<<
>>

Минерализация и гумификация органических удобрений

  При окультуривании торфяных почв происходят существенные изменения их свойств и состава органического вещества. При этом усиливаются процессы минерализации торфа, интенсивность которых зависит от различных факторов, в том числе и зональных (Лупино- вич, Корибская, 1967; Вознюк и др., 1978; Шабанова, 1978).

В разных биоклиматических условиях минерализация торфа протекает с неодинаковой интенсивностью, поэтому соотношение отдельных фракций органического вещества, входящих в его состав, может существенно отличаться. Торф представляет собой ценное сырье для приготовления органических удобрений путем его компостирования с навозом и другими биологически активными материалами.

Органические удобрения, внесенные в почву, оказывают большое влияние на их гумусовое состояние и процессы превращения органических веществ (Prei, 1971; Коротков, Третьякова, 1973; Лыков, 1973, 1974; Барановский, 1976; Пупков, Колодка, 1978). Эти процессы протекают при активном участии микроорганизмов, деятельность которых также стимулируется при внесении органических удобрений (Тарвис, Бей-Биенко, 1966, 1967, и др.). Органические удобрения подвергаются в почве превращениям, направление которых зависит не только от зональных факторов, но и главным образом от их состава (Tamm, Krzysch, 1966; Б алев, Рассадин, 1970; Markgraf, 1974; Коротков и др., 1976). Наиболее интенсивно протекает минерализация органических удобрений, приготовленных на торфяной основе, а гумификация их заторможена из-за недостатка в них легкогумифицирующихся компонентов (Александрова, 1980). Интенсивность минерализации зависит от содержания и состава легкогидролизуемых соединений, обеспеченности органических удобрений азотом и гидротермических условий.

Наблюдения за процессами превращения торфа и органических удобрений при их разложении в почве позволяют определить скорость их минерализации и .выявить интенсивность накопления продуктов гумификации в многолетнем цикле.

Наши исследования проводились путем постановки модельного полевого опыта на хорошо окультуренных подзолистой и торфяной почвах с использованием в качестве объектов навоза и двух видов торфа. Переходный торф имел следующий ботанический состав (%): сфагновые мхи - 4 0, остатки древесных растений - 40, остатки травянистых растений - 20, а верховой: сфагновые мхи - 70, остатки древесных растений - 15, гип-

Изменение массы образцов органических удобрений, разлагающихся в почвах, % от исходной массы

Почва

Расти

тельный

материал

1972 г.

1973 г.

1974 г.

1975 г.

1977 г.

1978 г.

Подзолистая

Торф

99

96

93

90

87

86

/>

Навоз

68

53

45

38

39

30

Торфяная

Торф

96

95

91

89

86

82

Сфагнум

102

104

97

96

82

79

новые мхи - 10 и травянистые растения — 5. Интенсивность разложения органических удобрений, заложенных в почву в июне 1972 г. в пакетах из стеклоткани, оценивали по потере массы образцов в пересчете на абсолютно сухое вещество (табл. 42).

Из всех органических материалов наиболее интенсивно разлагался навоз, содержавший перед закладкой образцов в почву большое количество легкогидролизуемых веществ. По скорости разложения он близок к корневым растительным остаткам: через 2 года разложилась примерно половина образцов навоза, а через 7 лет - две трети.

Переходный торф разлагался значительно медленнее, чем навоз, но к концу опыта, через 7 лет, обнаружилась довольно заметная потеря массы образца торфа - до 14-18% от первоначальной массы. Скорость разложения торфа в торфяной и подзолистой почвах была примерно одинаковой. Еще медленнее разлагался сфагнум, особенно в первые два года, когда не наблюдалось потери массы образца этого вида торфа. Только в последующие годы началась достаточно интенсивная минерализация сфагнума и к 1978 г. потеря массы этого образца даже превышала это значение для образца переходного торфа, заложенного в торфяную почву. Заторможенность минерализации сфагнума на первом этапе связана, по-види- мому, с большой его кислотностью (рНсол 3.0), которая препятствует развитию микроорганизмов.

Разложение торфа в почве сопровождается некоторым увеличением его зольности, о чем свидетельствуют приведенные ниже данные (зола, %):

Растительный

материал

Исходный

материал

1972 г.

1973 г.

1974 г.

1975 г.

