Бесплатно скачать, заказать диплом, курсовую, диссертацию Гумусное состояние черноземов Юго-Восточного Забайкалья

У нас уже 176407 рефератов, курсовых и дипломных работ

Сделать закладку на сайт

Заказать диплом, курсовую, диссертацию

Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Книга жалоб
и предложений

Название	Гумусное состояние черноземов Юго-Восточного Забайкалья

Количество страниц	103

ВУЗ	МГИУ

Год сдачи	2010

Бесплатно Скачать	24271.doc

Содержание	Содержание ВВЕДЕНИЕ...3 ГЛАВА 1. Природные условия...6 1.1. Рельеф...6 1.2. Почвообразующие породы...8 1.3. Климат...9 » 1.4. Растительность...13 ,\| ГЛАВА 2. Объекты и методы исследований...16 ГЛАВА 3. Характеристика черноземов Юго-Восточного Забайкалья...21 ГЛАВА 4. Гумусное состояние...40 4.1. Растительные остатки как источники гумуса...40 4.2. Содержание и запасы гумуса...50 4.3. Фракционный состав углерода гумуса...53 » 4.4. Гумусное состояние...1...60 ' ГЛАВА 5. Характеристика гуминовых кислот черноземов...65 5.1. Элементный состав гуминовых кислот...68 5.2. Функциональные группы...79 5.3. Инфракрасные спектры поглощения...82 ij 5.4.Изучение молекулярной структуры гуминовых кислот 4j черноземов методом 13С-ЯМР спектроскопии...91 ВЫВОДЫ...101 ЛИТЕРАТУРА...103 Введение ВВЕДЕНИЕ '- Актуальность темы. Получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур и создание высокопродуктивных лугов и пастбищ невозможно без учета основных параметров плодородия почв, особенно без оценки гумусного состояния. Зональные степные почвы -черноземы, широко распространенные в Юго-Восточном Забайкалье, являются одними из доминирующих в пахотном фонде аграрного сектора региона и занимают площадь 2684 тыс. га (Бутин, 1981). Интенсивное их использование приводит к глубоким качественным и количественным изменениям гумуса, которые усугубляются сильно развитыми дефляционными процессами в Забайкалье. Исследования генезиса и эволюции этих почв в шестидесятые годы прошлого столетия' были проведены Н.А. Ногиной (1964), в работе которой недостаточно подробно . рассматривались вопросы гумусного состояния черноземов. В связи с этим возникает необходимость изучения одного из важнейших показателей потенциального плодородия почв — гумусного состояния, а также специфических гумусовых веществ - гуминовых кислот, от «природы которых зависит устойчивое функционирование почвы в целом» (Орлов, 1990). Цель: Изучить гумусное состояние и природу гуминовых кислот Ь черноземов Юго-Восточного Забайкалья. Задачи: 1. Выявить основные показатели плодородия черноземов. 2. Дать количественную и качественную характеристику первичным гумусообразователям. 3. Определить современное гумусное состояние черноземов. V 4. Установить структуру макромолекулы гуминовых кислот (ГК). Научная новизна. Впервые выявлены особенности состава гумуса черноземов, а также с применением новейшего метода 1 С-ЯМР установлена 3 структура молекулы гуминовых кислот, где углерод ароматической части ГК пахотной почвы составляет 60 %, что значительно больше такового на целине. ^ Практическая значимость. Полученные данные по оценке гумусного состояния и структуре гуминовых кислот послужат теоретической основой для прогноза эволюции и мониторинговых исследований черноземов. Защищаемые положения: I 1. Черноземы Юго-Восточного Забайкалья характеризуются средним - высоким содержанием гумуса в органогенных горизонтах. В составе гумуса некоторых подтипов наряду с гуминовыми кислотами значительно содержание фульвокислот. 2. Во фракции углерода ГК бескарбонатных черноземов, развивающихся на элюво-делювии глинистых и хлоритовых » сланцев, определяющую роль играют не гуматы кальция - ГК-2, а подвижные первые фракции - ГК-1. 