850

чением доли бобового компонента от 25% до 50% (от 29,2 до 34,6 ц/га). Продуктивность монопосевов была на уровне 21,1-23,3 ц/га при этом разница между ними не существенна.

Внесение фосфорно-калийных удобрений оказало достоверное влияния на урожайность одновидовых посевов гороха и пшеницы, а также их смесей. В среднем по опыту прибавка составила 1,7 ц/га, при НСР05 = 0,77.

С повышением уровня азотного питания до 30 кг/га достоверно повышается продуктивность посевов с 27,3 до 28,6 ц/га, при НСР05 = 0,26. Увеличенные дозы азота до 60 кг/га приводило к существенному снижению урожайности посевов не зависимо от их видового состава.

Сравнивая уровень урожая зерна одновидовых и смешанных посевов посевного гороха и яровой пшеницы, полученный на дерново-мелкоподзолистой среднесуглинистой почве в опыте, можно сделать следующие предварительные заключения:

Урожай возделываемых культур на зерно в смешанных посевах достоверно выше, чем в одновидовых;

Урожайность горохо-пшеничных смесей возрастает с увеличением доли бобового компонента от 25% до 50%;

Использование фосфорно-калийных удобрений способствует увеличению урожайности одновидовых посевов гороха и смеси с преобладанием бобового компонента.

Использование азотных удобрений в дозе 60 кг д.в. на га в целом по опыту, не приводит к дальнейшему увеличению урожая зерна смешанных посевов.

Литература

1.Чухина О.В Продуктивность ячменя и гороха в чистых и смешанных посевах при применении удобрений, флавобактерина и микоризы / О.В. Чухина И.Л. Безгодова, Е.И. Куликова, Т.Н. Соболева // Агрохимические приѐмы рационального применения средств химизации как основа повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур: Материалы 41-й международной научной конференции (ВНИИА). М.: ВНИИА, 2007. С. 188-191

2.Трепачев Е. П. Агрохимические аспекты биологического азота в современном земледелии / Е. П. Трепачев. М., 1999. 532 с.

3.Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 2011. 335 с.

УДК 631.95: 631.445.24 (470. 53)

Р.Э. Селетова – магистрант; Н.Е. Завьялова – научный руководитель, профессор,

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ И КАЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ ЛУГОВОГО, ЛЕСНОГО И ПОЛЕВОГО ФИТОЦЕНОЗОВ

Аннотация. Были проведены исследования дерново-подзолистой почвы лугового, лесного и полевого фитоценозов. Изучена агрохимическая характеристика, количественный и качественный состав гумуса.

Ключевые слова: дерново-подзолистая почва, фракционно-групповой состав, органическое вещество, фитоценозы.

281

Групповой и фракционный состав гумуса является интегральным показателем, хорошо отражающим изменения свойств почвы и характеризующим качественные изменения в почвообразовательном процессе. Групповой состав гумуса позволяет судить о почвенном гумусе, как о комплексе специфических групп гумусовых веществ – группы гуминовых кислот, группы фульвокислот, группы почвенных битумов или воско-смол [1,3]. Содержание и состав органических соединений в почвах агроэкосистем оказывают огромное влияние практически на все свойства и функции этих почв. Влияние гумусовых веществ на плодородие почв многообразно [2].

Цель исследования – определить содержание и изучить качественный состав органического вещества дерново-подзолистых почв различных фитоценозов.

Задачи исследования:

1.Изучить влияние типа фитоценоза на агрохимические свойства дерновоподзолистой почвы;

2.Определить гумусное состояние дерново-подзолистой почвы фитоценозов;

3.Изучить фракционно-групповой состав гумуса дерново-подзолистой почвы различных фитоценозов.

Материалы и методы исследования. Исследование проводились на стационарных участках, расположенных на территории опытного поля Пермского НИИСХ и участках, непосредственно прилегающих к нему. Опытное поле находится вблизи села Лобаново в 18 км от города Перми.

Для исследования были отобраны образцы дерново-подзолистой почвы с трех стационарных участков (фитоценозов): естественного злаково-разнотравного луга, смешанного леса, козлятника восточного 2000 года посева.