Торф в подзолистой почве

14.2

16.0

16.8

16.2

16.0

Торф в торфяной почве

14.2

14.0

14.5

14.9

15.7

Сфагнум

1.6

2.2

3.3

4.2

4.5

Увеличение зольности торфа, разлагавшегося в подзолистой почве, за весь период наблюдений составило около 2%. В образце торфа,

Изменение содержания углерода и азота в разлагающихся органических удобрениях, %

Почва

Расти

тельный

материал

Исход

ный

обра

зец

1972 г.

1973 г.

1974 г.

1975 г.

1977 г.

1978 1

Подзолистая

Торф

45.6

Углерс

44.4

gt;Д

44.5

48.2

45.6

44.0

44.4

Навоз

44.9

42.9

42.7

43.4

37.2

39.4

35.0

Торфяная

Торф

45.6

46.2

46.2

45.6

45.5

47.2

43.3

Сфагнум

47.4

48.8

47.0

47.0

46.0

48.8

48.2

Подзолистая

Торф

1.59

Азот

1.68

1.62

1.81

1.99

1.80

1.65

Навоз

1.66

2.30

2.75

2.80

2.39

2.72

2.35

Торфяная

Торф

1.59

1.76

1.75

1.79

1.81

1.77

1.73

Сфагнум

0.83

0.81

0.91

0.99

1.13

0.93

1.06

находившемся в торфяной почве, зольность увеличивалась в меньшей степени - на 1.5%. Возможно, такое различие связано с тем, что в образцы торфа, заложенные в подзолистую почву, могли проникать частицы почвы из вышележащего слоя. Наиболее интенсивно увеличивалась зольность сфагнума, заложенного в торфяную почву. Даже в первые два срока опредления, когда не была обнаружена потеря массы образцов, зольность заметно и статистически достоверно увеличилась; к концу периода наблюдений она возросла в 3 раза и составила 4.5% от массы образца.

Закономерных изменений в содержании углерода в разлагающихся образцах торфа обнаружить не удалось, количество его по годам колебалось в достаточно узких пределах и составляло примерно 42- 46% (табл. 43). Только в образцах навоза произошло заметное снижение содержания углерода на протяжении опыта. Количество азота в образцах переходного торфа увеличивалось в течение первых лет опыта, достигнув максимума в 1975 г., а затем несколько снизилось. Примерно такая же динамика содержания азота по годам была характерна для образцов сфагнового торфа. Наиболее существенно увеличивалось количество общего азота при разложении навоза, так же как и при разложении растительных остатков.

Фракционный состав органического вещества торфа и навоза изменялся в процессе их разложения также достаточно закономерно (табл. 44). В большей степени это относится к содержанию гуми- новых кислот, которое на протяжении всего периода наблюдений заметно возрастало. В переходном торфе в первые два года после заложения образцов количество гуминовых кислот оставалось примерно на одном уровне и не превышало их содержание в исходном торфе. Только в последующие годы началось увеличение в этом мате—

Изменение состава органических удобрений при их разложении в почве (С, % от общего)

Расти-

тельный

материал

Фракции

Гуми-

Почва

спирто-

бен

водо

раство

кисло

тораст

новые

кис

лоты

Фульво-

кислоты

Оста

ток

зольная

римая

воримая

Исход

ные образцы (1971

- г.)

Подзолистая

Торф

8.7

3.2

18.6

2.6

3.2

63.7

Навоз

5.5

5.2

22.2

0.8

1.0

65.3

Торфяная

Торф

8.7

3.2

18.6

2.6

3.2

63.7

Сфагнум

6.5

3.6

20.1

1.0

2.0

66.8

1972 I

".

Подзолистая

Торф

6.9

3.0

21.4

2.9

2.9

62.9

Навоз

4.7

4.5

22.3

1.1

3.4

64.0

Торфяная

Торф

6.9

3.2

18.0

3.0

2.5

66.4

Сфагнум

4.8

3.8

19.7

0.8

2.2

68.7

1973 I

Подзолистая

Торф

7.9

2.8

19.8

2.8

2.7

64.0

Навоз

5.2

6.5

21.4

1.7

1.4

63.8

Торфяная

/>Торф

7.6

3.8

11.4

2.6

2.7

71.9

Сфагнум

4.9

2.6

20.5

0.9

1.9

69.2

1974 I

Подзолистая

Торф

7.5

2.7

17.9

3.5

2.2

66.2

Навоз

4.9

4.3

21.4

1.8

1.8

65.8

Торфяная

Торф

8.0

3.0

18.3

3.6

2.2

64.9

Сфагнум

3.9

2.4

18.2

1.0

1.1

73.4

1977 I

Подзолистая

Торф

7.8

2.5

22.5

5.4

2.0

59.8

Навоз

4.9

4.1

25.6

2.6

2.1

60.7

Торфяная

Торф

7.4

2.4

20.3

4.6

2.1

63.2

Сфагнум

4.4

2.0

21.9

1.8

1.9

68.0

1978 I

".