3. Вовлечение черноземов в культурооборот привело к значительным потерям гумуса и углерода в алифатической части молекул гуминовых кислот, что привело к повышению их степени ароматичности. Апробация работы. Результаты исследований по материалам диссертации докладывались и обсуждались на региональной научно-практической конференции «Наука и преподавание дисциплин естественного цикла в образовательных учреждениях» (26-27 марта 2002 г., БГУ, г. Улан-Удэ), региональной межвузовской научно-практической конференции «Научное обеспечение социально-экономического развития Агинского Бурятского автономного округа: проблемы и перспективы» (23 апреля 2004 •f г., Агинский филиал БГСХА, п. Могойтуй), международной научно- практической конференции «Проблемы образования, науки и воспитания в аграрных учебных заведениях» (24-25 ноября 2004 г., Забайкальский 4 аграрный институт, г. Чита), а также на ежегодных научно-практических конференциях преподавателей и аспирантов Агинского филиала ВСГТУ и БГСХА. Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ. Структура и объем работы. Диссертация изложена на 118 страницах текста компьютерного набора, состоит из введения, 5 глав и выводов. Содержит 18 таблиц, 10 рисунков. Список литературы включает библиографию из 180 наименований, в том числе 24 иностранных автора. ГЛАВА 1. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ Формирование почвенного покрова Юго-Восточного Забайкалья происходит под непосредственным влиянием окружающих природных условий, общий характер которых, отличаясь многими своеобразными чертами, позволяет выделить данную территорию в особый регион. Особенности климата, рельефа, геологического строения и растительного покрова области настолько резко выражены, что вызывают очень большие изменения в общем цикле процесса почвообразования (Бутин, Вазингер, 1965). Читинская область и, расположенный внутри ее территории, Агинский Бурятский автономный округ, находятся в Юго-Восточном Забайкалье. Сильная удаленность территории от океанического побережья и большая протяженность обусловили резко континентальный режим климата региона. Большое простирание с севера на юг обусловило расположение в нем трех широтных природных зон: таежной, лесостепной и степной (География Читинской области и АБАО, 2001). 1.1. РЕЛЬЕФ Юго-Восточное Забайкалье отличается сложностью и разнообразием устройства земной поверхности, что оказывает большое влияние на климат, растительность, почвы и другие компоненты природы. В геоморфологическом отношении территория Юго-Восточного Забайкалья характеризуется явным преобладанием форм гористого рельефа. Равнинный рельеф имеет гораздо меньшее распространение и приурочен, главным образом, к межгорным котловинам, где встречаются крупные выровненные массивы (Нерчинская котловина). Наиболее выровненной частью является так называемая Приононско-Торейская равнина, представляющая собой чередование относительно ровных массивов с участками увалисто-холмистого и равнинно-мелкокотловинного рельефа. В основе Приононско-Торейской равнины лежит жесткая Агинская глыба, наличие которой, возможно и обусловило равнинный характер этой территории (Ногина, 1964, Бутин, Вазингер, 1965). К районам, характеризующимся таким типом рельефа, можно отнести большую часть Агинского Бурятского автономного округа, Оловяннинского и Борзинского районов. Это наиболее остепненные и открытые пространства с засушливым климатом и господством степного типа почвообразования. . Данный тип рельефа определяется рядом хорошо выраженных горных хребтов, простирающихся в основном с юго-запада на северо-восток, и их многочисленными отрогами. Благодаря сильной расчлененности хребтов и их отрогов наблюдается разнообразное сочетание различных экспозиций, что не может не сказаться на климатических условиях, характере растительности и формировании почвенного покрова отдельных участков. Именно таким своеобразием рельефа объясняется значительная неоднородность почвенного покрова на сравнительно небольших площадях (Бутин, Вазингер, * 1965). Территория Агинского Бурятского автономного округа, где проводились исследования, расположена в пределах как среднегорной, так и сравнительно выровненной части Юго-Восточного Забайкалья, которая в виде неровных больших ступеней поднимается с юго-востока на запад, северо-запад и на север. Характерной чертой рельефа округа, так же как и Читинской области, является чередование горных хребтов и межгорных долин, простирающихся преимущественно в северо-восточном направлении. Вся юго-восточная часть территории округа занята обширной Ононско-Агинской равниной со средней высотой над уровнем моря 650-720 м. (География Читинской области и АБАО, 2001). 