CC BY
36
Литература
1. Очерки социального развития Тувинской АССР. - Новосибирск, 1983. - 56 с.
2. Cmb^А.Д. Влияние выпаса на продуктивность сухих степей Убсунурской котловины в Туве: автореф. дис... канд. биол. наук. - Тува, 2001. 23 с.
3. Кальная О.И. Отчет по разработке нормативных материалов и систем научного обеспечения реализации Субрегиональной национальной программы действий по борьбе с опустыниванием для юга Средней Сибири Российской Федерации. - Кызыл, 2003. 25 с.
4. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Республики Тыва в 1999 году».
- Кызыл, 2000. - 107 с.
5. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Республики Тыва в 2000 году».
- Кызыл, 2000. - 111 с.
6. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Республики Тыва в 2001 году».
- Кызыл, 2000. - 90 с.
7. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Республики Тыва в 2002 году». - Кызыл, 2003. - 96 с.
8. Субрегиональная национальная программа действий по борьбе с опустыниванием для юга Средней Сибири Российской Федерации. - Абакан, 2000. - 294 с.
9. Программа действий по борьбе с опустыниванием для Республики Тыва. - Абакан, 2000. - 171 с.
10. Государственный (национальный) доклад о состоянии и использовании земель Республики Тыва за 2000 год. - Кызыл, 2001. - 110 с.
11. Социально-экономическое положение Республики Тыва. - Кызыл. 2008. - 40 с.
12. Трофимов И.А. Проблемы мониторинга опустынивания земель и пути их решения // Достижения науки
и техники АПК. - 1998. - №1. - С. 19.
УДК 631.4 А.С. Нечаева, О.А. Ульянова
ОЦЕНКА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ УДОБРИТЕЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ С АГРОСЕРОЙ ПОЧВОЙ
В полевом мелкоделяночном опыте исследовано влияние удобрительных композиций на биологическую активность и гумусное состояние агросерой почвы. Показано, что при применении УК (К+^+Рф) увеличивается выделение СО2, повышаются содержание подвижных гумусовых веществ в агросерой почве и урожай кукурузы. Выявлена сильная корреляционная зависимость (r=0,98) урожая кукурузы с содержанием подвижных гумусовых веществ в агросерой почве и средняя (r=0,58) с биологической активностью почвы.
Ключевые слова: удобрительные композиции, агросерая почва, биологическая активность, гумусовые вещества, урожай, корреляционные зависимости.
A.S. Nechayeva, O.A. Ulyanova ESTIMATION OF THE INTERACTION BETWEEN FERTILIZER COMPOSITIONS AND AGROGREY SOIL
The influence of the fertilizer compositions on biological activity and agrogrey soil humus state is researched during finely-cut plot field experiment. It is shown that at the (К+^+Рф) fertilizer composition application, СО2 release, the mobile humus substance content in the agrogrey soil and maize crop increase. Strong correlation dependence (r=0,98) of maize crop with the content of mobile humus substances in the agrogrey soil and middle (r=0,58) with soil biological activity is revealed.
Key words: fertilizer compositions, agrogrey soil, biological activity, humus substances, crop, correlation dependence.
Современное земледелие, как в Красноярском крае, так и в целом Российской Федерации, характеризуется заметным снижением плодородия почв. Одним из способов сохранения и повышения плодородия является внесение в почву удобрений. Однако традиционного органического сырья не хватает, так как дороговизна материально-технической базы сельскохозяйственного производства привела к уменьшению пого-
ловья животных, что обусловило резкое снижение накопления органических удобрений и внесения их малого количества в почву. В условиях недостаточной обеспеченности удобрениями агропромышленного комплекса региона считается перспективным использовать кору - крупнотоннажный отход деревообрабатывающей промышленности совместно с местным минеральным сырьем: фосфоритной мукой и вермикулитом с целью подготовки на их основе удобрительных композиций. Однако до выхода на промышленное применение новых видов удобрений необходимо оценить их воздействие на плодородие почв и урожай растений. Поэтому цель работы состояла в оценке влияния новых удобрительных композиций на биологическую активность, содержание гумуса и подвижных гумусовых веществ агросерой почвы, а также урожай кукурузы.
