севооборота
3.5.3. Заключение
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Органическое вещество является важнейшим компонентом почвы, определяющим особенности ее свойств и режимов. Многообразие эколого-биосферных и биогеоценотнческих функций, выполняемых органическим веществом, зависит не только от его валового содержания в почве, но и от качества. Определение фракционно-группового состава органического вещества почвы (ОВП) остается наиболее распространенным способом оценки его качества и характера трансформации при разных природных и антропогенных факторах (Александрова, 1980; Орлов, 1990; Орлов, Бирюкова, 1995; Орлов и др., 1996; Когут, 2003; Орлов и др., 2004, Овчинникова, 2007). В агрономическом отношении наиболее важным является то ОВГ1, которого либо «не видно», либо «уже нет», т. е. постоянно оборачиваемое, легко минерализуемое, быстро стабилизируемое и поэтому трудно улавливаемое химическими способами. До сих пор нет идеального растворителя или процедуры экстракции, обеспечивающих полное выделение фракций ОВП, чувствительных к быстрым изменениям его состава и исключающих вероятность автоокисления или реполимеризации органических веществ при анализе (Hayes, 2006; Olk, Gregorich, 2006). Даже при самой селективной химической экстракции выделенные фракции ОВП не идентичны тем веществам, которые формируются и фракционируются с участием почвенных микроорганизмов. Краткосрочные изменения ОВП связаны с его биологически трансформируемым, активным пулом, к которому относятся все органические вещества с Т0.5 < 2 лет независимо от их химического и физического состояния (Jenkinson, Rayner, 1977; Paul et al., 2006). Количественные параметры активного пула устанавливаются бпокинетическим анализом разложения и минерализации ОВП и измерением микробной биомассы (Иванникова, Гармаш, 1994; Трофимов, 1997; Смагин и др., 2001; Семенов и др., 2005; Семенов и др., 2006; Paul et al., 1999; Collins et al., 2000; Franzluebbers et al., 2000).
Серые лесные почвы и черноземы - преобладающие почвенные типы лесостепной зоны Европейской части России. Интенсивное сельскохозяйственное использование почв привело к уменьшению содержания органического углерода (Сорг) в 1.2-3.3 раза по сравнению с целинными участками и к значительному повышению доли ароматических компонентов в составе ОВП (Орлов, Бирюкова,

(пшеница) на выщелоченном черноземе приводило лишь к незначительному изменению величины qCCb, что еще раз подтверждает высокую устойчивость чернозема к агровоздействию (Ананьева, 2003). Высокие значения qC02 были получены при длительном внесении минерального азота или после недавнего внесения навоза КРС (Fauci, Dick, 1994). Однако было высказано предположение (Wardle, Ghani, 1995), что использование qC02 имеет ограничения, так как при эго измерении происходит смешивание эффектов внешнего воздействия (т. е. быстрых изменений условий окружающей среды) со стрессом (т.е. неизменяемыми, единообразно жесткими условиями). В литературе имеются противоречивые сведения о корреляционной зависимости qCO? и Смб почв. Так, отмечена четкая отрицательная корреляция этих показателей либо для отдельного набора почв, либо для почв одной экосистемы (Wardle, Ghani, 1995). В других работах (Bradley, Fyles, 1995) утверждается, что величина qC02 не коррелирует с См(5. Низкое содержание См0 может характеризовать и стресс, и нарушающее воздействие. Как следствие, в обоих случаях можно обнаружить рост значений qC02 (Wardle, 1993). Таким образом, qC02 является проблематичным параметром с непредсказуемым откликом на нарушающее воздействие.
1.5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Органическое вещество почвы (ОВП) представляет собой сложный гетерогенный континуум находящихся в почве органических материалов и соединений независимо от их природы происхождения, стадий трансформации и степени защищенности, скорость циклирования которых варьирует от нескольких часов и суток до тысячелетий. ОВП включает в себя, как минимум, пять частей: растворимое органическое веществ (РОВ), взвешенное органическое вещество (ВОВ), микробную биомассу (МБ), гуминовые вещества (ГВ) и инертное органическое вещество (ИОВ). РОВ легко мигрирует, быстро минерализуется и стабилизируется, играя исключительно важную роль в текущих внутрипочвенных процессах. ВОВ представлено фрагментами и частицами с распознаваемой структурой размером >53 мкм, чувствительно к агрогенным изменениям ОВП, содержит в себе потенциальный запас минерализуемого углерода и элементов минерального питания. Непрерывность цикла роста и отмирания микроорганизмов позволяет считать МБ самостоятельным компонентом ОВП. Почвенные