1.2. ПОЧВООБРАЗУЮЩИЕ ПОРОДЫ Преобладающими горными породами, слагающими территорию Юго-Восточного Забайкалья, являются различные сланцы (хлоритовые, серицитовые, глинистые), граниты, базальты, часто встречаются песчаники, известняки, конгломераты и брекчии. Последние нередко отличаются сильной окарбоначенностью. Почвообразующими породами здесь служат продукты выветривания вышеперечисленных коренных горных пород, имеющие обычно характер элювиально-делювиальных отложений сравнительно небольшой мощности, которая находится в прямой зависимости от крутизны склонов. Такие отложения покрывают склоны гор, увалов и обширные предгорные шлейфы. По гранулометрическому составу среди наносов элювиально-делювиального происхождения преобладают среднесуглинистые, реже встречаются тяжелые и легкие суглинки, супеси и пески. Наряду с элювиально-делювиальными отложениями, являющимися преобладающими на территории Юго-Восточного Забайкалья, широкое распространение имеют двучленные отложения суглинков и грубого щебнистого материала - элювия, коренных горных пород. В пределах межгорных котловин широкое развитие получили рыхлые наносы, весьма разнообразные по генезису и составу (Ногина, 1964). Наиболее распространенными среди них являются делювиально- пролювиальные толщи. Почти для всех почвообразующих пород описываемой территории характерно присутствие щебня плотных пород, содержание которого, как правило, заметно увеличивается с глубиной. Почвообразующие породы межгорных котловин представлены самыми разнообразными отложениями. Здесь встречаются древние и современные озерные и аллювиальные отложения, делювиальные, реже элювиально-делювиальные и эоловые наносы. Площадь эоловых песчаных отложений невелика. Они встречаются на территории Оловяннинского, Агинского районов и небольшими пятнами в некоторых других местах. Почти все отложения котловин Юго-Восточного Забайкалья в той или иной степени характеризуются наличием карбонатов кальция. Карбонатный горизонт, залегающий на глубине 50-150 см, содержит до 20-30 % карбонатов. Мощность его в различных местах колеблется от 30-40 до 120-150 см (Бутин, Вазингер, 1965). В криоаридных условиях Юго-Восточного Забайкалья ограничены явления химического и биологического выветривания, преобладают в этих почвах механическое разрушение почвообразующих пород, обусловленное криогенными процессами. Таким образом, почвообразующие породы Юго-Восточного Забайкалья характеризуются большим разнообразием, что нашло непосредственное отражение в характере почвенного покрова. 1.3. КЛИМАТ Юго-Восточное Забайкалье расположено в пределах трех климатических областей: Южносибирской и Байкало-Становой горно-таежных и Центральноазиатской пустынно-степной. Район исследований находится в Центральноазиатской пустынно-степной климатической области, Онон-Аргунской агроклиматической провинции высоких гор и низкогорий (Картушин,1969). Основной чертой климата Читинской области и Агинского Бурятского автономного округа, как и всей территории Забайкалья, является резкая континентальность, обусловленная внутриматериковым положением и значительной удаленностью территории от океанского побережья. Наиболее характерными и типичными показателями для климата региона являются следующие: небольшое количество атмосферных осадков, продолжительная малоснежная холодная зима, с большим количеством солнечных дней, короткое и жаркое во второй половине лето, сухая и ветреная весна, очень короткий безморозный период. Солнечная радиация - один из основных климатообразующих ч факторов - определяет термический режим почвы и приземного слоя воздуха. Существенной чертой климата Юго-Восточного Забайкалья является большая продолжительность солнечного сияния. В Агинском округе радиационный баланс за год составляет от 38 до 44 ккал\кв.