Экологическая оценка использования куриного помета на почвах таежно-лесной зоны

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Экологическая оценка использования куриного помета на почвах таежно-лесной зоны

Седых Владимир Александрович

Специальности: 03.02.13 - почвоведение,

03.02.08 - экология (биология)

Москва - 2013

Работа выполнена на кафедре почвоведения, геологии и ландшафтоведения ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева»

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Савич Виталий Игоревич

Официальные оппоненты: Торшин Сергей Порфирьевич - доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой агрономической, биологической химии и радиологии ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева»;

Чижикова Наталья Петровна - доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, зав.лабораторией минералогии и микроморфологии Почвенного института им. В.В.Докучаева РАСХН;

Габбасова Илюся Масгутовна, доктор биологических наук, профессор, зав.лабораторией почвоведения института биологии Уфимского отделения РАН.

Ведущая организация: ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д.Н.Прянишникова РАСХН

Защита диссертации состоится 15 апреля 2013 г. в 1430 часов на заседании диссертационного совета Д 220.043.02 при ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А.Тимирязева» по адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова, 15.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А.Тимирязева».

Автореферат разослан «__» _________ 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета С.Л. Игнатьева

Характеристика работы

Актуальность темы. Сельскохозяйственное производство России дает ежегодно за счет птицеводства 20 млн. т помета. При ограничении пахотных площадей вблизи птицефабрик и несовершенстве переработки помета в удобрения производство и реализация органических удобрений на основе птичьего помета часто являются нерентабельными. Помет складируется на длительный период времени, что приводит к сильному загрязнению прилегающих к птицефабрикам территорий, вод, воздушной среды. Это сопровождается большими штрафными санкциями, но не улучшает экологической обстановки.

При дальнейшем интенсивном развитии птицеводства эта проблема с каждым годом становится все более острой, что в отдельных регионах приведет к экологической катастрофе. В то же время, при обоснованных дозах внесения помета в значительной степени повышается плодородие почв, урожай с/х культур и доход на 1 руб. затрат.

Таким образом, птичий помет, с одной стороны, является ценным органическим удобрением, а, с другой стороны, компонентом загрязнения окружающей среды. Для решения этой крупной народнохозяйственной проблемы необходима разработка теоретических основ и практических рекомендаций по условиям компостирования помета, оптимальным дозам его внесения в почву с учетом видов помета и применяемых наполнителей, состава почв, рельефа, климатических условий, состояния экологической обстановки, экономических критериев.

Выполненная работа посвящена экологической оценке использования органических удобрений на основе куриного помета с учетом свойств почв, экологических ограничений, климатических условий.

Цели и задачи. Целью исследования являлось выяснение закономерностей взаимодействия куриного помета с дерново-подзолистыми почвами и оценка экологически оправданных доз его применения в земледелии.

В задачи исследования входило:

1) оценка закономерностей изменения почв при внесении в них разных видов и доз птичьего помета в зависимости от окультуренности и гранулометрического состава почв в модельных и полевых опытах;

2) оценка закономерностей изменения при внесении высоких доз помета состояния почвенных растворов, испарений из почв, воздушной среды, поверхностных вод, содержания NO3 в растениях по данным полевых исследований и модельных опытов;

3) оценка закономерностей изменения агрохимических и физико-химических свойств почв Московской области при применяемых в производстве дозах помета, при статистической обработке материалов агрохимической службы для 17 птицеводческих хозяйств области для 640 точек;

4) оценка возможностей дистанционного зондирования загрязнения почв и вод птичьим пометом.

Научная новизна

1. В работе предложено решение важной народнохозяйственной проблемы для крупного региона России. Рациональное использование в земледелии получаемого в хозяйствах помета может обеспечить существенное повышение урожая на площади 500000 га. В то же время, огромные экономические убытки обусловлены неиспользуемыми возможностями применения помета в качестве удобрения, загрязнением вод, воздушной среды, с/х продукции, штрафными санкциями, эвтрофикацией водоемов, снижением стоимости близлежащих земель.

2. Установлены закономерности оценки допустимых доз помета, вносимого в почвы, от гранулометрического состава почв, емкости поглощения, степени гумусированности, рельефа, климатических условий, состава и соотношения компонентов компостов.

Предлагаются дополнительные параметры оценки взаимодействия помета с почвами: буферная емкость к компонентам помета, возобновляющая способность почв, содержание положительно и отрицательно заряженных соединений катионов, антипатогенная функция почв, способность к трансформации помета в почвах.

3. Показано, что при внесении в почвы 40-50 т/га помета с опилками не происходит загрязнения почв и вод тяжелыми металлами. Однако, в связи с комплексообразованием увеличивается подвижность тяжелых металлов, что опасно для уже загрязненных почв.