Лабораторные исследования выполняли на базе аналитической лаборатории ФГБНУ Пермский НИИСХ. Для проведения исследований использовали почвенные образцы, отбор которых проводили на глубину 0 – 20 см (пахотный слой). Анализы проводили с использованием стандартных государственных методик. Содержание гумуса определяли по методу Тюрина в модификации ЦИНАО, подвижный фосфор – по Кирсанову, обменный кальций и обменный магний – комплексонометрически, общий азот – по Къельдалю, фракционно-групповой состав гумуса – по методу Тюрина в модификации Пономаревой-Плотниковой.

Результаты исследований. Почвообразовательный процесс, протекающий

влесном фитоценозе, характеризуется кислой реакцией среды (рН=4,2), такое значение рН характерно для сильнокислых почв. Почва других фитоценозов характеризуется как среднекислая (рН=4,8). В естественных фитоценозах сумма обменных оснований (S) выше, чем в агроценозах (табл.1). Обеспеченность почв фосфором очень высокая в почве естественного злаково-разнотравного луга и в почве под Козлятником Восточным 2000 г.посева. Наибольшее содержание обменных форм кальция и магния наблюдается в почве леса. Содержание гумуса типично для дерново-подзолистых почв нашего края. Наибольшее содержание гумуса наблюдается в почве леса (3,80).

При определении плодородия почв недостаточно учитывать только содержание в них гумуса, необходимо контролировать и его качественный состав.

Фракционный состав характеризует распределение веществ, входящих в те или иные группы почвенного гумуса по формам их связи с минеральными компонентами почвы.

282

Таблица 1

Влияние типа фитоценоза на агрохимические свойства дерново-подзолистой почвы, слой 0-20 см

Сопоставление данных фракционно-группового состава различных почвенных угодий и полученных результатов позволяет выявить особенности и направленность трансформации гумусовых веществ.

В составе гумуса дерново-подзолистой почвы лесного фитоценоза преобладает фракция 3, которая представлена прочно связанными с минеральной частью почвы соединениями органического вещества и составляет 1,15 % к массе почвы. Фракция 1 (подвижных гумусовых веществ) составляет 0,89 % к массе почвы, фракция 2 (гумусовые вещества, связанные преимущественно с Са2+) – 0,60 % к массе почвы. Трансформация органического вещества под смешанным лесом протекает в направление образования гумуса фульватного типа (сотношение Сгк/Сфк составляет 0,61), что связанно с кислой природой опада – хвои

(табл.2).

Таблица 2

Фракционно-групповой состав гумуса дерново-подзолистой почвы различных фитоценозов, % к массе почвы

В составе гумуса дерново-подзолистой почвы естественного злаковоразнотравного луга доминирует так же фракция 3, которая составляет – 0,65% к массе почвы. Фракция 1 и фракция 2 представлены практически на одном уровне, 0,37 % и 0,44% к массе почвы. Содержание фульвокислот выше, чем гуминовых кислот, тип гумуса гуматно-фульватный, соотношение Сгк/Сфк равно 0,82.

При возделывании козлятника восточного 2000 года посева преобладает фракция 3, которая составляет 0,56 % к массе почвы. Тип гумуса гуматнофульватный, соотношение Сгк/Сфк равно 0,87.

283

Между рНKCl и гуминовыми кислотами фракции 1 прослеживается сильная обратная зависимость r = - 0,98. С повышением кислотности повышается подвижность гумусовых веществ, которая характеризуется содержанием гуминовых кислот фракции 1. При изучении фракционно-группового состава гумуса установлено, что при подкислении почвы уменьшается содержание гуминовых кислот фракции 2.

Таким образом, независимо от вида фитоценоза формируется гумус фульватного или гуматно-фульватного типа, наиболее устойчивый и характерный для дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почв Предуралья.

Выводы. Длительное возделывание козлятника восточного на дерновоподзолистых почвах способствует сохранению почвенного плодородия. Почва под бобовой культурой характеризуется содержанием гумуса на уровне 2,25 %, азота 0,176 % и фосфора 252 мг/кг. Лесная почва имеет кислую реакцию среды (рНkcl=4,2), высокое содержание гумуса (3,80%) и азота (0,266%), что связано с большим количеством поступающего органического вещества кислой природы. Изучение фракционно-группового состава почвы показало, что гумус в лесном, луговом и полевом фитоценозе имеет фульватный или гуматно-фульватный тип, характерный для дерново-подзолистых почв Предуралья.

Литература

1.Кауричев, И.С. Почвоведение / И.С. Кауричев, Л.Н.Александрова, Н.П. Панов и др.; под ред.И.С.Кауричева. М.:Колос,1982. 496 с.

