Характеристика органического вещества некоторых типов целинных почв южной лесостепи Западной Сибири

работай все еще недостаточно, так как Башкортостан является относительно новым районом развития орошения.

В соответствующих расчетах учитывалось то, что годы с различной увлажненностью повторяются с различной вероятностью. Влажный (5% обеспеченность) и сухой (95%) годы повторяются с вероятностью раз в 20 лет, средневлажный (25%) и среднесухой (75%) годы -раз в 4 года, средний (50%) - раз в 2 года. Рекомендуемые зоны для проектирования и эксплуатации оросительных систем с использованием основных видов дождевальных машин в зависимости от расчетной обеспеченности приведены в таблице 2.

Как показали расчеты, использование дождевальных машин КИ-50, ДДН-70, ДДН-100 во всех природно-сельскохозяйственных зонах республики экономически невыгодно, даже в среднесухой и сухой годы, так как во все годы по увлажненности срок окупаемости капитальных затрат выше нормативного (больше 8 лет). Данные машины можно

использовать только при возделывании высокодоходных культур.

Для дождевальной машины ДДА-100 МА наиболее экономически выгодными зонами являются:

- степная зона с Ку = 0,41 -0,50, лесостепная зона с Ку = 0,51 -0,60 при проектировании оросительной системы для среднего по увлажненности года (50% обеспеченность);

- степная зона с Ку = 0,41 -0,50, лесостепная зона с Ку = 0,51 -0,70 при проектировании оросительной системы для среднесухого по увлажненности года (75% обеспеченность).

Идентичные выводы получены для оросительных систем с использованием дождевальных машин ДКШ-64 «Волжанка», ДМ-454-100 «Фрегат», ДФ-120 «Днепр», ДКН-80.

Проведенные для условий Башкортостана исследования позволили установить, что проектирование оросительных систем в этом регионе должно производиться на год 50-75%-ной обеспеченности по осадкам.

Механизация - Почвоведение

Выводы. Анализ

На основании результатов исследований можно сделать следующие выводы:

1. Оросительные системы на территории республики имеют различную экономическую эффективность в зависимости от типа используемой дождевальной машины, возделываемой сельскохозяйственной культуры, расчетной обеспеченности осадков (естественного увлажнения).

2. Обоснованный через окупаемость капитальных вложений выбор типов дождевальных машин и экономически целесообразной расчетной обеспеченности, видов возделываемых сельскохозяйственных культур позволит снизить капитальные вложения в орошение на 20-30%.

3. Обоснованные для Башкортостана экономически целесообразные оросительные нормы (при расчетной обеспеченности 50-75%) в 1,2-1,5 раза ниже рекомендуемых оросительных норм в годы 95%-ной обеспеченности.

Литература

1. Губер К.В., Пунинский Ю.С., Шейнкин Г.Ю., Ярославский З.Я. Водосберегающие технологии орошения - основа рационального использования водных ресурсов //Труды ВНИИГиМ, т.75., Теория и практика мелиорации. - М., 1989. - С.116-132.

2. Данильченко Н.В. и др. Усовершенствовать систему норм и нормативов водопользования, обеспечивающую заданный уровень урожайности сельскохозяйственных культур и рациональное использование оросительной воды // Отчеты о НИР, ВНИИМиТП, 1984-1990 гг - Коломна, 1991. - 261 с.

3. Дмитриев В.С. Экономика мелиорации земель. - М.: Экономика, 1984. - 180 с.

ХАРАКТЕРИСТИКА ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА НЕКОТОРЫХ ТИПОВ ЦЕЛИННЫХ ПОЧВ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

А.А.МИРОНОВ,

соискатель, Тюменская ГСХА И.Д. КОМИССАРОВ, доктор биологических наук, профессор, Тюменская ГСХА

В статье представлены материалы, характеризующие органические вещества некоторых типов целинных почв южной лесостепи Западной Сибири. Рассмотрен фракционно-групповой состав гумуса. Описывается элементный состав, коэффициент Д/Д6, содержание бензолполикарбоновыхкислот, хинонов, парамагнитных центров в препаратах гуминовых кислот, полученных из чернозема выщелоченного, серой лесной, темно-серой лесной и луговой почв.

Одной из острых дискуссионных проблем естествознания до сих пор остается проблема динамики органического вещества в биосфере. Количе-

ственные и качественные преобразования органического вещества в окружающей среде с момента его биосинтеза до полной минерализации тесно

Descriptions of organic substances of some types of virgin soils of southern forest-steppe of Western Siberia are presented. The fractionally-group structure of humus is considered.

Почвоведение

связаны со специфическим процессом гумификации отмерших растительных остатков и микробной массы в наземных и аквальных экосистемах.