4. Проведенные исследования показали выделение из почв, удобренных пометом, с испарениями и из растений с транспирацией биофильных элементов, тяжелых металлов, органических соединений, обладающих биологической активностью, что необходимо учитывать при балансовых расчетах.

5.Выяснены закономерности выделения СО2 и NH3 в воздух от доз помета, свойств почв.

6. В выполненной работе показана значительная миграция в воды вблизи птицеводческих комплексов NO3, NH4, фосфатов, калия, патогенных микроорганизмов, органических соединений. Установлены масштабы этой миграции и закономерности миграции от свойств почв и факторов почвообразования.

7. В работе доказывается, что оптимальные и допустимые дозы помета, вносимого в почву, зависят от экологического состояния территорий, лимитов на загрязнение почв, водной и воздушной среды, от интенсивности развития дернового процесса почвообразования, оглеения, оподзаливания. Установлены закономерности оптимума доз от указанных факторов.

8. Проведенные исследования показали, что обоснованные дозы помета, вносимого в почвы Московской области, существенно повышают плодородие почв, балл почв и урожайность с/х культур. Однако для почв, удобренных высокими дозами помета, необходимы и свои модели плодородия и модифицированные приемы повышения плодородия почв и урожая с/х культур.

Показано, что для уменьшения миграции соединений азота в водную и воздушную среду, уменьшения загрязнения нитратами растений, уменьшения эмиссии СО2 из почв необходимо создание условий для интенсификации гумусообразования - достижения соотношения С:N в почвах, удобренных пометом, до 15-20, внесение сорбентов для увеличения емкости поглощения почв, создание условий для интенсификации дернового процесса почвообразования, для повышения биопродуктивности угодий.

9. С учетом полученных результатов предлагается информационно-энергетическая оценка влияния птичьего помета на свойства почв и другие компоненты экологической системы.

Показано, что информационная оценка обусловлена изменением структурных взаимосвязей между свойствами почв, изменением интенсивности и последовательности процессов под влиянием резкого изменения микробиологической активности почв, изменения интенсивности дернового процесса почвообразования, оглеения и оподзаливания.

Энергетическая оценка применения высоких доз помета обусловлена большим поступлением энергии в почву, переводом почв на новый энергетический уровень, изменением вероятности протекания реакций с затратой тепла и большей энергией активации, накоплением большого количества энергии в сукцессиях развивающихся ассоциаций растений и микроорганизмов, уменьшением термодинамического равновесия почв со средой при внесении высоких доз помета.

10. Предложены новые приемы использования помета в земледелии: анодное обогащение помета микроэлементами, применение гумата калия из птичьего помета, ультразвуковая и СВЧ обработка птичьего помета и компостов на его основе.

Получено положительное заключение по патенту. Предложены новые способы использования в птицеводстве зеленой массы растений, развивающихся на почвах при внесении высоких доз помета. Получено 2 патента.

11. Предлагается дифференцировать оптимальные и предельно допустимые дозы помета, вносимого в почву, в зависимости от цели их использования: для повышения урожая с/х культур, для повышения плодородия, для цели утилизации.

12. Предложена оценка загрязнения почв пометом по цветовой гамме почв и космических снимков методом компьютерной диагностики в цветовых системах CMYK, Lab. Показана перспективность для оценки загрязнения метода вертикального электрического зондирования и отражательной способности почв в инфракрасном диапазоне.

Практическая значимость обусловлена следующими полученными результатами.

1) Впервые дана углубленная физико-химическая, микробиологическая и экологическая оценка влияния куриного помета на почвы и экологические системы крупного региона России, что позволяет решать важные народнохозяйственные задачи и экологические проблемы;

2) Установлены алгоритмы влияния помета на почвы от вида помета, способа компостирования, доз помета, гранулометрического состава и типа почв, сорбционной емкости почв для разных видов поглотительной способности, положения почв по рельефу, климатических условий.

3) Установлены закономерности изменения при внесении разных доз помета свойств почв, состояния водной среды, выделения почвами углекислого газа и аммиака, загрязнения растений нитратами. Разработаны критические нормы внесения помета в почвы в зависимости от свойств почв и факторов почвообразования, при использовании помета для повышения урожая с/х культур, для повышения плодородия почв, при утилизации помета, для отдельных районов Московской области.

4) Выяснены закономерности изменения цветовой гаммы почв, космических и аэрофотоснимков при загрязнении их птичьим пометом, установлены возможности использования методов геофизического каротажа для оценки загрязнения земель пометом; выполненные разработки позволяют своевременно оценивать возникающие очаги загрязнения почв и вод под влиянием высоких доз помета.

Доказываемые положения

1. В работе доказывается целесообразность информационно-энергетической оценки взаимодействия птичьего помета с почвами.