2.Практикум по агрохимии / Под ред. В.Г. Минеева. М.: Изд-во МГУ, 2001. 687 с.

3.Черников, В.А.Агроэкология / В.А.Черников, Р.М. Алексахин, А.В.Голубев [и др.]; под ред. В.А.Черникова, А.И.Чекереса. М.:Колос, 2000. 536 с.

УДК 631.431+631.434/435

Е.А. Сидорова – студентка; О.А. Скрябина – научный руководитель, доцент,

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

МИКРОАГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВ КАК ПОКАЗАТЕЛЬ ИХ ПРОТИВОЭРОЗИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ

Аннотация. Микроагрегатный состав горизонтов почвенного профиля сопоставляется с их гранулометрическим составом для установления потенциальной способности к образованию водопрочной структуры и противоэрозионной устойчивости. Сделано заключение об удовлетворительном микроструктурном состоянии дерново-подзолистой и дерново-бурой почв глинистого гранулометрического состава.

Ключевые слова: гранулометрический состав, микроагрегатный состав, фактор дисперсности, фактор структурности.

Введение. Микроагрегатное строение является наиболее универсальной формой существования твердой фазы почв. Именно в такой форме дисперсный материал имеет совершенное в термодинамическом отношении строение, так как обладает значительно меньшей свободной поверхностной энергией, чем в состоянии первичных частиц. Микроструктура должна обладать водопрочностью и пористостью. Наилучшие размеры микроструктуры соответствуют величинам 0,25-

284

0,05 мм и 0,05-0,01 мм. Такая микроструктура сообщает положительные свойства макроагрегатам.

Методика. Наши исследования проведены с образцами дерново-бурой глинистой сильносмытой почвы на элювии пермских глин и дерновонеглубокоподзолистой глинистой слабосмытой почвы на покровной лѐссовидной глине, взятыми в Юсьвинском районе Пермского края. Задачи исследований заключались в оценке микроагрегатного состояния почв с точки зрения их противоэрозионной устойчивости, а также сравнении различных способов выражения результатов анализа. Микроагрегатный состав определялся методом Н.А. Качинского с вычислением скорости падения агрегатов по видоизмененной формуле С.В. Астапова [1].

Результаты. Результаты гранулометрического и микроагрегатного составов почв Юсьвинского района представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1

Гранулометрический и микроагрегатный состав дерново-неглубокоподзолистой глинистой слабосмытой почвы (разрез 4)

Таблица 2

Гранулометрический и микроагрегатный состав дерново-бурой глинистой сильносмытой почвы (разрез 2)

Были вычислены следующие коэффициенты [1, 2] по результатам гранулометрического и микроагрегатного анализов. Главный показатель – коэффициент дисперсности по Н.А. Качинскому.

285

1. Коэффициент дисперсности (K) по Н.А. Качинскому:

K = * 100%, где Им, Иг – содержание фракции ила (≤ 0,001 мм) при микроагрегатном и гранулометрическом анализах.

2. Фактор структурности (Кс) по О.Г. Растворовой: Кс = 100% - K, где K – коэффициент дисперсности 3.Степень агрегированности (Аг) по Бейверу:

Аг = * 100% ,

где Пм и Пг – содержание фракций песка (1 – 0,05 мм) при микроагрегатном и гранулометрическом анализах

4. Число агрегации (Кп) по Н.Д. Пустовойтову:

Кп = ∑А - ∑r, где ∑А – сумма микроагрегатов 1 – 0,01 мм; ∑r – сумма гранулометрических элементов 1 – 0,01 мм.

5.Фактор структурности (Р) по А.Ф. Вадюниной для малогумусных почв:

Р= 100 * ,

где а – содержание ила (≤ 0,001 мм), %; b – количество мелкой пыли (0,005 - 0,001 мм), %; с – количество средней и крупной пыли (0,05-0,005 мм), %.

Согласно критерию Качинского, при значении К менее 15 % почвы обладают высокой микрооструктуренностью. Во всех горизонтах обоих разрезов этот показатель не превышает 6,2, что свидетельствует о водопрочной микроструктуре (табл. 3). Аналогичный вывод можно сделать на основании степени агрегированности Аг по Бейверу. При значениях 65-80% микроагрегированность хорошая. В наших почвах этот показатель не опускается ниже 65 %. Такое микроагрегатное состояние мы связываем со следующими факторами. Во-первых, обе почвы имеют высокое содержание илистой фракции – порядка 33-52 %. Кроме того, минералогический состав почв Пермского края характеризуется богатством и разнообразием компонентов при значительном участии минералов бентонитовой группы с подвижной кристаллической решеткой.