см. ,t Продолжительность солнечного сияния весьма велика - 2300 часов в год - . это одна из положительных черт климата округа. В зимние месяцы на территории области устанавливается высокое атмосферное давление, в связи с чем зима здесь продолжительная, очень морозная и малоснежная. Гидрологическая и теплозащитная роль снежного покрова для почв Забайкалья очень мала, вследствие чего почвы подвергаются сильному радиационному выхолаживанию и иссушению с поверхности. Среднемноголетняя отрицательная температура воздуха в январе в п. Агинское составляет -23,6 °С, а абсолютный минимум достигает ' о -51 С. Наличие низких зимних температур обусловливает отрицательную среднегодовую температуру воздуха в степях Забайкалья (-1,5 - 3,0°), что резко отличает их от степей Европейской части России. Так по данным Н.А.Ногиной (1964) среднегодовая температура воздуха в п. Агинское составляет -2,4° С. Это вместе с отсутствием устойчивого снежного покрова в степях способствует глубокому промерзанию почвы и медленному ее оттаиванию (Ногина, 1964; Бутин, Вазингер, 1965; Важенин, Важенина, 1969). Весной (апрель-май) благодаря увеличению солнечной радиации и притоку теплого воздуха с запада происходят быстрый сход маломощного снежного покрова и энергичное прогревание приземного слоя почвы. '» Обострение циклонической деятельности и повышение давления воздуха над Забайкальем способствуют возврату холодов и проявлению продолжительных и сильных ветров. Обезвоженность как местных, так и 10 привнесенных с севера континентальных воздушных масс является причиной малого количества осадков весной. Относительная влажность воздуха составляет всего 30-40%, опускаясь в отдельные дни до 10 %, что вызывает быстрое испарение влаги и иссушение верхнего слоя почвы. В результате этого наступает холодная сухая ветреная весна. Активное иссушение почвы весной является отрицательным фактором, т.к. дефицит воды лимитирует рост и развитие растений, регулирует процессы разложения свежепоступившего органического вещества. Неблагоприятной особенностью лета является позднее окончание весенних заморозков и раннее появление осенних. Безморозный период в степях Юго-Восточного Забайкалья не превышает 110-120 дней. Продолжительность безморозного периода в Агинской степной подзоне составляет 90-110 дней (Зональные системы земледелия, 1989). Сумма активных температур (>10°) также относительно невелика и колеблется в пределах 1750-2000°С. По данным В.М. Картушина (1969) сумма активных температур в п. Агинское составляет 1750°С. Годовая сумма осадков в Агинской степной подзоне составляет 300-350 мм. Продолжительность периода с температурой выше 10°С - 110-120 дней. По данным Агинской метеостанции, расположенной в районе исследования, средняя температура воздуха самого теплого месяца - июля (2000-2002 гг) колеблется в пределах 18,9 - 20,6 °С, составляя в среднем 19,9°С. Максимальная температура 34,7°С. По режиму циркуляции воздушных масс лето делится на два периода. Первая половина (с конца мая до начала июля) характеризуется слабо выраженной циклонической деятельностью, поэтому погода малооблачная, почти без ветра и осадков. Во вторую половину лета усиливается циклоническая деятельность, что обусловливает поступление с Тихого , океана морского воздуха, несущего с собой большое количество атмосферной влаги. В этот период выпадает до 70-80 % годовой суммы осадков. По данным Агинской метеостанции наибольшее количество 11 осадков в годы исследований наблюдалось в июле 2000 г и составило 103,7 мм. Следует отметить, что наиболее теплый период лета в степях Забайкалья совпадает с наиболее влажным, в результате чего в почве создаются оптимальные условия для всех биологических процессов. Несомненно, что этот период играет очень существенную роль в формировании почвенного профиля, т.к. он наиболее благоприятен для процессов синтеза и распада органических и органо-минеральных соединений, микробиологической активности, а также процессов миграции веществ в почвенной толще (Ногина, 1964; Нимаева, 1992). Осень наступает в конце августа — середине сентября, а окончание ее приходится на начало - середину октября. Первая половина осени характеризуется ночными заморозками, высокими дневными температурами и существенными осадками; вторая половина осени короче, холоднее и суше первой (Важенин, Важенина, 1969). Таким образом, климат степной зоны Юго-Восточного Забайкалья i своеобразен и характеризуется резкой