2. Доказывается необходимость экологической оценки взаимодействия птичьего помета с почвами на локальном уровне. Доказывается необходимость при расчете допустимых доз применения помета в земледелии учитывать лимиты на выброс токсикантов в районе, степени загрязнения почв, вод и воздушной среды изучаемого района.

3. Доказывается, что изменение отдельных свойств почв, состояния вод и приземного слоя воздуха зависит от видов, доз помета, сорбционных свойств почв, рельефа и климатических условий. Доказывается необходимость учета при оценке влияния помета на компоненты экологической системы образования комплексных соединений, положительно и отрицательно заряженных соединений катионов, взаимосвязей между свойствами почв с учетом эффектов синергизма и антагонизма, миграции ионов в сопредельные среды под влиянием градиентов нескольких физических полей.

4. Доказывается необходимость дифференциации доз и способов использования куриного помета в зависимости от цели его хозяйственного использования: для повышения урожая с/х культур, для повышения плодородия, для утилизации при дальнейшем использовании в компостах.

Показано, что при правильном применении экологически и экономически оправданных доз помета в земледелии плодородие почв повышается, и помет должен рассматриваться не как компонент, загрязняющий среду, а как органическое удобрение.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на научных конференциях факультета почвоведения, агрохимии и экологии РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева (3 доклада), 2010-2012; на конференции «Нетрадиционные источники и приемы организации питания растений» Нижегородская ГСХА в 2011 (3 доклада); на Межвузовской научно-практической конференции «Экологическое равновесие: антропогенное вмешательство и круговорот воды в биосфере» ЛГУ им. А.С.Пушкина, С-П., 2011; на Международной научно-практической конференции «Устойчивое развитие территорий: управление природными, техногенными, пожарными, биолого-социальными и экологическими рисками», ОГАУ, Оренбург, 2011; на конференции «Экологические проблемы природных и урбанизированных территорий», Астрахань, АГУ, 2011, 2012 (2 доклада), на Юбилейной конференции КФ РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева, Калуга, 2011, на съезде почвоведов России, 2012 (2 доклада).

Публикации

По материалам диссертации опубликованы 4 монографии, 2 методические рекомендации, в т.ч. 1 рекомендованные НТС МСХ РФ, 37 статей, в т.ч. 18 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ, получены 3 патента.

Автор благодарит за помощь в работе, советы и ценные замечания доктора с/х наук Савича В.И., доктора с/х наук Черникова В.А., доктора с/х наук Демина В.А., доктора биологических наук Норовсурэн Ж., доктора биологических наук Филиппову А.В., доктора сельскохозяйственных наук Белопухова С.Л., сотрудников и аспирантов кафедры почвоведения, геологии и ландшафтоведения РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева за ценные замечания и помощь при выполнении работы.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методики исследования, экспериментальной части, выводов и списка использованной литературы. Экспериментальная часть включает 5 глав. Работа изложена на 345 страницах машинописного текста, содержит 147 таблиц, 25 графиков и рисунков. Список использованной литературы состоит из 250 наименований.

Содержание работы

куриный помет почвах таежный лесной

В I разделе диссертации дан анализ методов использования птичьего помета в земледелии и его влияния на компоненты экологической системы.

Птичий помет и органические удобрения на его основе являются ценным органическим удобрением, повышающим урожай с/х культур (Титова В.И., Дабахова Е.В., Варламова В.Д., и др., 2003, 2005; Еськов А.И., Новиков М.Н., 2001; Лысенко В.П., 1998, 2006; Мерзлая Г.Е., 1998-2007; Николаева Т.А. и др., 2004; Новиков М.Н., 1989, 2005; Орлов Д.С., Попов П.Д., 1985; Тарханов О.В., 1997; Филиппова А.В., 2010; Путинцева Н.Ю., 2005; Сычев В.Г. и др., 2007).

При этом наибольший экономический эффект наблюдается при применении птичьего помета и удобрений на его основе под овощные культуры. Оптимальные дозы удобрений составляют 30-40 т/га. Однако они зависят от вида помета, компонентов вносимых органических удобрений, свойств почв и условий окружающей среды.

В то же время, птичий помет содержит значительное количество патогенных микроорганизмов, возбудителей болезней. Его внесение в больших дозах приводит к загрязнению почв, вод, с/х продукции нитратами, к эвтрофикации водоемов и к уплотнению почв, к появлению неприятного запаха в воздушной среде, к появлению ряда токсичных компонентов в грунтовых и поверхностных водах.

Получение из птичьего помета биогаза, его сжигание, гранулирование при предварительном термофильном компостировании требуют значительных первоначальных затрат. С большими затратами связано и предварительное компостирование помета с торфом, а перевозка жидкого помета на большие расстояния чаще нерентабельна.