Понимание процессов трансформации органического вещества в почве имеет огромное значение для оценки агропроизводственных технологий. Это вызывает необходимость углубления современных представлений о химической природе и молекулярной структуре гуминовых веществ как основной составляющей почвенного гумуса. Вполне очевидно, что при решении задач мониторинга изменений органического вещества почв, обусловленных антропогенным воздействием, необходимо знать характеристические показатели соответствующих целинных почв.

Цель и методика исследования

Учитывая значимость описанной проблемы, в сравнительном аспекте нами исследованы гумус и гуминовые кислоты из уникальных образцов пахотных слоев некоторых типов целинных почв южной лесостепи Западной Сибири, любезно предоставленных проф. А.Е.Кочергиным.

Препаративное выделение ГК осуществлялось из дебитуминирован-ных образцов почв общепринятой щелочной экстракцией 0,1 N ЫаОН с последующим осаждением при рН=1. Отделение осадка проводилось центрифугированием. Гель ГК высушивали в вакууме при температуре не выше 40 0С. Для проведения физикохимических исследований гуминовые препараты были обеззолены попеременной обработкой 10% ИР и НС1.

Групповой и фракционный состав гумуса определялся по методу Пономаревой-Плотниковой.

Элементный анализ выполнен весовым микрометодом по Коршун и Гельман. Бензоидность молекул определялась по выходу бензолкарбоновых кислот в виде бариевых солей (БПК) при окислении КМп04.

Спектры ЭПР снимались на радиоспектрометре Рв 100Х в отсутствии насыщения. Содержание парамагнитных центров (ПМЦ) определялось относительно ТЕМПО в качестве стандарта [1].

При анализе полученных результатов для генетически различных типов минеральных почв (чернозем выщелоченный Чв, темно-серая лесная С3, серая лесная в двух вариантах 1С2 и 2С2, луговая почва Лг), находящихся в нативных природных условиях и не-подвергающихся антропогенному воздействию, можно выявить и проследить изменения трансформации органического вещества этих почв в их естественных условиях формирования.

По групповому составу и показателю ГК/ФК анализируемые образцы почв можно разделить на две группы: фульватно-гуматный тип гумуса (показатель ГК/ФК больше 1) имеют почвы ЧВ С3 Лг и гуматно-фульватный (показатель ГК/ФК меньше 1) - почвы А и 2С2 (табл. 1).

этих почвах гуминовых кислот.

Таким образом прослеживается прямая корреляционная зависимость между рассмотренными показателями. Отсюда можно сделать заключение, что в природе в условиях южной лесостепи Западной Сибири с увеличением количества гумифицированного органического вещества в нем происходит относительное накопление гуминовых кислот.

При сравнении процентного содержания фракций гумуса ГК-1 и ГК-2 (табл. 1, рис. 2) отчетливо прослеживается обратная корреляционная взаимосвязь этих показателей друг от друга в разных типах целинных почв.

С относительным увеличением фракции ГК-1, как более лабильной, в составе гумуса происходит относительное уменьшение фракции ГК-2, как полагают [2], связанной с почвенным кальцием. Эта взаимосвязь между фракциями гумуса ГК-1 и ГК-2 прослеживается во всех рассматриваемых типах почв южной лесостепи Западной Сибири. Причем для почв, в которых наблюдаются процессы выщелачивания или могут таковые иметь место,

О)

На графике (рис.1), построенном по данным таблицы 1, отчетливо видно, что характер поведения кривой, отражающей зависимость общего содержания органического вещества по углероду в разных типах изучаемых почв, повторяет поведение кривой, отражающей процентное содержание в

например, для чернозема выщелоченного Чв и для серой лесной почвы С2, фракция гумуса ГК-1 преобладает над фракцией ГК-2 (рис. 2).

Следовательно, чем выше значение показателя фракции гумуса ГК-2, тем более «гуматным» становится он в исследуемых типах почв по показателю отношения ГК/ФК (рис. 2).

Чтобы выявить более тонкую трансформацию органического вещества, необходимо проанализировать различия в структуре макромолекул ГК, входящих в состав гумуса анализируемых типов целинных почв слоя 0-20 см южной лесостепи Западной Сибири.

Данные по элементному составу (табл.2, рис. 3) макромолекул гуминовых кислот свидетельствуют об идентичности их химического состава. Очевидно, это результат направленного течения процесса гумификации в почвах южной лесостепи Западной Сибири, обусловленного общностью гидротермических условий.