Объекты и методы
Объектами исследования являлись почва - агросерая, сосновая кора - отход Енисейского лесозавода, мочевина (^), фосфоритная мука (Рф) и вермикулит (В) Татарского месторождения, территориально расположенного в Красноярском крае, и удобрительные композиции (УК) на их основе, которые апробировали в мелкоделяночном опыте на стационаре Красноярского государственного аграрного университета. Опыт закладывали в сосудах без дна, диаметром 50 см и высотой 60 см. УК из расчета 20 т/га вносили в агросе-рую почву весной перед посевом кукурузы по следующей схеме: 1. Почва (П) - контроль; 2. П+Кора (К) + ^+Рф; 3. П+К+^+Рф+В; 4. П+^+Рф+В. Повторность опыта трехкратная. В течение вегетационного сезона определяли минерализацию органического вещества по выделению СО2 абсорбционным методом в модификации И.Н. Шаркова. Суммарное продуцирование углекислого газа в виде С-Ш2 за период наблюдений выполнили методом линейного интерполирования [1]. Осенью был сделан учет структуры урожая кукурузы. В отобранных весной и осенью почвенных образцах определяли содержание углерода органического вещества (Сгум) по Тюрину и углерода подвижного органического вещества (Спов) из одной навески пробы последовательно: углерод водорастворимый (Сн 0) - методом бихроматной окисляемости, углерод, экстрагируемый 0,1 н NaОН (С^он) [2, 3]. Обработка и анализ полученных результатов проведен статистическими методами [4] с использованием программных пакетов «Excel».
Обсуждение результатов
Известно, что основным способом оценки минерализации органического вещества в почве в современных исследованиях является учет образующегося С-СО2 [5]. Общее количество углекислоты складывается из нескольких статей: дыхания корней и живых организмов за счет минерализации до конечных продуктов подстилки, отмерших подземных органов растений, мертвых организмов, и минерализации гумусовых веществ. Следовательно, дыхание почв - интегральный показатель. Вклад каждого источника зависит от массы органического вещества, его биохимического состава и интенсивности трансформации или процессов метаболизма [6]. Решающая роль в продуцировании углекислоты почвой принадлежит биологическим факторам, и, следовательно, интенсивность выделения углекислоты из почвы может характеризовать интенсивность биологических процессов в ней. Вследствие этого интенсивность дыхания почвы служит одним из показателей биологической активности.
Результаты проведенных исследований показали, что выделение углекислого газа в начальный период наблюдений было минимальным в вариантах с вермикулитовой составляющей в УК (рис. 1). По-видимому, вермикулит, обладающий высокой поглотительной способностью, адсорбировал выделяющийся в процессе минерализации органического вещества углекислый газ. Внесение в агросерую почву сосновой коры совместно с мочевиной (^) и фосфоритной мукой (Рф) усилило продуцирование СО2 в 1,2 раза по сравнению с контрольным вариантом, что обусловлено присутствием свежего органического материала -сосновой коры и наличием мочевины, используемой микроорганизмами для ее разложения.
Известно, что содержащийся в почвенном воздухе СО2 является также продуктом и дыхания микроорганизмов, использующих углеродсодержащие органические соединения почвы [7]. Снижение продуцирования углекислоты по вариантам опыта в течение третьего месяца наблюдений обусловлено, с одной стороны, уменьшением количества легкогидролизуемых соединений, с другой, понижением температуры в августе, повлиявшим на деятельность почвенной биоты. Различия между вариантами опыта нивелировались.
<5
и
К
О
а
с!
