CC BY
21
УДК 631.41
ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ВОДОРАСТВОРИМОГО ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ НА ПОДВИЖНОСТЬ ПОЛИВАЛЕНТНЫХ ИОНОВ
В.А. Седых, к.с.-х.н., В.И. Савич, д.с.-х.н., К.С. Лось, аспирант РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, e-mail: [email protected]
В работе показано, что почвенные растворы и водорастворимое органическое вещество растительных остатков обладают комплексообразующей способностью к поливалентным катионам, существенно увеличивая их подвижность в почве. Внесение удобрений приводит к увеличению комплексообразующей способности почв по отношению к поливалентным металлам.
Ключевые слова: почва, плодородие, комплексообразующая способность.
IMPACT OF WATER-SOLUBLE ORGANIC SUBSTANCE COMPLEXING ABILITY OF ORGANICS AND CROP RESIDUES ON THE MULTIVALENT ION MOBILITY V.A. Sedykh, V.I. Savich, Ch.S. Los
The article shows that soil solutions, water-soluble organic matter of plant residues as well as organics have a complex-forming ability to multivalent cations, significantly increasing their mobility in soil. Application of fertilizers lead to increase of complex-forming ability of soil in relation to the polyvalent metals.
Keywords: soil, fertility, complex-forming ability.
Влияние растительного покрова на свойства почв обусловлено химическим и биохимическим составом опада и его массой, корневыми остатками растений, коэффициентами биологического поглощения произрастающих видов, составом вод, стекающих по стволам деревьев, по кроне кустарников и поверхности листьев травянистых растений, изменением под влиянием растений водного, воздушного и теплового режимов почв [1]. Как правило, растительный покров способствует перераспределению влаги из верхнего слоя к слою максимального распространения корней, что способствует развитию подзолообразовательного процесса. В тоже время за счет развития дернового процесса происходит накопление биофильных элементов в верхнем слое почв, а также извлечение их из нижележащих слоев почв и породы.
Влияние растительных остатков и органических удобрений на свойства почв и протекающих почвообразовательных процессов обусловлено влиянием их на кислотно-основное равновесие почв, окислительно -восстановительное состояние и интенсивность развития процессов комплексообразования. При этом влияние на процессы каждого из этих факторов является функцией интенсивных и экстенсивных параметров: 1) рН органических соединений и количеством содержащихся в определенных интервалах рН ионов Н+ (фракционным составом кислотно-основных систем); 2) полуконстантой восстановления под воздействием органических соединений и массой мигрирующих по профилю органических лигандов-восстановителей в мг-экв/л или в мг-экв/100 г почвы; 3) константами устойчивости образующихся комплексов и массой мигрирующих по профилю органических лигандов комплексонов в мг-экв/л.
Действие указанных факторов на породу и почву не обязательно однонаправленно по вектору и отличается по эффекту. При совместном действии рассматриваемых факторов на породу, как правило, проявляются эффекты синергизма и антагонизма [2].
В работе проведены исследования по оценке влияния пожнивных остатков растений и органических удобрений на комплексообразующую способность почвенных растворов. Объектом исследования выбраны в основном дерново-подзолистые почвы опытного поля кафедры растениеводства РГАУ-МСХА.
Методика исследования состояла в оценке растворимости труднорастворимых осадков при добавлении в почву растительных остатков и при дальнейшем компостировании почв в различных условиях увлажнения.
Внесение в почву комплексообразователей, и в том числе содержащихся в пожнивных остатках растений, приводит к увеличению подвижности фосфатов в почвах [3]. Из данных, представленных в таблице 1 видно, что различные органические остатки неодинаково увеличивают подвижность фосфатов в почвах, но во всех случаях сравнимо с известным комплекообразователем ЭДТА.
1. Изменение содержания сорбированных почвами фосфатов при внесении органических остатков растений (количество фосфатов в почвах, десорбируемых Н2О и 0,2н НО _мг/л)_
Почва Вариант
контроль + соло- + очистки + стебли +
ма арахиса хлопчатника ЭДТА
1 0,57 0,82 0,72 1,03 0,75
2 1,18 2,22 1,79 1,57 1,59
3 0,60 0,92 0,90 0,74 1,00
1. Красновато-бурая, 2. Пойменная, 3. Дерново-карбонатная.
Пожнивные остатки растений, благодаря своей ком-плексообразующей способности, существенно влияют на подвижность в почве поливалентных металлов [4, 5]. Это подтверждено данными таблицы 2.