континентальностью, сочетающейся с недостаточным увлажнением, распространением длительно-сезонной мерзлоты, обилием солнечного света и отрицательными среднегодовыми температурами, что, несомненно, отражается на процессах черноземообразования. J 12 1.4. РАСТИТЕЛЬНОСТЬ * В соответствии с климатическими особенностями формируется растительность, от состава и массы которой зависит образование и накопление органического вещества почв, а также микробиологическая деятельность. Значение зеленых растений как гумусообразователей общеизвестно благодаря их специфической способности синтезировать органические вещества из минеральных соединений и солнечной энергии. Растительные организмы являются непосредственным источником гумуса, качественная и количественная сторона его образования зависит от характера растительности, напряженности биологических процессов, а также от гидротермических условий. Первые сведения о растительности Забайкалья имеют более чем столетнюю давность. Изучение растительного покрова этой территории связано с именами крупнейших ботаников и флористов - Н.С. Турчаниновым, В.Н. Сукачевым, М.Г. Поповым, П.Н. Крыловым и др. Наиболее подробно описан растительный покров степных территорий, более доступных и более населенных (Куминова, 1938; Сергиевская, 1951; Рещиков, 1954,1958,1961). Растительность степных сообществ Юго-Восточного Забайкалья изучена и описана в работах Б.И. Дулеповой (1981, 1999) и А.А. Горшковой (1966). t Растительность Забайкалья очень разнохарактерна и своеобразна, что обусловливается существованием различных ландшафтно-растительных высотных поясов, сочетанием резко контрастных по природе растительных ассоциаций и выражается в своеобразии флористического состава и широкого экологического диапазона внутри растительных группировок. (Ногина, 1964). t На этой территории выделяются следующие растительные пояса: степной, лесостепной, таежный, подгольцово-редколесный и гольцовый. Рассматриваемые черноземные почвы формируются в полосе степей, 13 поэтому представляет' интерес рассмотрение особенностей растительного покрова этой зоны. * Все степные массивы Забайкалья имеют в своем строении и составе характерные черты, свойственные степям северной части Центральной Азии и Монголии в частности, и резко отличаются от степей Сибири. Е.М. Лавренко (1954) выделяет степи Забайкалья и Монголии в качестве самостоятельной Дауро-Монгольской провинции Евразиатской степной области. В составе растительных группировок степей Забайкалья наблюдается широкий экологический диапазон и разнообразие видового ••Li состава, что, по-видимому, связано с пестротой гранулометрического состава почв и почвообразующих пород, а также с горным характером рельефа. Степная растительность покрывает южную и юго-восточную часть Читинской области и представлена большими площадями в Агинском, Могойтуйском, Борзинском, Оловяннинском, Приаргунском, Шилкинском, , Калганском районах. Настоящие степи отличаются от луговых значительно меньшей видовой насыщенностью (30-40 видов на 100 м ). Степень проективного покрытия 60-70%, травостой меньшей высоты и более низкой продуктивности. По данным А.А. Горшковой (1962) (цитировано по Ногиной, 1964), наибольшая продуктивность степей наблюдается в июле (4-8 ц/га сена). В составе растительных ассоциаций преобладают: из злаков -ковыль, змеевка, типчак, мятлик, тонконог, вострец, беломятлик, овсец и др.; * из разнотравья - пижма, лапчатка бесстебельная, остролодочник, астрагал, прострелы, эдельвейс, осочка твердоватая, полынь холодная, карагана, тимьян, василистник, кровохлебка и др. Выделяются злаково-разнотравные, злаково-полынные и полынные степи, относимые геоботаниками к особому варианту криоксерофитных степей (Волковинцер,1975). ф Установлено, что основная масса корней степных растений сосредоточена в верхнем 10-20 см слое, в отличие от сходных европейских видов, простираясь параллельно поверхности почвы, с расчетом на 14 улавливание выпадающих осадков с возможно большей площади (Ногина, 1964). Однако встречаются и такие растения (пижма, вострец), которые обладают многоярусной корневой системой и могут развиваться за счет влаги из различных