Указанные экологические и экономические ограничения использования птичьего помета приводят к очень незначительному применению его в земледелии и к постоянному накоплению, что не может продолжаться бесконечно. В конечном итоге, подобная ситуация невыгодна ни с экологической, ни с экономической точек зрения.

В разделе рассмотрены возможные пути создания органических удобрений на основе птичьего помета, создания геохимических барьеров для улавливания токсикантов, мигрирующих из участков складирования, проанализированы указанные в литературе закономерности сорбции компонентов помета разными группами почв.

II. Объектом исследования выбраны почвы 17 птицеводческих хозяйств Московской области, в основном, дерново-подзолистые среднесуглинистого, а в некоторых хозяйствах легкосуглинистого и супесчаного гранулометрического состава. На образцах этих почв поставлены и модельные опыты.

Углубленные исследования проведены на стационарных площадках дерново-подзолистых среднесуглинистых почв Петелинской птицефабрики Одинцовского района Московской области, Марьинской ПТФ, Глебовской ПТФ. С использованием GPS идентифицированы координаты отбираемых образцов. На исследуемые участки подобраны космические и аэрофотоснимки состояния почв и показатели степени их загрязнения. Они сопоставлены с картосхемами экологического состояния территорий: загрязнения почв тяжелыми металлами, загрязнения вод и воздушной среды, с почвенно-климатическим районированием и урожайностью полевых и овощных культур.

Агрохимическая и физико-химическая характеристика почв Петелинской птицефабрики приведена в таблице 1.

Таблица 1

Свойства дерново-подзолистых почв птицефабрики

Балл	рНКС1	Р2О5	К2О	S, мг-экв/100 г	Органическое вещество, %
		мг/100 г
70,7±1,6 84,6±1,6 98,4±0,3	5,4±0,2 5,6±0,1 5,9±0,1	33,8±6,6 39,8±6,0 104,9±5,5	6,9±0,4 8,7±0,3 25,5±2,4	8,2±0,6 7,9±0,6 12,0±0,5	2,6±0,2 2,5±0,2 2,3±0,1

Как видно из представленных данных, при окультуривании почв увеличивается рН среды, содержание подвижных форм фосфора, калия, суммы поглощенных оснований.

В таблице 2 приведена цветовая гамма почв опорных разрезов на полях Петелинской птицефабрики.

Таблица 2

Цветовая гамма дерново-подзолистых почв при внесении в них разных доз птичьего помета

Доза внесения помета	Горизонт	Цветовая гамма в цветовых системах
		CMYK	Lab
		C	M	Y	K	L	a	B
контроль средняя доза высокая доза	Ап А2 Ап А2 Ап А2	19,3±2,7 18,7±1,4 15,7±2,5 18,0±2,3 28,2±1,4 24,7±2,5	26,5±2,5 26,5±2,0 25,2±3,0 28,5±1,6 34,0±0,9 30,5±2,3	49,2±2,649,2±3,147,7±2,756,0±1,2 55,2±1,754,5±0,9	0,0 0,0 0,0 0,0 1,5±0,6 1,0±0,0	75,7±1,775,1±1,7 77,2±4,375,0±2,3 67,2±2,973,2±2,9	5,5±1,7 5,5±0,8 7,2±0,9 7,2±0,3 5,7±1,1 5,2±1,2	25,7±0,7 25,7±0,7 26,5±1,5 0,7±1,1 22,2±1,1 2,2±0,9

III. Методика исследования

При выполнении работы были проведены полевые и лабораторные исследования, поставлены полевые и модельные опыты, проведена статистическая обработка полученных материалов и литературных данных.

Проведенные исследования явились продолжением работ, начатых под руководством проф. Гриценко В.В. (1985), по влиянию свойств почв разной степени окультуренности и удобренности на развитие растений, а также работ, проводимых под руководством проф. Гриценко В.В. и проф. Менькина В.К. (1991), по физиологической оценке мари белой, растущей на почвах, удобренных высокими дозами помета, и являющейся первым звеном в сукцессии на дерново-подзолистых почвах при утилизации на них помета.

В полевых условиях проведено определение почв, дана их морфологическая оценка, отобраны образцы, определено содержание нитратов с использованием прибора «Соэкс», электропроводность, выделение NH3 и СО2 с использованием газоанализатора ZC 106 CO2 и индикаторных трубок.

В лабораторных условиях определены агрохимические, физико-химические и водно-физические свойства почв по общепринятым методикам (Минеев В.Г., 1989), загрязнение почв патогенными микроорганизмами, микробиологическая активность почв, содержание в почвах актиномицетов.

Для оценки состояния соединений ионов в почвах определено содержание положительно и отрицательно заряженных соединений фосфатов, поливалентных катионов методом химической автографии на основе электролиза (Савич В.И., Сычев В.Г., Трубицина Е.В., 2001), определена комплексообразующая способность почвенных растворов (Савич В.И., Шишов Л.Л., 2004), активность NO3 с использованием ионселективных электродов.