Содержание углерода и кислорода, азота и водорода в макромолекулах гуминовых кислот имеет хорошо

60

40

20

0

ЧВ

С3

1С2

2С2

Лг

10

2 її

ф

І -

ю £ Чо ^ о Ё О >

ГК от С общ,% о С общна абс.сух.почву,%

Рис. 1. Содержания гуминовых кислот (ГК) и общего углерода (Собщ) в исследуемых типах целинных почв слоя 0-20 см южной лесостепи

Западной Сибири

5

0

Табл. 1

Фракционно-групповой состав гумуса разных типов целинных почв слоя 0-20 см южной лесостепи Западной Сибири в процентах от общего содержания углерода

Шифр образца Собщ, % на абс. сух. почву Содержание фракций ГК Содержание фракций ФК Сумма фракций ГК / ФК

1 2 3 Сумма 1а 1 2 3 Сумма

Чв 3,26 15,03 12,50 8,28 35,81 2,39 7,11 15,59 6,13 31,22 67,0 1,15

Сз 4,50 5,11 24,24 8,89 38,24 2,33 8,11 10,78 6,44 27,66 65,9 1,38

1С2 2,47 15,36 8,93 7,69 32,0 2,79 12,21 17,34 6,86 39,20 71,2 0,82

2С2 2,66 17,29 6,02 7,89 31,20 2,86 12,42 15,64 4,5 35,42 66,6 0,88

Лг 4,40 4,09 27,95 13,64 45,68 3,18 1,36 20,68 6,36 31,58 77,3 1,45

Примечание: ФК - фульвокислоты

ЧВ СЗ 1С2 2С2 Лг

Тип ПОЧВ ы

—ГК -1 , % от Сое ш, ГК -2, % от С обш,. ГШ К

Рис. 2. Содержание фракций ГК-1 и ГК-2 в составе гумуса в исследуемых типах целинных почв слоя 0-20 см южной лесостепи Западной

Сибири

Табл. 2

Химический состав ГК разных типов целинных почв слоя 0-20 см южной лесостепи Западной Сибири

Шифр образца Зольность, % Элементный состав, % на абс. сух. органическую массу

С Н N О

Чв 0,88 62,80 3,11 3,06 31,01

С3 3,48 58,79 3,13 3,03 35,05

1С2 0,92 62,06 3,29 2,99 31,66

2С2 2,29 60,75 3,44 3,16 32,65

Лг 2,45 61,92 4,08 3,82 30,19

Рис. 3. Содержание углерода (С), кислорода (О), азота (14) и водорода (Н) в препаратах гуминовых кислот исследуемых типов целинных почв слоя 0-20 см южной лесостепи Западной Сибири

10

8

6

4

2

О

іііі

а' о >.

II X

I га о_ 111 с;

« і=: о

О. 1= Е

ш ш

ч й.

о ї

о я

С, %

0=0, нуг-экв/г

бгк;%

Тип почвы —гмц

Рис. 4. Содержания углерода (С, %), хиноидных структур (С=О, мг-экв/ г), бензолполикарбоновых кислот (БПК, %) и парамагнитных центров (ПМЦ, 1017 спин/г) в молекулах гуминовых кислот исследуемых типов целинных почв слоя 0-20 см южной лесостепи Западной Сибири

________________Почвоведение

*ыраженную взаимосвязь (рис. 3). Так, >тчетливо видно, что содержание кис-торода и углерода в молекулах ГК ана-1изируемых типов целинных почв слоя )-20 см южной лесостепи Западной Си->ири обратно пропорционально друг ФУ гУНе обнаружено никакой связи лежду содержанием углерода (кисло->ода) и азота (водорода). Последние два элемента (азот и водород) находятся также во взаимосвязи друг с другом, что хорошо заметно по форме соответствующих кривых на графике, изображенном на рис.3.

Процентное содержание зольных элементов в исследуемых препаратах гуминовых кислот после очистки не превышает 4% (табл. 2).

Изученные типы целинных почв слоя 0-20 см южной лесостепи Западной Сибири по содержанию парамагнитных центров в соответствующих гуминовых кислотах можно расположить в ряд ЧВ>С3 >2С2>1С2>Лг. Максимальное значение ПМЦ имеют препараты ГК, выделенных из почв чернозема выщелоченного и темносерой лесной (табл. 3). Природа парамагнетизма гуминовых кислот хорошо описана в литературе [3].

Интересные взаимосвязи выявляются при анализе данных таблицы 3 и рисунка 4. Содержание хиноидных структур в молекулах ГК, выделенных из анализируемых типов целинных почв слоя 0-20 см южной лесостепи Западной Сибири, имеют обратную связь от содержания бензолполикарбоновых кислот, поведение кривой которых повторяет поведение кривой содержания углерода в молекулах гуминовых кислот.

Кривая содержания парамагнитных центров в исследуемых препаратах гуминовых кислот имеет прямую корреляционную связь с показателем содержания хиноидных структур и обратную - от показателей содержания углерода, а также бензолполикарбоновых кислот.

Наибольшей оптической плотностью обладают гуминовые кислоты серой лесной почвы, наименьшей - гуминовые кислоты чернозема выщелоченного (табл. 3).

