Отражение антропогенной аридизации Волжско-Камской лесостепи в гумусном состоянии и водно-физических свойствах черноземов

• Автор: Печёнкина, Наталья Валериевна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 167 с. : ил.

Введение

1. Обзор литературы.

1.1. Почвенное органическое вещество. Современное представление

1.2. Почва как элемент глобального круговорота углерода в биосфере

1.3. Факторы и процессы, управляющие распределением почвенного органического вещества.
1.4. Стабилизация органического материала в почвах умеренных широт механизмы и их приемлемость в различных почвенных условиях.

1.4.1. Пределы насыщения почв органическим веществом

1.4.2. Защищенное почвенное органическое вещество механизмы стабилизации, особенности и динамика.

1.4.3. Химическая стабилизация почвенного органического вещества

1.4.4. Физическая стабилизация защищенное микроагрегатами почвенное органическое вещество

1.4.4.1. Общее понятие агрегата.

1.4.4.2. Теория агрегатной иерархии почвообразующего материала
1.4.4.3. Почвенное органическое вещество, защищенное микроагрегатами
1.4.5. Почвенное органическое вещество, защищенное биохимической стабилизацией
1.4.6. Взаимодействие механизмов стабилизации.
1.5. Незащищенное почвенное органическое вещество особенности и динамика.
1.5.1. Содержание и состав незащищенного органического вещества
1.5.2. Сезонные изменения, пространственное и профильное варьирование углерода макрочастиц органического вещества и легких фракций почв.
1.5.3. Влияние биоклиматических условий и свойств почв на уровень накопления в почвах макрочастиц органического вещества и легких фракций.
1.5.4. Незащищенное почвенное органическое вещество как источник питания организмов.
1.6. Почвенное органическое вещество гранулометрических фракций
1.7. Взаимосвязь между органическим веществом почв и их физическими свойствами.
1.7.1. Понятие физической деградации почв.
1.7.2. Структурное состояние почвы и почвенное органическое вещество.
1.7.3.1 очвенное органическое вещество и водопрочность агрегатов
1.7.4. Плотность сложения почвы и почвенное органическое вещество
1.7.5. Твердость почвы или сопротивление пенетрации.
1.7.6. Общая пористость или скважность почвы
1.7.7. Гидрологические свойства почвы.
1.7.8. Оптимизация содержания органического вещества в почве
1.7.9. Особенности динамики почвенного органического вещества в пахотных почвах
2. Методология и методика исследования
2.1. Методологический подход
2.2. Методика исследования
2.2.1. Методика фракционирования почвы.
2.2.1.1. Принципы определения ГМС почвы.
2.2.1.2Физическое фракционирование почвенного образца.
2.2.1.3. Удаление органического вещества из навески почвы
окислением пергидролем
2.2.2. Определение содержания углерода и азота.
2.2.3. Определение деформирования уплотняющейся почвы при нагрузке
2.3. Статистическая обработка результатов.
3. Объекты исследования.
ЗЛ.Общсгсографическое положение.
3.2. Природные условия
3.2.1. Климат
3.2.2. Геологическое строение
3.2.3. Строение поверхности
3.3. Растительность.
3.4. Почвы
3.5. Характеристика объектов исследования.
4. Почвенное органическое вещество и его роль в формировании структурной организации черноземов
4.1. Морфологические особенности исследуемых черноземов.
4.2. Содержание и распределение гумуса, органического углерода и азота между почвенными горизонтами
4.2.1. Содержание и распределение гумуса.
4.2.2. Содержание и распределение органического углерода и азота
4.3. Запасы органического вещества в почве, выраженные через запас гумуса, органического углерода и азота
4.3.1.Общий запас гумуса.
4.3.2. Общий запас органического углерода и азота
4.3.3. Обсуждение содержания и распределения запасов почвенного органического вещества
5. Распределение и запас органического вещества в структурных конструкциях почвообразующего материала.
5.1. Гранулометрический состав почвы
5.1.1. Результаты определения гранулометрического состава почвы
5.1.1.1. Методом Ы.А. Качинского
5.1.1.2. Методом Л. Аттерберга
5.1.1.2.1. Физическое фракционирование почвенного образца предварительное разделение почвенного материала по плотности и с помощью ультразвука.
5.1.1.2.2. Определение гранулометрического состава почвы после обработки ее пергидролем
5.1.2. Сравнительная характеристика результатов определения
гранулометрического состава почвы.
5.1.3. Обсуждение результатов определения гранулометрического состава почвы.
5.2. Содержание и распределение органического углерода и азота между почвенными фракциями
5.2.1. Органический углерод и азот в свободном и непрочно связанном органическом веществе почвы.
5.2.2. Органический углерод и азот в органоминеральной фракции
5.2.3. Обсуждение результатов распределения почвенного органического вещества по структурным конструкциям почвообразующего материала
5.3. Запас органического углерода и азота в структурных конструкциях почвообразующего материала
6. Взаимозависимость органического вещества и структурноагрегатного состояния почв
6.1. Структурное состояние почв.
6.2. Агрегатное состояние почв
6.3. Взаимозависимость структурноагрегатного состояния почв и органического вещества
6.3.1. Структурный состав почвы и органическое вещество
6.3.2. Агрегатное состояние почвы и органическое вещество
7. Взаимосвязь между физическими свойствами почвы и ее органическим веществом.
7.1. Плотность сложения почвы.
7.2. Твердость, пористость и плотность твердой фазы почвы.
7.2.1. Твердостьпочвы
7.2.2 Общая пористость почвы и плотность ее твердой фазы.
8. Связи между гидрологическими константами, физическими свойствами почвы и сс органическим веществом
8.1. Гидрологические параметры и их взаимосвязь с физическими свойствами.
8.2. Впитываемость почв как показатель их противоэрозионной устойчивости
8.3. Потенциальные возможности исследуемых почв в водообеспечении культурных растений
9. Роль сельскохозяйственных машин и механизмов в деградационных процессах структурноагрегатного состояния черноземов
. Роль органического вещества в формировании устойчивости черноземов
к антропогенным дестабилизирующим воздействиям.
Выводы.
Список литературы