Для углубленной характеристики свойств почв, загрязненных птичьим пометом, применены методы инфракрасной спектроскопии, дериватографии, рентгеноструктурного анализа, электронной микроскопии, газоразрядной визуализации.

Для оценки высоких доз помета на свойства почв в производственных условиях в 2007 г. на поле 200 га, расположенное на равнинном участке дерново-подзолистых среднесуглинистых почв при уровне грунтовых вод более 3 м, было внесено по 1000 т/га помета с опилками. Оценена смена ассоциаций развивающихся растений и биопродуктивность в течение 4 лет. Анализ состояния почв, вод и воздушной среды проводился в 2010-2012 г.г. и показал отсутствие загрязнения почв и вод.

При оценке утилизации помета в производственных условиях в бетонированный короб глубиной 3 м и площадью 2 га с 2007 г. вносился помет с опилками. В связи с повышением температурных условий при компостировании, нижние слои компоста перепрели, в них резко уменьшилось количество патогенных микроорганизмов. Анализ водной и воздушной среды в 2010 г. показал отсутствие их загрязнения.

В 10 поставленных модельных опытах по оценке влияния разных видов и доз помета на свойства почв в зависимости от типа почв, гранулометрического состава, увлажнения определена цветовая гамма почв методом компьютерной диагностики в цветовых системах CMYK, Lab, RGB (Савич В.И., Егоров Д.Н., Байбеков Р.Ф., 2006), тепловые эффекты смачивания почв водой с использованием калориметрии и термоиндикаторных пленок, состав испарений из почв и продуктов транспирации растений с использованием хроматографа «Кристалл-5000», «Спекорд-80М» (Савич В.И., Сычев В.Г., Шишов Л.Л., 2004).

Проведен анализ состояния почвенных суспензий из почв, удобренных разными дозами помета, с использованием электронной микроскопии, анализ состояния вод с использованием метода газоразрядной визуализации (ГВР).

Анализ вод проводили в аккредитованном Главном контрольно-испытательном центре питьевой воды (ЗАО ГИЦ ПВ), ряд микробиологических показателей определен на базе ИЛЦ ФГУЗ «Головной центр гигиены и эпидемиологии ФМБА» и на кафедре микробиологии РГАУ-МСХА.

Для оценки закономерностей изменения почв под влиянием высоких доз помета проанализировано состояние почв, водной и воздушной среды на территории 17 птицеводческих хозяйств Московской области. Проанализировано более 700 определений по каждому показателю с вычислением коэффициентов парной корреляции по 15 формулам, уравнений множественной регрессии. Принятый уровень вероятности Р=0,95.

Для оценки возможности дистанционного зондирования загрязнения почв птичьим пометом определены методом компьютерной диагностики цветовые гаммы космических снимков, отражательная способность почв в ИК диапазоне. Оценена возможность использования для характеристики загрязнения почв птичьим пометом метода вертикального электрического зондирования (Поздняков А.И.).

IV. Экспериментальная часть

В IV главе приведены экспериментальные материалы по теме исследований и их интерпретация. В главе рассмотрено изменение свойств почв под влиянием внесения в них куриного помета (раздел IV.1), использование биологических тестов на загрязнение почв птичьим пометом (раздел IV.2), изменение при применении высоких доз птичьего помета состояния водной и воздушной среды (IV.3), применение дистанционных методов для оценки загрязнения почв и вод птичьим пометом (IV.4).

IV.1. Изменение свойств почв при внесении в них высоких доз птичьего помета

По полученным данным, внесение куриного помета в почвы изменяет их свойства, процессы и режимы. Наряду с изменением агрохимических, физико-химических, водно-физических, физико-механических и биологических свойств существенно меняются и сорбционные свойства почв к различным типам сорбции, подвижность и баланс биофильных элементов и токсикантов. Установлено изменение интенсивности протекания подзолообразования, оглеения, дернового процесса почвообразования.

IV.1. 1а. Изменение при внесении помета гумусового состояния почв

При оценке изменения свойств почв под влиянием внесения в них высоких доз птичьего помета установлены следующие закономерности.

Внесение повышенных доз птичьего помета в почву существенно изменяет гумусовое состояние почв. В почву поступают органические остатки с отличающимся от соединений почвы отношением C:N, ароматических и алифатических группировок, соотношением отдельных групп микроорганизмов. Эти соединения термодинамически неустойчивы в почвенных условиях и интенсивно минерализуются (характер трансформации зависит от вида помета, его доз, способов внесения, свойств почв и климатических факторов). Высокая степень минерализации поступающих в почву органических соединений приводит к небольшому накоплению органического вещества почв, которое по существующим методикам определения нельзя считать гумусом.