Таблица 3

Показатели микроструктурного состояния почв Юсьвинского района

Примечание: К – коэффициент дисперсности; Кс – фактор структурности; Аг – степень агрегированности; Кп – число агрегации; Р – фактор структурности по А.Ф. Вадюниной.

В силу указанных особенностей гранулометрического и минералогического состава дерново-подзолистая почва в целом по профилю обладает примерно такой же микроагрегированностью, как и дерново-бурая.

286

По результатам гранулометрического анализа дополнительно вычислены фактор структурности по А.Ф. Вадюниной, выражающий процентное отношение фракций, обладающих цементирующей способностью (ил) к пассивным фракциям (пыль). Чем выше фактор структурности, тем выше потенциальная способность к образованию макроструктуры и противостоянию эрозии. В пахотном слое обеих почв этот показатель оказался наиболее низким, что, возможно, связано с селективным выносом ила, т.к. обе почвы подвергаются эрозии.

Фактор дисперсности по Н.А. Качинскому, следует признать основным, своего рода эталонным, при оценке микроструктурного состояния почв, дополняя его перечисленными выше коэффициентами.

Выводы. Дерново-подзолистые и дерново-бурые почвы Юсьвинского района Пермского края обладают высокими показателями микрооструктуренности, что является следствием повышенного содержания ила и благоприятным минералогическим составом.

Пахотный слой дерново-бурой почвы имеет несколько лучшее микроагрегатное состояние по сравнению с дерново-подзолистой почвой.

Противоэрозионная стойкость почв Пермского края при сравнительной региональной оценке почвенного покрова зоны южной тайги может быть признана наиболее удовлетворительной, исходя из потенциальной способности к структурообразованию.

Литература

1.Карпушенков В.В. Физика почв и грунтов: учебно-методическое пособие. Пермь: Издво ФГБОУ ВПО «Пермская ГСХА», 2009. 44 с.

2.Шеин Е.В. Агрофизика / Е.В. Шеин, В.М. Гончаров. Ростов н/Д: Феникс, 2006. 400 с.

УДК 631.415:631.445.24

А.А. Соболева – магистрант; М.А. Кондратьева – научный руководитель, доцент,

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

РЕЗУЛЬТАТЫ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА СОЛЕВЫХ ВЫТЯЖЕК И СУСПЕНЗИЙ ГОРИЗОНТОВ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ

Аннотация. Методом непрерывного потенциометрического титрования изучены буферные свойства по отношению к основаниям горизонтов дерновоподзолистой почвы. Результаты титрования обработаны графически. Выделены максимумы интенсивности буферности по интервалам рН и предложена их интерпретация.

Ключевые слова: кислотность, кислотные компоненты, буферность, буферные реакции, интенсивность буферности.

Исследование взаимодействия кислых почв с реагентами щелочной природы имеет большое теоретическое и практическое значение, связанное с изучением природы почвенной кислотности и буферности почв к основаниям.

В настоящее время почвы испытывают влияние щелочных реагентов, связанное с антропогенной деятельностью – щелочными осадками, а так же щелочными шламами, попадающими на поверхность почвы в местах добычи нефти.

287

Для изучения кислотных свойств использовались образцы дерновоглубокоподзолистой легкосуглинистой почвы. Разрез был заложен в УстьКачкинском участковом лесничестве Пермского края. В геоморфологическом отношении территория лесничества располагается в пределах второй надпойменной террасы реки Кама, сложенной рыхлыми песчаными и супесчаными отложениями древнеаллювиального генезиса. Растительность на участке закладки разреза представлена насаждениями ели сибирской возрастом 2 года.

Кислотные компоненты определялись в солевых вытяжках и суспензиях из генетических горизонтов почвы непрерывным потенциометрическим титрованием раствором 0,02 н NaOH, время взаимодействия с титрантом составляло 2 минуты. Результаты титрования обрабатывались графически. Физико-химические свойства почвы определяли общепринятыми методами.

Буферность к основанию солевых вытяжек складывается за счет буферных компонентов, переходящих в вытяжку – органических веществ, в том числе низкомолекулярных органических кислот и фульвокислот, а также Н+ и Al3+, вытесненных в раствор с обменных позиций ионом К+ [1] .

