Влияние пожнивных остатков растений на свойства дерново-подзолистой почвы

• Автор: Фейсал Элтагалави Мохаммед Исмаил
• Шифр специальности: 06.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

l 1 .ОБЗОР ЛИТЕРАРУРЫ
1.1. Влияние пожнивных остатков растений в звене полевого севооборота на свойства дерново-подзолистых почв
1.2. Вынос элементов питания с урожаем и их поступление в
почву с пожнивными остатками
1.3. Баланс фитомассы, азота, фосфора и калия в полевом севообороте
1.4. Влияние зеленых удобрений на свойства почв
щ 1.5. Влияние растительных остатков на свойства почв
1.6. Изменение под влиянием пожнивных остатков растений структурного состояния почв
1.7. Возникновение под влиянием пожнивных остатков растений почвоутомления
2. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
3. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
4. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛНАЯ ЧАСТЬ
5.1. Влияние пожнивных остатков растений на гумусовое состояние почв
5.2. Влияние пожнивных остатков растений на подвижность катионов в почве
5.3. Влияние пожнивных остатков растений на водные свойства почв
5.4. Влияние пожнивных остатков растений на структуру почв
5.5. Влияние пожнивных остатков растений на развитие проростков
5.6. Структурные взаимосвязи в почве, как фактор плодородия
и влияние на них пожнивных остатков растений
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИССПОЛЗОВАІЮЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Повышение плодородия почв и урожая сельскохозяйственных культур при сохранении экологического равновесия является важной народнохозяйственной задачей. Одним из способов ее решения является внесение в почву пожнивных остатков растений. Однако, влияние разных пожнивных остатков на отдельные свойства почв неодинаково. Необходимо выяснение закономерностей изменения конкретных свойств почв при внесении в них определенных пожнивных остатков. В зависимости от свойств почв, лимитирующих урожай, перспективно и внесение в почву тех пожнивных остатков, которые будет оптимизировать эти свойства (или внесение в почву смеси пожнивных остатков с заданными параметрами).
Целью исследования являлось выяснение влияния соломы пшеницы, ячменя и ботвы картофеля на свойства дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы Московской области.
В задачи исследования входили:
1) оценка влияния соломы пшеницы, ячменя, ботвы картофеля на свойства почвы по данным модельных опытов, лабораторных исследований, по материалам многолетнего полевого опыта (оценивалось изменение водных свойств почв, их структурного состояния, подвижности поливалентных катионов, биологической активности);
2) разработка новых методов оценки влияния пожнивных остатков растений на свойства почв (с использованием тепловых эффектов реакций сор-батов с почвой, по данным ИК спектроскопии и дериватографии, с использованием конкурирующего комплексообразования, по данным химической автографии на основе электролиза, по цвету почв в системах Lab, RGB, CMYK с использованием программы Photoshop);
3) определение возможности оценки функционального влияния пожнивных остатков на свойства почв, по сравнению со стандартами (оценка комплексообразующей способности водорастворимого органического вещества растительных остатков в единицах ЭДТА, оценка биологической их активности в единицах эпина);
4) установление структурных взаимосвязей влияния пожнивных остатков растений на свойства почв с их химическим составом и свойствами (по данным ИК спектроскопии и дериватографии);
5) оценка особенностей влияния пожнивных остатков растений на свойства изучаемой почвы в зависимости от Eh среды, времени разложения растительных остатков, степени окультуренности почв.
В работе впервые предлагаются следующие методики: 1) определение теплового эффекта реакций сорбатов с почвой (поглощаемых почвой соединений) с использованием прибора «С-300 фирмы техоас», основанного на лазерной индикации теплового эффекта дистанционно; 2) определение степени гумусированности почв по их цвету с использовашюм программы Photoshop и цветовых систем Lab, RGB, CMYK; 3) определение структурообразующей способности водорастворимого органического вещества растительных остатков по скорости осаждения суспензии цеолита (< 0,25 мм) и каолинита (< 0,25 мм) при добавлении к ним водорастворимого органического вещества; рекомендуется индикация по высоте столба осветленной от осадка суспензии; 4) предлагается оценка сорбционных свойств почв по отношению к воде по теплоте сорбции воды почвами; 5) предлагается оценка сорбционных свойств почв по отношению к водорастворимому органическому веществу растительных остатков по тепловому эффекту его сорбции почвой.
В работе впервые: 1) показана взаимосвязь особенностей качественного состава водорастворимого органического вещества растительных остатков и массы соломы ячменя, пшеницы и ботвы картофеля (оцениваемой по инфракрасным спектрам и данным дериватографии) с их комплексообразующей структурообразующей, биологической активностью и гидрофильностью; 2) предлагается для регулирования определенных свойств почв внесение в почву смесей растительных остатков заданного состава; 3) показано, что струк-

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
5.1. ВЛИЯНИЕ ПОЖНИВНЫХ ОСТАТКОВ РАСТЕНИЙ НА
* ГУМУСОВОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВ
Пожнивные остатки растений при попадании в почву частично минерализуются, частично превращаются в гумусовые вещества, которые закрепляются почвой, поглощаются растениями и мигрируют в грунтовые воды. Коэффициент гумификации растительных остатков составляет примерно 0,15. При этом доля превращения пожнивных остатков в гумус зависит от их химического и биохимического состава, дозы внесения, свойств почв и условий разложения. Превращение органических остатков в гумусовые соедине-у/' ния может быть идентифицировано по определению в почве до и после внесения органических остатков общего содержания гумуса, группового и фрак-циошюго состава гумуса, инфракрасным спектрам и дериватограммам почв.
С нашей точки зрения, оценка доля превращения растительных остатков, запахиваемых в почву, в гумусовые соединения может быть идентифицировано и по цвету почв. Чем больше содержание гумуса, тем темнее почва (при условии постоянства Сгк/Сфк).
Гуминовые вещества почв имеют темную окраску и поэтому их влияние на отражательную способность почв выражено очень сильно. Однако, а оно проявляется неодинаково в различных по генезису и свойствам почвах, в
почвах, развитых на различных материнских породах (Орлов Д.С. с соавт., 2001), зависит от сочетания физико-химических свойств почв, группового и фракционного состава гумуса. Frazier В.Е. (1989) установлена линейная корреляция между содержанием органического углерода в почвах (У) и отношением отражегшя в областях волн 1,57-1,78 мкм и 0,78-0,90 мкм (X). У = - 4,08 + 2,6Х; R2 = 0,99. По соотношениям (1,57-1,78) / (0,78-0,90) и (0,62-0,69 мкм) / (0,78-0,90 мкм) в возрастающем порядке различались также зеленые посе-
* вы, редкие посевы и оголенная почва.