По полученным нами данным, органические соединения почв проникают в подпахотные и более глубокие слои почв, они обладают комплексообразующей способностью, меньшей селективностью к Са по сравнению с Mg; трансформированные в почве органические остатки обладают иной степенью гидрофильности по сравнению с исходными продуктами и гумусом почв. Увеличилось содержание водорастворимого органического вещества.

Процессы минерализации освобождают значительное количество тепла и энергии, что влияет на процессы трансформации вещественного состава почв. Данные термографии и инфракрасной спектроскопии почв, удобренных птичьим пометом, позволили установить состав и соотношение функциональных групп в органическом веществе исследуемых почв, его термоустойчивость, т.е. соотношение ароматических и алифатических группировок. В инфракрасных спектрах почв увеличилась доля функциональных групп алифатических группировок.

Внесение удобрений привело к увеличению гумусового слоя, к миграции органических соединений до глубины 70-100 см и в грунтовые воды, к увеличению выделения органических веществ из почв с испарением в воздушную среду. Так, при низких и средних дозах внесения помета с опилками в почву в производственных условиях (50-100 т/га) содержание гумуса в Ап составляло 2,8±0,3%, в слое 30-70 см - 0,7±0,1%, оптическая плотность водных растворов при 465 нм составляла соответственно 1,9±0,1 и 0,1±0,01. При внесении в почву помета с целью его утилизации (1000 т/га) содержание гумуса в Ап и в слое 30-70 см составляло соответственно 5,2±1,1 и 0,7±0,1, а оптическая плотность соответственно 2,0±0,1 и 0,23±0,02.

Органическое вещество в значительной степени минерализуется, а в почвах вблизи птицеводческих комплексов в большей степени накапливаются подвижные соединения фосфатов. При этом неспецифические формы органического вещества менее селективны к Са. Это приводит к сужению в почвах отношения обменных кальция и магния.

Таблица 3

Связь содержания подвижных форм калия, фосфора, гумусированности и отношения Ca/Mg (n = 30)

Р2О5, мг/кг	К2О, мг/кг	рН	Гумус, %	Ca/Mg, мг-экв/100 г
396,5±28,2 970,5±39,9 мах 1245 min 176	150,0±6,3 274,5±20,5 370 109	5,9±0,1 6,3±0,1 6,5 6,0	1,6±0,1 1,9±0,1 2,0 1,7	4,4 4,0 3,5 4,5

При загрязнении почв тяжелыми металлами значительное возрастание степени гумусированности приводит к увеличению содержания подвижных форм тяжелых металлов. Так, в почвах Ногинской ПТФ при содержании гумуса 5,3% содержание свинца составляло 9,2±0,9 мг/кг; цинка - 32,5±3,6; никеля - 7,3±1,5; меди - 5,5±1,2 мг/кг. При содержании гумуса 3,5% показатели для Pb, Zn, Ni, Cu были соответственно равны 8,6±0,4; 9,2±7,9; 6,1±2,4; 4,1±0,4.

Проникновение водорастворимых органических соединений в подпахотные слои до глубины 70 см на среднесуглинистых почвах увеличивает интенсивность дернового процесса почвообразования. Однако при избыточном увлажнении при этом усиливается и развитие оглеения. При отношении Сгк/Сфк в пахотном слое меньше 1 увеличивается количество мигрирующих кислых продуктов, что при промывном типе водного режима в ряде случаев (для почв северной и средней тайги) приводит и к усилению процесса оподзаливания.

По полученным данным, влияние органических удобрений на основе куриного помета обусловлено также его комплексообразующей способностью (константами устойчивости комплексов с поливалентными металлами и количеством лигандов комплексообразователей, мг-экв/100 г почв), кислотно-основными свойствами (РН и количеством кислых функциональных групп, мг-экв/100 г), восстанавливающей способностью (константами восстановления и количеством мг-экв/100 г лигандов восстановителя).

Показано, что внесение в почвы высоких доз помета увеличивает комплексообразующую способность почвенного раствора, долю отрицательно заряженных комплексных соединений катионов, испарение биофильных элементов и токсикантов из почв и их транспирацию из растений.

IV.1.1б. Изменение азотного состояния почв при внесении в них помета

Внесение в почвы значительных доз птичьего помета приводит к увеличению содержания водорастворимых соединений азота до 1000 мг/л, к образованию в почве повышенного количества обменного аммония, приводящего к частичному диспергированию почв. С экологической точки зрения, это сопровождается выделением в атмосферу NH3 и недоокисленных соединений азота, к загрязнению нитратами сельскохозяйственной продукции, к эвтрофикации водоемов.