о
а
с
.о
Ь
0
X
со
5
и
X
а
1
19.06.2009 03.07.2009 17.07.2009 31.07.2009 14.08.2009 28.08.2009
1.П - контроль
2.П+К+Ым+Рф
3.П+К+Ым+Рф+В
4.П+Ым+Рф+В
Рис. 1. Динамика продуцирования углекислого газа, гСм-2сут-1
Суммарное продуцирование углекислоты за вегетационный период выращивания кукурузы было минимальным на контроле. Внесение в почву удобрительных композиций стимулировало микробиологическую активность, что привело к достоверному повышению эмиссии СО2. Максимальное количество выделившегося СО2 за весь период наблюдений отметили при внесении в агросерую почву удобрительной композиции (К+^+Рф), превысившее контроль в 1,3 раза (табл. 1), что обусловлено присутствием доступного азота и фосфора в этой УК, стимулирующих деятельность микроорганизмов.
Динамика продуцирования СО2, гСм-2
Таблица 1
Вариант Дата
С 19.06 по 3.07.09 С 04.07 по 17.07.09 С 18.07 по 31.07.09 С 01.08 по 14.08.09 С 15.08 по 28.08.09 Суммарное продуцирование за период с 19.06 по 28.08.09
1) П - контроль 319 297 360 338 260 1574
2) П+К+^+Рф 377 366 518 476 307 2044
3) П+К+^+Рф+В 275 337 494 464 349 1919
4) П+^+Рф+В 263 317 462 398 261 1700
Подвижный гумус представлен углеродом соединений, легко переходящих в растворимые формы (водорастворимые и щелочегидролизуемые соединения). Водорастворимые органические вещества служат «затравочным» материалом для процессов минерализации и гумификации.
Щелочегидролизуемые органические соединения являются продуктами гумификации и рассматриваются как «молодые» гумусовые кислоты. Следует отметить, что максимальное количество (268 мг/100 г) подвижных гумусовых соединений образовалось в варианте 3 (П+К+^+Рф+В). Отсутствие сосновой коры или вермикулита в качестве составляющих в УК приводило к снижению содержания углерода подвижного органического вещества в агросерой почве. При отсутствии коры сосны в УК этот показатель снизился до 257 мг/100 г, а в отсутствии вермикулита в УК - до 221 мг/100 г. В составе подвижных гумусовых веществ агросерой почвы доминируют соединения, экстрагируемые 0,1 н щелочью, составляющие от 9 до 16 % от Сгум. Минимальное количество гумусовых веществ, экстрагируемых 0,1 н NaOH, отметили на контроле, которое составляло 130 мг/100 г (табл. 2). Внесение в агросерую почву УК (К+Nм+Pф) содействовало повышению в 1,5 раза количества щелочегидролизуемых гумусовых веществ в сравнении с контролем. Присутствие
вермикулита в УК (К+^+Рф+В) в большей степени повысило в 1,8 раза данный показатель. Доля же гумусовых веществ, экстрагируемых 0,1 н NaOH, в составе Сум была минимальной на контроле. Внесение УК в почву способствовало увеличению доли этих соединений в 1,5—1,7 раза по сравнению с контрольным вариантом.
Доля водорастворимых соединений оказалась максимальной в контрольном варианте и составляла около 2 % от Сгум (табл. 2).
Таблица 2
Влияние удобрительных композиций на содержание подвижных органических веществ в агросерой
почве
Вариант Спов Сы2° от Cгум, % СNaOH от Сгум, %
с сЫ2° СNaOH
мг/100 г
1) П - контроль 27±1 130±10 1,97±0,07 9,27±1,22
2) П+К+^+Рф 21±2 200±30 1,42±0,11 13,91±2,09
3) П+К+^+Рф+В 28±6 240±10 1,87±0,39 15,81±0,84
40 П+^+Рф+В 17±7 240±10 1,12±0,43 15,87±1,01
Внесение удобрительных композиций в агросерую почву не оказало влияния на данный показатель. Но следует отметить, что статистически отличались от контроля по показателю (Сн 0) результаты 2-го и 4го вариантов. Минимальный урожай кукурузы, сформировавшийся на агросерой почве, составил 12,3 г/м2, обусловлен низким плодородием этой почвы (табл. 3). Применение удобрительной композиции, состоящей из сосновой коры, внесенной совместно с мочевиной и фосфоритной мукой, в расчете 20 т/га способствовало повышению урожая в 8 раз в сравнении с контрольным вариантом (прибавка составила 87,8 г/м2).