2. Влияние органических остатков растений полевого севооборота на подвижность поливалетных катионов в дерново-подзолистых почвах (мг/100 г = мг/л)
Вариант Fe Mn Mg Pb
Контроль 27,2 ± 3,2 40,3 ± 4,8 35,6 ± 7,3 0,32 ± 0,08
+ солома пшеницы 42,1 ± 1,9 59,4 ± 4,1 44,9 ± 2,9 0,38 ± 0,03
+ солома ячменя 41,8 ± 6,6 54,4 ± 4,5 48,7 ± 3,8 0,50 ± 0,13
+ ботва картофеля 31,4 ± 2,2 53,1 ± 3,3 66,4 ± 7,3 0,47 ± 0,10
3. Комплексообразующая способность почвенных растворов по растворимости осадков, Ьэф мг/л
Почва Увлажнение Для Fe Для Са
Чернозем целина Оптимальное 0,24 97,3
Избыточное 0,20 62,3
Чернозем пашня Оптимальное 0,19 167,0
Избыточное 0,17 96,4
Дерново-подзолистая ОК] Оптимальное 0,18 37,9
Избыточное 0,30 25,6
Дерново-подзолистая ОК3 Оптимальное 0,35 89,6
Избыточное 0,19 41,7
Примечание. ОК1 слабоокультуренная, ОК3 хорошо окультуренная почва
4. Содержание водорастворимых положительно и отрицательно заряженных соединений катионов при компостировании дерново-подзолистых почв
Степень окуль-туренности Заряд соединений Пожнивные остатки
Пшеница Ячмень Картофель
ОК! - ОК2 М- 20,9 ± 0,6 20,6 ± 0,1 20,8 ± 2,5
+ 21,3 ± 0,8 21,6 ± 1,2 22,6 ± 0,7
ОК3 М- 21,0 ± 0,8 19,0 ± 2,0 19,0 ± 1,7
+ 19,6 ± 1,6 21,1 ± 1,0 17,2 ± 4,0
ОК! - ОК2 Мп- 0,21 ± 0,07 0,12 ± 0,01 0,10 ± 0,01
+ 0,13 ± 0,02 0,14 ± 0,02 0,12 ± 0,01
ОК3 Мп- 0,16 ± 0,04 0,18 ± 0,01 0,11 ± 0,01
+ 0,11 ± 0,01 0,12 ± 0,01 0,10 ± 0,01
5. Изменение содержания водорастворимых соединений железа в дерново-подзолистых почвах при их избыточном увлажнении и внесении
Вариант ОК1 ОК3
Fe Бох , мг-экв/100 г Fe Бох, мг-экв/100 г
Контроль 0,5 28,0 3,9 ± 0,7 120 ± 16,0
Оглеенная 2,5 100 1,4 ± 0,9 140 ± 20,0
+ солома ячменя 2,8 100 4,8 ± 2,1 84 ± 2,0
+ ботва картофеля 2,2 100 3,3 ± 0,3 120 ± 2,0
буферность к окислению при титровании К2Сг2О7 до БИ = 1300 мВ.
Комплексообразующей способностью обладает и водорастворимое органическое вещество почв. По нашим данным, комплексообразующая способность водорастворимого органического вещества почвенных растворов, выделенных из разных типов почв, отличается (табл. 3).
Обладая комплексообразующей способностью, пожнивные остатки растений изменяют в почве долю положительно и отрицательно заряженных (комплексных) соединений катионов (табл. 4).
Влияние растительных остатков на свойства почв обусловлено не только комплексообразующей способностью, но и восстанавливающей способностью. Внесение в почву пожнивных остатков растений увеличило содержание в ней подвижного железа и изменило буферную емкость почв в окислительно-восстановительном интервале (табл. 5).
Таким образом, внесение удобрений приводит к увеличению комплексообразующей способности почв по отношению к поливалентным металлам.
Литература
1. Савич В.И., Химина Е.Г., Наумов
B.Д. Развитие древесных насаждений как биологический тест на загрязнение почв в условиях Московской области // Известия ТСХА, 2001, № 4. - С. 1-19.
2. Савич В.И., Парахин Н.В., Степанова Л.П., Шишов Л.Л., Кершенс М. Агрономическая оценка гумусового состояния почв - Орел: ГАУ, 2001, Т. 1. -
C. 233, Т. 2. - С. 204.
3. Хусейн Х.А. Некоторые особенности фосфатного состояния почв Египта: автореф. дисс. к.б.н. - М., 1999. - 23 с.
4. Фейсал Э.М. Влияние пожнивных остатков растений на свойства дерново-подзолистой почвы: автореф. дисс. к.с.-х.н. - М.: Известия ТСХА, 2006. - 21 с.
5. Седых В.А., Кашанский А.Д., Химина Е.Г., Карауш П.Ю. Изменение подвижности тяжелых металлов в дерново-подзолистых почвах в зависимости от степени их гумусированности и применении высоких доз органических удобрений // Известия ТСХА, 2011, № 3. - С. 1-8.