Так, в модельном опыте при внесении в дерново-подзолистую среднесуглинистую почву 2-10% помета с опилками от массы почв оптическая плотность водных вытяжек при 465 нм равнялась 0,08±0,04; активность NO3 в мг/л - 521,7±75,2. При дозе помета с опилками 20-30% от массы почв оптическая плотность составляла 0,36±0,04; активность NO3 - 880,0±242,4 мг/л.

С увеличением доз помета в почве увеличивается содержание водорастворимого органического вещества (Е4) и отмечается тенденция к увеличению содержания NO3 (мг/л), определяемого с использованием ионселективного электрода. Накопление NO3 в почве отличалось в зависимости от гранулометрического состава почв, расположения почв по рельефу, выращиваемой культуры, степени увлажнения почв. Анализы, проведенные в полевых условиях, показали корреляцию содержания NO3 в почвах, водах и в растениях. По полученным данным, наличие в почве локальных анаэробных условий приводит к образованию в почве NН3, NH4 пропорционально дозам помета.

Важное значение в оценке предельно допустимых концентраций токсикантов в почвах и водах имеют буферная емкость и возобновляющая способность почв. Более тяжелые и гумусированные почвы в большей степени поглощают нитраты, калий, фосфаты, патогенные микроорганизмы, тяжелые металлы, водорастворимое органическое вещество. В них прочнее связь компонентов с твердой фазой почв. Однако в более тяжелых по гранулометрическому составу больше и масса поглощенных компонентов, более пролонгировано их выделение в раствор, в воды, в воздушную среду.

Соединения азота в почве являются запускающим механизмом для последовательного развития отдельных групп микроорганизмов, а, следовательно, для ряда последовательных трансформаций свойств почв. Создание условий для ингибирования образования NО3 приводит к меньшему загрязнению нитратами вод и растений. Однако при этом увеличивается образование NН3, NH4, закиси азота. Оптимизация процессов окисления и восстановления достигается регулированием отношения С: N в помете и условий его разложения.

IV.1.2. Изменение фосфатного состояния почв при внесении в них помета

В проведенных исследованиях установлено, что внесение в дерново-подзолистые почвы повышенных доз птичьего помета приводит к накоплению в них подвижных фосфатов до 1500 мг/кг, к миграции фосфатов в подпахотные слои. Во фракционном составе фосфатов увеличивается доля кальций- и магний-фосфатов и уменьшается доля алюминий- и железо-фосфатов, увеличивается доля органических фосфатов и органно-металло-фосфатных комплексов, что подтверждается наличием, как отрицательно, так и положительно заряженных соединений фосфатов в почвах.

Содержание водорастворимых фосфатов в почвах превышает показатели, обусловленные растворимостью известных осадков фосфатов. Негативным моментом данных процессов является нарушение оптимального соотношения N:P:K в почвах, образование трудно-растворимых осадков Cu, Ni, Zn, Co, эвтрофикация водоемов.

Фракционный состав фосфатов исследуемых почв приведен в таблице 4.

Таблица 4

Фракционный состав фосфатов исследуемых почв, мг/кг

Доза внесения удобрений	Горизонт	Са1-Р	Са2-Р	А1-Р	Fe-P	Ca3-P	У
средняя большая и максимальная	Ап А2 Ап А2	106.9 123.7 165.9±2.8 91.1	56.2 46.1 99.5±13.1 78.7	1.7 1.1 2.2 2.2	191 23.6 23.0±1.7 23.6	21.4 16.8 30.7±1.9 31.5	205.3 211.5 320.0±5.1 227.2

*) СаI-Р - фосфаты щелочных металлов и аммония, кислые и свежеосажденные фосфаты Ca, Mg и Fe2+ - частично

CaII-P - разно-основные фосфаты кальция и магния, преимущественно вторично-образованные, значительно Fe2+

Al-P - фосфаты алюминия типа варисцита и вавеллита

Fe-P - фосфаты железа типа стренгита, диффренита

CaIII-P - высокоосновные фосфаты кальция типа апатита, природные и вторично-образованные

По полученным данным, в исследуемых почвах присутствуют и положительно, и отрицательно заряженные комплексные соединения фосфатов, соотношение которых меняется при внесении помета. Содержание подвижных фосфатов в почвах коррелирует с содержанием гумуса, подвижных форм калия и обратно пропорционально связано с отношением Ca:Mg. Так, в одном из хозяйств при содержании Р2О5 1169,9±70,4 мг/кг содержание гумуса было 2,7±0,2%, К2О - 372,6±19,8; Са/Mg - 3,8. При содержании Р2О5 = 632,5±73,3 мг/кг содержание гумуса равнялось 2,0±0,1%, К2О - 236,3±21,2 мг/кг, отношение Са/Mg было равно 4,2.

