Изменение свойств дерново-подзолистых суглинистых почв под воздействием диоксида углерода

В современной агрономической практике основным способом регулирования минерального питания сельскохозяйственных культур является применение удобрений, в то время как сама почва содержит огромные валовые запасы биофильных элементов. Поиск способов мобилизации потенциальных запасов элементов питания является актуальной задачей агропочвоведения.

Одним из перспективных направлений в решении этой проблемы является регулирование в почвенном воздухе и растворе концентрации диоксида углерода, активного природного агента химического выветривания минералов. СО2 оказывает существенное влияние на направленность и темпы биологических и химических реакций, протекающих в почве, изменяет подвижность элементов минерального питания растений, является элементом углеродного питания, что прямо или косвенно влияет на продуктивность сельскохозяйственных культур.

Повышение доступности элементов минерального питания растений в дерново-подзолистых суглинистых почвах под воздействием диоксида углерода в наиболее ответственные для их питания периоды позволило бы более эффективно использовать потенциальные запасы этих элементов и повысить экологическую безопасность применения минеральных удобрений.

В качестве научной основы исследований по изучению мелиорирующего действия диоксида углерода были использовали работы К. Д. Глинки [28], И. Овсинского [ИЗ], Г. Иени [53], В. Р. Вильямса [21], В. И. Вернадского [20], К. К. Гедройца [25], Е. И. Шиловой [160, 161], Я. В. Пейве [120], Д. У. Кука [80], В. А. Ковды [68], К. А. Блэка [15], Н. Я. Хромченко, В. П. Ковриго [150] и других ученых придававшие огромное значение С02 в процессах мобилизации потенциальных запасов элементов питания в доступные для растений формы.

Изучение процессов, протекающих в почве с участием диоксида углерода, является довольно сложной проблемой, так как диоксида углерода почвенного воздуха обладает изменчивостью, наличием сложных и многообразных связей с другими почвенными фазами. Для решения этих проблем необходимы новые подходы к исследовательской работе с объектами, обладающими высокой подвижностью, использование специальных методических и технических разработок.

Цель настоящей работы заключалась в изучении химических процессов происходящих в дерново-подзолистых суглинистых почвах под воздействием диоксида углерода, и установлении возможности применения СО2 для регулирования питательного режима почв.

Для осуществления этого необходимо было решить следующие задачи:

Разработать технические средства и решить методические проблемы изучения диоксида углерода почвенного воздуха и раствора.

2.Выявить особенности эмиссионного стока диоксида углерода из почвы при введении в нее газообразного и растворенного в воде СО2.

3.Изучить изменение агрохимических свойств дерново-подзолистых почв при воздействии на нее диоксидом углерода.

4.Выявить основные направления реакций протекающих при взаимодействии СО2 с почвой.

5.Установить агрономическую эффективность применения диоксида углерода в качестве мелиорирующего вещества.

Впервые проведено комплексное изучение процессов, протекающих в почве под воздействием диоксида углерода. Выявлены изменения агрохимических свойств дерново-подзолистых почв при взаимодействии газообразного и растворенного в воде СО2, установлены основные направления реакций.

В условиях полевых опытов изучена возможность применения диоксида углерода, как мелиоранта, изменяющего подвижность элементов питания растений.

Исследовательская работа проведена с применением специальных методических приемов и технических разработок, учитывающих специфику изучения СОг почвенного воздуха и раствора.

Результаты исследований могут служить исходными данными для оценки влияния режима диоксида углерода почвы на агрохимические свойства дерново-подзолистых почв при разработке агротехнических мероприятий.

Предложены исследователям разработанные в процессе подготовки диссертационной работы технические средства: почвенный воздухоотбор-ник-термометр ПВТ-1, два модифицированных приспособления вытеснения почвенного раствора (прессовый и центрифугационный), абсорбционный метод определения дыхания почвы для модельных лабораторных опытов. Выполненная методическая работа позволит избежать в будущем аналитических ошибок при изучении почвенного диоксида углерода.

Результаты исследований доложены на трех конференциях профессорско-преподавательского состава ИжГСХА (Ижевск, 1996, 1997, 1998 гг.), на Всероссийской научно-практической конференции ученых и специалистов АПК (Пермь, ПГСХА, 1998 г.), на 1-й Всероссийской конференции «Лизиметрические исследования почв» (Москва, МГУ, 1998 г.).

Почвенный воздухоотборник-термометр ПВТ-1 экспонировался на выставке, проходившей в рамках научно-производственной конференции посвященной 40-летию кафедры агрохимии и почвоведения ИжГСХА (Ижевск, 1997 г.).

Основные результаты исследовательской работы опубликованы в семи печатных работах.

Диссертация состоит из введения, трех разделов обзора литературы, пяти разделов экспериментальной части, заключения, библиографического списка литературы (198 наименований, в т. ч. 28 — на иностранных языках) и приложений (51 таблица).