Таблица 3
Действие удобрительных композиций на урожай кукурузы
Вариант Наземная фитомасса кукурузы, г/м2 Прибавка наземной фитомассы кукурузы к контролю
г/м2 %
1) П - контроль 12,3 - -
2) П+К+^+Рф 100,1 87,8 714
3) П+К+^+Рф+В 153,6 141,3 1149
4) П+^+Рф+В 128,4 116,1 944
Добавление дополнительно вермикулита в рассмотренную выше удобрительную композицию (вариант 3) способствовало повышению урожая кукурузы в 12,5 раза в сравнении с контролем и в 1,5 раза по сравнению с УК, вносимой без вермикулита.
Вермикулит, как известно [8], повышает, агрохимический эффект удобрений. К тому же он содержит значительное количество (до 14 %) магния, а кукуруза отзывчива на этот элемент.
Значительную роль играет и сосновая кора в составе удобрительной композиции. Как известно [9], сосновая кора обладает ростостимулирующей активностью. Отсутствие сосновой коры в УК (4-й вариант) содействовало уменьшению урожая кукурузы в 1,2 раза в сравнении с 3 вариантом опыта (П+К+^+Рф+В), но все же он оказался выше в 10 раз урожая кукурузы, сформировавшегося на контроле. Многие авторы указывают на наличие связи между урожайностью сельскохозяйственных культур и биологической активностью почвы, а также с содержанием гумуса и подвижных гумусовых веществ [10, 11].
В результате проведенных нами исследований установлена средняя корреляционная связь между урожаем кукурузы и биологической активностью почвы. Коэффициент корреляции составил 0,58. Положительная корреляционная зависимость выявлена между урожаем кукурузы и содержанием подвижных гумусовых веществ, содержащихся в агросерой почве (рис. 2).
Рис. 2. Связь между урожаем кукурузы и подвижными гумусовыми веществами
у = 1,17х-138,61,
где у - урожай кукурузы;
х - содержание подвижных гумусовых веществ, экстрагируемых 0,1 н МаОН.
Коэффициент корреляции равен 0,98. Полученные данные согласуются с результатами других исследователей [10, 11].
Выводы
1. Показана возможность использования местных ресурсов: фосфоритной муки, вермикулита и отходов деревообрабатывающей промышленности для производства эффективных удобрительных композиций, позволяющих улучшать плодородие почв и одновременно решать экологические проблемы региона.
2. Установлено, что содержание гумусовых веществ в агросерой почве определяется биохимическим составом вносимой в нее удобрительной композиции. Наиболее оптимальной по составу является УК (К+^+Рф+В), под действием которой в агросерой почве повышаются содержание подвижных гумусовых веществ и урожай кукурузы.
3. Выявлена положительная корреляционная связь (г=0,98) урожая кукурузы с содержанием подвижных гумусовых веществ в агросерой почве и средняя (г=0,58) с биологической активностью почвы.
Литература
1. Шарков И.Н. Метод оценки и потребности в органических удобрениях для создания бездефицитного баланса углерода в почве пара // Агрохимия. -1986. - № 2. - С.109-117.
2. Агрохимические методы исследования почв. - М.: Наука, 1975. - 656с.
3. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. - М.: Изд-во МГУ, 1970. - 478с.
4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М.: Колос, 1979. - 416 с.
5. Разложение и минерализация фитомассы в серой лесной почве: кинетический анализ / В.М. Семенов
[и др.] // Почвоведение. - 2001. - №5. - С. 569-577.
6. ГришинаЛ.А. Гумусообразование и гумусное состояние почв. - М., 1986. - 242 с.
7. Спицына, Т.Е. Влияние различных доз азотных удобрений на дыхание почвы // Почвенные исследо-
вания на Европейском Севере России: сб. ст. - Архангельск, 1996. - С. 176-180.