Подзолистая

Торф

8.2

2.6

21.0

4.2

2.5

61.5

Навоз

6.8

5.3

27.0

3.5

1.9

55.5

Торфяная

Торф

8.8

2.8

22.4

4.7

2.4

58.9

Сфагнум

4.6

2.4

21.9

1.6

2.0

67.5

риале количества гуминовых кислот, и в последний срок наблюдений (1978 г.) относительная доля гуминовых кислот в составе переходного торфа была более чем в 1.5 раза большей по сравнению с содержанием их в исходном образце. Еще более интенсивно накапливались гуминовые кислоты при гумификации навоза. Если в исходном образце было только 0.8% гуминовых кислот (от общего содержания углерода), то в течение 7 лет их относительное содержание достигло 3.5%. Накопление гуминовых кислот в разлагающемся навозе протекало по годам более равномерно, чем при минерализации переходного торфа. Гумификация сфагнового торфа в первые годы была заторможена, и только с 1977 г. произошло заметное увеличение в нем количества гуминовых кислот. В динамике содержания фульвокислот достаточно четких закономерностей выявить не удалось: количество их колебалось в разные годы, что связано, по- видимому, с непостоянством и неоднородностью состава этой фракции органических веществ, в которой наряду со специфическими гумусовыми веществами присутствуют промежуточные продукты гумификации.

Спирто-бензольная фракция в переходном торфе составляет в пересчете на общий углерод более 8%. В первые годы количество ее в этих образцах несколько уменьшилось, а к концу периода наблюдений вновь увеличилось и достигло исходного уровня. В сфагновом торфе содержание этой фракции снизилось в первый же год и оставалось в последующие годы примерно на одном и том же уровне. Количество водорастворимой фракции во всех изучавшихся материалах было сравнительно небольшим, в многолетней динамике для нее характерна тенденция к снижению по мере разложения органических удобрений. Наибольший удельный вес в составе органических удобрений составляет кислоторастворимая фракция. Ее содержание в разлагающемся навозе возрастало, что, вероятно, связано с увеличением в этом материале количества азотистых веществ, которое наблюдается по мере его разложения.

Таким образом, при разложении органических удобрений в почве происходят заметные изменения в их составе: увеличивается зольность и содержание азотистых веществ, накапливаются гуминовые кислоты. Достаточно интенсивная гумификация переходного торфа, которая протекает наряду с его минерализацией, возможно, является зональным признаком и связана с более низкой гумифицированное тью торфов Кольского полуострова. 

<< | >>
Источник: В. Н. Переверзев. Биохимия гумуса и азота почв Кольского полуострова. 1987

Еще по теме Минерализация и гумификация органических удобрений:

  1. Глава 5. ТРАНСФОРМАЦИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ И ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ В ПОЧВЕ
  2. Органические удобрения
  3. Глава 6 ОРГАНИЧЕСКИЕ УДОБРЕНИЯ, ИХ ВИДЫ И ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
  4. УДОБРЕНИЕ НАВОЗОМ И ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВЫ Поступление питательных элементов и органического вещества
  5. МИНЕРАЛИЗАЦИЯ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИИ
  6. МИНЕРАЛИЗАЦИЯ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
  7. Минерализация фосфорорганических соединений
  8. Влияние удобрения навозом на уровень и соотношение питательных веществ, вносимых с минеральными удобрениями
  9. Глава 8 ПОНЯТИЯ О СИСТЕМЕ УДОБРЕНИЙ И ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЯ В СЕВООБОРОТЕ
  10. ПРИМЕНЕНИЕ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА КАК СОСТАВНАЯ ЧАСТЬ СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЯ Основы системы удобрения
  11. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВАПОЧВ РАЗНОГО ТИПА ЗАБОЛАЧИВАНИЯ
  12. Изменение состава органического вещества под влиянием окультуривания почв
  13. ПРЕВРАЩЕНИЯ БЕЗАЗОТИСТЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