*Поправка на неполноту вытеснения Н+ 1,75.

На титрование солевых вытяжек было израсходовано от 2,2 до 4,8 ммоль щелочи на кг почвы (Таблица). Значение рН начальной точки титрования солевой вытяжки изменяется от 3,9 в горизонте В2 до 4,4 в верхней части профиля. Наибольшее количество кислотных компонентов содержалось в вытяжках пахотного горизонта и горизонта А2, на титрование которых пошло 3,4 и 4,8 ммоль/кг почвы. Данные потенциометрического титрования тесно коррелируют с содержанием водорастворимых органических веществ (Свов) значения которых варьируют от 59,2 до 180 мг/л раствора (r=0,9).

Общим для всех горизонтов является наличие максимумов интенсивности буферности в интервалах 4,75-5,2 и 9,5-10,0 (Рис.1). Первый из этих максимумов трактуется нейтрализацией вытесненных в раствор ионов Аl3+ и его мономерных комплексов с образованием гидроксида алюминия, а второй, напротив, реакцией растворения образовавшегося гидроксида алюминия.

288

Вверхних горизонтах эти два максимума имеют близкие значения емкости буферности 0,5 и 0,7 ммоль/кг почвы в горизонте Апах и 1,2 и 1,4 ммоль/кг почвы

вгоризонте А2.

Вобщей сложности на долю первого максимума приходится 15 и 24 % от общей буферности горизонтов, второго - 27 и 29%.

Вструктуре буферности минеральных горизонтов максимум интенсивности буферности приходится на интервал рН 4,5-5,0. На титрование кислотных компонентов было затрачено по 1 ммоль щелочи на кг почвы, что составляет 3040% от общей буферности. Диспропорция между интенсивностью буферности в интервалах рН 4,0-5,0 и 9,0-10,0 может быть связана с большим участием протонов в буферных реакциях.

Рисунок 1. Интенсивность буферности солевых вытяжек

Результаты титрования вытяжки сравнивали со значениями обменной кислотности, определяемой по методике Соколова. Результаты обменной кислотности значительно превышают значения, полученные методом НПТ, что можно объяснить более длительным взаимодействием почвы с раствором.

В солевых суспензиях наряду с реакциями в солевых вытяжках участвуют также компоненты твердой фазы почвы, поэтому буферность в среднем в 20 раз выше. К числу таких реакций относят: реакции осаждения и растворения минеральных компонентов почвы и реакции депротонирования ОН-групп на поверхности органических и минеральных компонентов.

Значения рН начальной точки титрования солевой суспензии изменяются от 3,6 в Апах горизонте до 4 в горизонтах А2 и С. Общее количество щелочи, по-

289

шедшей на титрование солевых суспензий горизонтов, составило от 41 до 79 ммоль/кг почвы. Наибольшей буферностью к основанию характеризуется горизонт В2 – 79 ммоль/кг почвы, наименьшей – горизонт С.

Общим для всех горизонтов является наличие максимумов в области рН- 4,5-5,0; что объясняется реакциями ионного обмена между раствором и твердой фазой почвы, при которых в раствор вытесняются ионы Н и Аl, при рН > 8 происходят реакции растворения минеральных компонентов почвы, а также гуминовых кислот в составе гумуса.

Вгоризонтах Апах и А2 отмечаются интервалы рН 6,5-6,75, что обычно связано с депротонированием гидроксильных групп. Кроме того, в гумусированных горизонтах при рН > 8 происходит депротонирование фенольных гидроксилов.

Обращает на себя внимание в горизонте А2 область рН 8,0-8,25 емкостью 7 ммоль/кг, что соответствует 11% от общей буферности горизонта. При таких значениях происходит растворение межпакетных прослоек в почвенных хлоритах. На долю минералов этой группы в элювиальном горизонте приходится 25% от массы илистой фракции [2].

Вминеральных горизонтах выделяются два максимума: 6,5-6,75 и 7,0-7,5. Эти максимумы обычно связывают с реакциями депротонирования ОН-групп на поверхности гидроксидов Fe и Al и боковых сколах глинистых минералов.

Рисунок 2. Интенсивность буферности солевых суспензий

Таким образом, проведенные исследования, позволяют сделать вывод, что в структуре буферности на долю ионообменных процессов и вторичных реакций,

290