Выводы

В изученных почвах чернозем выщелоченный, серая лесная преобладают гуминовые кислоты, находящиеся в свободном состоянии. В почвах луговая и темно-серая лесная преобладают гуминовые кислоты, связанные с щелочными металлами, в частности, с почвенным кальцием. Относительное содержание гуминовых кислот, входящих в состав органоминеральных соединений, во всех изученных почвах практически одинаково.

Фульватно-гуматный тип гумуса имеют почвы: чернозем выщелоченный, темно-серая лесная, луговая; гу-матно-фульватный тип - серая лесная.

Поскольку показатели молекулярной структуры ГК находятся в тесной корреляционной связи друг с другом, то можно с уверенностью говорить об общих принципах построения их мак-

ромолекул.

Наименьшей оптической плотностью и наибольшим содержанием парамагнитных центов обладают ГК почв чернозема выщелоченного и серой лесной. Гуминовые кислоты почв чернозем выщелоченный, темно-серая лесная, луговая имеют примерно одинаковый коэффициент Д4/Д6 и уровень содержания парамагнитных центров.

Почвоведение - Экология

Выявленные зависимости и взаимосвязи показателей, характеризующих органическое вещество анализируемых типов целинных почв южной лесостепной подзоны Западной Сибири, позволяют выявить изменения, которые могут возникнуть при многолетнем сельскохозяйственном и другом антропогенном воздействии на почву.

Литература

1. Миронов А.А., Комиссаров И.Д. Применение радиоспектрометра Рв 100.Х для исследования электронного парамагнетизма гуминовых кислот // АПК в XXI веке: действительность и перспективы: Материалы региональной научной конференции молодых ученых. Том 1. - Тюмень, 2005. - С. 65-69.

2. Александрова Л.Н. Состав гумуса. - Л.: Наука, 1980. - 250 с.

3. Комиссаров И.Д. Электронный парамагнетизм и строение макромолекул гуминовых кислот // Гуминовые вещества в биосфере: Тезисы докладов III всероссийской конференции. - СПб., 2005. - С.65-66.

Я V _ у

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕПАРАТА «БАЙКАЛ - ЭМ 1 » ПРИ УТИЛИЗАЦИИ СВЕЖЕГО КУРИНОГО ПОМЕТА

В.Л. ГРИЦЕНКО,

соискатель, Уральская ГСХА

Утилизация отходов птицеводства в сельском хозяйстве остается серьезной проблемой, решение которой заключается в предотвращении и исключении загрязнения окружающей среды, эффективном использовании куриного помета для удобрения земельных угодий, повышении плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур.

В своей книге «Переработка отходов птицеводства» В.П.Лысенко [5] рассмотрел вопрос использования куриного помета в сельском хозяйстве. В практике промышленного птицеводства для общей качественной оценки куриного помета используются, в основном, такие показатели, как относительная влажность, содержание химических элементов и микроэлементов.

Помёт - это выделяемые отходы из организма птицы в виде дисперсной серой массы влажностью 55

- 75 %. У кур-несушек в зависимости от рациона кормления и возраста птицы помёт содержит 0,8 - 1,2 % азота, потери которого в зависимости от сроков и условий хранения могут достигать до 40%. Основной химический состав помёта следующий: сухие вещества 34,5 - 48,3%; зола 14 - 40% (в том числе кальция до 8,5%); фосфора 2 - 3%; сырой жир (эфирный экстракт) 2,9-4,5%; сырая клетчатка

14,25%; безазотистые экстрактивные вещества 46 - 48%. Определено, что у кур-несушек использование азота корма организмом составляет 53%.

Микроэлементный состав характеризуется следующими величинами (%): медь 0,0025 - 0,0094; железо 0,01

- 0,04; цинк 0,004 - 0,056; марганец 0,50 - 1,00; магний 0,019 - 0,044.

Куриный помёт - это ценное органическое удобрение, содержит все основные элементы питания растений. Однако свежий куриный помет имеет вязкую, липкую консистенцию и неприятный запах. При нарушении технологии хранения куриный помет становится источником загрязнения окружающей среды по микробиологическим и паразитологическим показателям.

Цель и методика исследований

В практике мирового птицеводства применяются различные способы подготовки куриного помёта, обеспечивающие безопасное использова-

ние его как ценнейшего органического удобрения: компостирование, обработка химическими препаратами для закрепления азота и ликвидации неприятного запаха, термическая обработка и др.

Сейчас во всем мире происходит постепенное развитие органического способа сельскохозяйственного производства, или как это еще называют, биологического способа производства. За органическими (биологическими) способами производства в

Recycling of poultry farming waste in an agriculture remains a serious problem which decision is in prevention and exception of environmental contamination, an effective utilization of chicken dung for fertilization of arable lands, increasing of fertility of soil and productivity of agricultural crops.