Определить взаимозависимости запасов почвенного органического вещества и общефизических параметров чернозема глинистоиллювиального типичного, обусловливаемые их приуроченностью к различной зоне элементарного склона и типом использования. Представить взаимозависимости количественных параметров органического вещества и физических, воднофизических показателей чернозема глинистоиллювиального типичного в количественном виде. Научная новизна. Качинского с иирофосфатной подготовкой образцов к седиментации в сравнении с методом А. Аттерберга занижает относительное содержание наиболее высокодисперсных фракций за счет соответствующего увеличения крупнопылеватых и песчаных частиц в результате чего в классификационная разновидность может достигать двух градаций. Специальными опытами установлен уровень уплотнения почв, создаваемый различными типами сельскохозяйственных тяговых машин. Показано, как это уплотнение отражается на основных гидрологических характеристиках, управляющих поведением атмосферной влаги, поступающей на поверхность черноземов. Защищаемые положении. Непосредственными причинами деградации физического состояния черноземов лесостепи при вовлечении их в сельскохозяйственное производство являются негативная трансформация структурноагрегатного состава, сопровождающаяся уменьшением общего количества аккумулируемого органического вещества и изменением его локализации в составе структурных отдельностей, перестраивающихся в условиях систематического аграрного прессинга. Деградация структурноагрегатного состава, суть которой состоит в полной потере устойчивости к действию воды всеми агрегатами 2 лл, сопровождается существенным ослаблением механизма стабилизации почвенного органического вещества, который в виде обратной связи подстегивает дальнейшее негативное преобразование исходного физического состояния черноземов. Теоретическая и практическая значимость работы. Представляемые результаты исследований дополняют и углубляют существующие представления об основополагающих свойствах черноземах и причинах их негативного изменения в результате длительного сельскохозяйственного использования, основанного на применении вспашки с оборотом пласта. Материалы данной работы могут быть использованы для разработки теории, методологии и технологии управления воспроизводством плодородия почв для расчетов экологически безопасного уровня антропогенного воздействия использоваться при организации и проведении экологического мониторинга естественных и активно эксплуатируемых человеком экосистем базирующихся на черноземах, как информационной основы рационального землепользования и охраны почв от деградации. Апробация работы. Материалы диссертации представлялись на Докучаевских молодежных чтениях г. Почвы и техногенез в СанктПетербургском государственном университете СанктПетербург, на Международной научнопрактической конференции Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства ЙошкарОла, на Международной научнопрактической конференции Инновационное развитие агропромышленного комплекса и лесного хозяйства Казань, на Международной научнопрактической конференции Экология биосистем проблемы изучения, индикации и прогнозирования Астрахань, . Публикации. По материалам диссертации опубликовано научных работ, из них 3 статьи в реферируемых журналах. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, глав, выводов, приложения и списка литературы, включающего 4 наименований, в том числе 3 на иностранных языках. Работа изложена на 6 страницах, включая 8 таблиц, рисунков и приложения. Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность и искреннюю признательность руководителю этой работы д. Геннадию Федоровичу Колосову за науку и терпение. Особую признательность автор испытывает к к. А.Г. Закирову, профессору И. КегельКнабнер Технический университет г. Мюнхен и генеральному директору ООО АФ Кулон Р. В. Мифтахову, оказавшим неоценимую помощь при выполнении работы. Автор благодарен всем сотрудникам кафедры почвоведения Казанского государственного университета, принимавшим участие в различных этапах данного исследования.