8. Ахтямов Р.Я. Запасы вермикулита Красноярского края - перспективное сырье для повышения плодородия почв Средней Сибири // Роль минерально-сырьевой базы Сибири в устойчивом функционировании плодородия почв: мат-лы Всерос. науч.-практ. конф. - Красноярск, 2001. - С.125-126.
9. Study of Growth promoting activity and chemical composition of pine bark after various storage periods / V.E. Tarabanko [end al.] // Journal of Siberian Federal University. - Chemistry. - 2008. - №4. - P. 363-368.
10. Шпедт А.А. Зависимость урожая яровой пшеницы от содержания в почве гумусовых веществ //Агрохимия. - 1997. - №3. - С. 13-16.
11. Зависимость урожая яровой пшеницы от содержания в почве гумусовых веществ и азота / А.А. Шпедт [и др.] // Почвоведение. - 2001. - №8. - С. 976-980.
'--------♦-------------
УДК 502 М.В. Ларионов
УРОВЕНЬ ТЕХНОГЕННОГО ПРЕССИНГА НА УРБАНИЗИРОВАННЫЕ ТЕРРИТОРИИ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
В статье представлены результаты исследований взаимодействия компонентов NaCl - MgSO4 -CaSO4 при техногенном прессинге различной мощности в пределах урбанизированных территорий Саратовской области.
Установлено, что степень засоленности городских почв Саратовской области из-за воздействия сточных вод в первую очередь зависит от концентрации ионов кальция [Ca2+], сульфата [SO42-], хлора [Cl-], магния [Mg2+]. Наибольшая степень засоленности (до 98,9 %) находится в соотношении NaCl : MgSO4: CaSO4 = 10: 60:30.
Ключевые слова: загрязнение, урбанизированная территория, засоление почвы, сточные воды, очистка сточных вод.
M.V. Larionov TECHNOGENIC PRESSURE LEVEL ON THE URBAN TERRITORY IN SARATOV REGION
The research results of the NaCl - MgSO4 - CaSO4 components interaction at technogenic pressure of various power within the Saratov region urbanized territories are given in the article.
It is determined that the salinity degree of the Saratov region city soils because of sewage influence first of all depends on the calcium [Ca2 +], sulphate [SO42-], chlorine [Cl-], magnesium [Mg2 +] ion concentration. The greatest salinity degree (to 98,9 %) is in the ratio NaCl: MgSO4: CaSO4 = 10: 60:30.
Key words: pollution, urban territory, soil salinity, sewage, sewage purification.
Саратовская область расположена на юго-востоке европейской части России. Территория области равна 100,2 км2, в том числе Правобережье - 46,0, Левобережье - 54,2 тыс. км2. Наибольшая протяженность области с запада на восток - 575 км, с севера на юг - 335 км. Область расположена между - 49°48' и 52°49' северной широты и 42°30' и 50°47' восточной долготы. В районе исследований количество осадков выпадает 250-450 мм/год [1].
Саратовская область относится к числу наиболее техногенно загрязненных регионов в Поволжье и находится в одном ряду с Татарстаном, Самарской, Волгоградской и Оренбургской областями [4]. В наибольшей степени загрязнены урбанизированные территории, особенно в центральном регионе Саратовской области (г. Саратов, модуль техногенной нагрузки 2000 т/км2; г. Балаково, модуль техногенной нагрузки 1000 т/км2). В городах Правобережья, в том числе в гг. Балашов, Ртищево, Аркадак и Левобережья, в числе которых гг. Ершов, Ново-узенск, ежегодно регистрируется средний суммарный модуль техногенной нагрузки 600-960 т/км2. Удельный вес экологически «грязных» производств и технологий в целом по области превышает 95 % [5].
Одна из главных экологических проблем урбанизированных территорий Саратовской области связана с антропогенным изменением концентраций солей NaCl - МдЭО4 - СаЭО4, которые являются природными компонентами почв и показывают уровень техногенной модификации почвенного покрова. В связи с этим почвы значительно засоляются, наблюдается глубокая деградация почвенных экосистем.