горизонтов. Таким образом, растительные сообщества степей Юго-Восточного Забайкалья развиваются в условиях резко континентального климата, жесткого термического режима и короткого периода вегетации, следствием которых является низкая биологическая продуктивность (низкорослость и разреженность травостоя) и укороченный цикл вегетации. Вместе с тем подземная часть растений имеет более мощную корневую систему, большую общую массу, чем надземная часть. Распределяются корни в относительно небольшой толще, меньшей, чем в степных ценозах европейской части России (Шалыт, 1950). Под такой растительностью наиболее распространены мучнистокарбонатные малогумусные и среднегумусные черноземы (Ногина, 1964). 15 ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Объектами исследований были черноземы трех подтипов: а) малокарбонатные и бескарбонатные; б) мучнистокарбонатные среднегумусные; в) мучнистокарбонатные малогумусные, сформированные в условиях настоящей степи под злаково-разнотравной растительностью, а также препараты гуминовых кислот, выделенные из мучнистокарбонатного среднегумусного чернозема. Для решения поставленных задач использовались сравнительно-географический метод, позволивший выявить особенности органического вещества изучаемых почв и сравнительно-аналитический - для изучения основных свойств почв, гумусного состояния и характеристики гуминовых кислот (ГК). Основные химические и физико-химические показатели плодородия черноземов определены общепринятыми в почвоведении и агрохимии методами в образцах парных почвенных разрезов (целина-пашня). (Аринушкина, 1970; Агрохимические методы исследования почв, 1975). Для изучения состава гумуса черноземов нами летом 2000 года были заложены разрезы в местностях Цаган-Оль, Хоер Толгой и Харганаша Могойтуйского района Читинской области. Помимо ключевых почвенных разрезов для определения вариабельности содержания гумуса целинных и пахотных вариантов было сделано по 30 почвенных прикопок вокруг каждого разреза в радиусе 50-100 м. Образцы взяты с глубины 0-20 см с пахотных и 5-15 см с целинных угодий, в которых определен гумус после тщательного отбора растительных остатков. Для выявления биологической продуктивности растительных сообществ, произрастающих на исследуемой почве, произведен учет надземной и корневой массы в основной части корнеобитаемого слоя. Для этого после описания ботанического состава растительности с площади 20x20 см была срезана у самой поверхности почвы и учтена надземная масса 16 целинного разнотравья. С этих же площадок на глубину 20 см были взяты почвенные монолиты в 4-хкратной повторности, где была отмыта корневая масса от почвы на сите с диаметром отверстий 0,25 см в проточной воде. При этом живые корни и детритную массу отделяли друг от друга, доводили до воздушно-сухого состояния и взвешивали. Кроме того, исследован качественный состав растительных остатков общепринятыми методами (Ермаков, 1958). Полученные данные обработаны методами математической статистики (Доспехов, 1979). Показатели гумусного состояния исследуемых почв определялись следующими методами: 1. Содержание органического углерода — методом И.В. Тюрина, в модификации Никитина ". 2. Азот общий - по Кьельдалю. 3. Запасы гумуса вычисляли с учетом объемной массы почвы. 4. Групповой и фракционный состав гумуса - методом И.В. Тюрина в модификации В.В Пономаревой и Т.А. Плотниковой. Для характеристики физико-химических параметров гуминовых кислот черноземных почв были выделены малозольные препараты ГК исчерпывающим экстрагированием по методике Д.С.Орлова и Л.А. Гришиной (1981).

Список литературы

Цена, в рублях: (при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)	1425

Скачать бесплатно	24271.doc

Найти готовую работу

ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:

Связаться

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ

15.04.24 Задачи, условия и этапы организации экспериментальной работы

15.04.24 Критерии качества преподавания

15.04.24 Категория нормы в обучающей деятельности

Архив материала для курсовых и дипломных работ

Ссылки:

Счетчики:

© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.