No abstract

Интерес к изучению сорбционных способностей почв, обменных катионов, сорбции и адсорбции, исследованию взаимодействий между органическими и минеральными компонентами в современной литературе связан не только с выяснением механизмов образования гумусовых веществ специфической и неспецифической природы, но и формированием почвенного поглощающего комплекса. Важность вопроса связана и с современным экологическим состоянием почв и биосферы, в связи с всевозрастающими антропогенными нагрузками. Цель: выявить основные тенденции в становлении, развитии и современном состоянии проблемы изучения сорбционных свойств почв и процессов, связанных с ними. Задачи: исследование возникновения, становления и развития науки о поглотительной способности почв, почвенно-поглощающем комплексе, сорбционных процессах происходящих в почве, обменных и поглощенных катионах; освещение кинетики процесса; анализ современной литературы, посвященной вопросам взаимодействия ППК, глинистых минералов, органо-минеральных соединений с веществами, поступающими из вне; матричная, фрактальная и кластерная организация почв. При современной антропогенной нагрузке и всевозрастающей интенсификации сельскохозяйственного производства, происходит усиленная распашка угодий, что приводит к сдвигу равновесия коллоидной системы в сторону коагуляции. Но, согласно последним полученным данным, пахотные почвы, выведенные из сельскохозяйственного оборота, способны к самовосстановлению, что проявляется в первую очередь в восстановлении их коллоидной системы до исходного состояния. Равновесие сдвигается в сторону пептизации. Современные представления о почвах, как коллоидно-гелевой матрице позволяют взглянуть на них как на системы, в которых почвенные свойства определяются состоянием и свойствами почвенных гелей, образованных в результате взаимодействия гумусовых веществ и минеральных наночастиц. Минералорганические компоненты, образующиеся на поверхности минеральных соединений почв и ее агрегатов с помощью адсорбции молекул органических соединений, приводят к сильной трансформации поверхности. Результатом этих процессов является специфичность и избирательность поверхности в поглощении ряда веществ.

No abstract

The long-term dynamics of the humus content and reserves in the forest-steppe and steppe chernozems of the center of the Russian Plain was studied in a series: virgin land - perennial arable land. To the greatest extent, the transformation of the humus profile of chernozems as a result of plowing is manifested in its upper part. The depth of transformation spread reaches approximately 80-90 cm. In the series of subtypes: podzolic - leached - typical - ordinary chernozems, there are differences in the amount of humus lost. Long-term plowing of these soils leads to the humus content decrease. Therefore, real (t/ha) and apparent (%) humus losses in soils during their long- term plowing can differ significantly. The greatest losses of humus were recorded in leached chernozems – 15 t/ha. In podzolic and ordinary chernozems, the loss of humus reserves was approximately the same and amounted to 13 and 14 t/ha, respectively. Typical arable soils, as a rule, contain 15 t/ha fewer humus reserves than virgin soil. The humus level of chernozems varies significantly in the first years of use, then it stabilizes at a fairly high level according to the new regime of matter and energy circulation in agrocenoses. An objective assessment of changes in the main indicators of the humus state of chernozems during their long-term agricultural use should be carried out not by the percentage of humus but by its reserves, taking into account the corresponding values of the equilibrium addition density.

One of the ways to maintain soil fertility is to use organic fertilizers. One of them can be straw of cereal crops (winter wheat and barley). However, the process of its decomposition can be delayed for several years. It is possible to accelerate the transformation process by using the native strain of cellulosolytic micromycete (Humicola fuscoatra VNIISS 016). Its introduction together with straw before plowing stabilizes agrophytocenosis. The experiments were carried out in laboratory under simulated conditions close to field ones. Scheme of the experiment: 1. Straw; 2. Straw + N (40 mg/4 g, which corresponds to 40 kg/ha); 3. Straw + N + H. fuscoatra + PC (nutritional supplement – molasses) (Kolesnikova M.V., 2014). As a result of the studies, it was established that winter wheat straw without additional components lost 0.86 g in weight (from the initial 4 g), 1.03 g when adding nitrogen fertilizer to the straw, and 1.49 g when using H. fuscoatra. We found that the addition of nitrogen to the straw stimulate the process of its transformation. Straw with nitrogen decompose faster than straw without any additives (by 41.5%). However, the addition of the native strain of micromycete accelerate the process by 48.3%. Barley straw lost 0.82 g in weight, straw with nitrogen fertilizer lost 1.06 g, straw and H. fuscoatra – 1.13 g. Further, the decomposition rate increased in the following row: straw → straw + N, where the speed was 26.7% higher → straw + N + H. fuscoatra, the decomposition rate is – 85.3% higher.