По полученным данным, математические связи содержания подвижных фосфатов с другими свойствами почв отличаются от интервалов содержания Р2О5, рН и гранулометрического состава. При высоком содержании Р2О5 увеличивается теснота связи Р2О5 и К2О. При кислой реакции среды более тесная связь Р2О5 и рН.

Таблица 5

Уравнения регрессии связи Р2О5 и рН в почвах

Гранулометрический состав	Р2О5, мг/кг	рН	Уравнение
супесь ср/с	24-495 194-1252	5,5-4,2 6,6-5,3	У = -191,26 + 0,67рН; F = 42,4 У = -287,5 + 0,31рН; F = 5,7

По полученным данным, при внесении помета в почву, в связи с поступлением в систему большого количества водорастворимого органического вещества, высокое содержание фосфатов не приводило к осаждению поливалентных металлов и угнетению растений. Однако при миграции фосфатов в водоемы и грунтовые воды происходило их загрязнение.

IV.1.3. Изменение калийного состояния почв при внесении в них помета

Внесение в почвы повышенных доз птичьего помета и применение его в земледелии в течение длительного промежутка времени приводит к увеличению содержания в почвах подвижных соединений калия выше оптимума (до 400 мг/кг), увеличивается доля рыхлосвязанных и водорастворимых соединений калия. В почвенном растворе появляются комплексные положительно и отрицательно заряженные соединения калия. Увеличение содержания подвижных форм калия в почвах сопровождается увеличением рН среды, уменьшением в неблагоприятную сторону отношений Са:К, Mg:K, диспергированием минеральной и органической части почв. С экологической точки зрения, это приводит к уплотнению почв, к миграции калия в грунтовые воды, в ряде случаев к снижению плодородия почв.

При избыточном калийном питании происходят нежелательные изменения в минеральном составе растений: снижается содержание кальция, магния и натрия. Однако, проведенные полевые исследования показали, что в производственных условиях неблагоприятное влияние увеличения калия в почвах при применении помета связано, в основном, с эвтрофикацией водоемов.

Связь содержания подвижных форм калия с другими свойствами почв иллюстрируется материалами таблицы 6.

Таблица 6

Связь содержания подвижных форм калия и рН среды в дерново-подзолистых почвах хозяйства

К2О, мг/кг	рН(КС1)	Нг, мг-экв/100 г	Гумус, %
362,5±34,9 148,2±7,4 мах 500 min 35	6,0±0,2 5,6±0,1 5,9 4,2	1,6±0,2 2,0±0,2 1,7 5,6	2,8±0,3 2,7±0,2 2,0 2,5

IV.1.4. Изменение физико-химических свойств почв при внесении в них помета

Ряд исследователей отмечают положительное влияние органических удобрений на физико-химические свойства почв. Длительное применение помета снижает обменную и гидролитическую кислотность, увеличивает сумму поглощенных оснований и степень насыщенности основаниями, заметно снижает содержание подвижных форм алюминия, марганца и железа (Бачило Н.Г., 1990; Белоус Н.М., 1996; Титова В.И. и др., 1997; Дабахова Е.В., 2005).

По полученным данным, внесение повышенных доз птичьего помета в почву сопровождается некоторым увеличением гумусированности почв, что приводит к повышению емкости поглощения почв. Однако, органические соединения куриного помета имеют меньшую селективность к кальцию, по сравнению с магнием, чем гумус почв. В связи с указанным, в почвах, где длительное время применялся птичий помет уменьшено отношение поглощенных кальция и магния, что нарушает Ca-Mg равновесие в почвах.

По полученным данным, внесение повышенных доз птичьего помета в дерново-подзолистые почвы привело к нейтрализации кислотности почв, к изменению буферной емкости почв в кислотно-основном интервале. Однако, при увеличении содержания органического вещества в почве существенного увеличения гидролитической кислотности не произошло. Информативными показателями, характеризующими загрязнение почв птичьим пометом, оказались коэффициенты корреляции рН = f(V%); pH = f(Ca, Mg); pH = f(Hг); V% = f(Ca, Mg, Hг), разность рН(Н2О) - рН(КС1), наличие комплексообразующей способности у почвенных растворов. Частичное диспергирование почв, увеличение в составе ППК доли Fe2+, NH4+ требует корректировки в расчете доз извести на почвах, где вносятся повышенные дозы птичьего помета. Изменился фракционный состав кислотно-основных систем почв, разница рН(Н2О) - рН(КС1), величина суспензионного эффекта, буферность в кислотно-основном интервале, зависимость V% = f(pH).

Величина рН, в основном, прямо пропорционально связана с содержанием гумуса, суммой поглощенных оснований и обратно пропорциональна с гидролитической кислотностью. Это иллюстрируют данные следующей таблицы.

Таблица 7

Уравнения регрессии связи рН и физико-химических свойств почв

n	Уравнения регрессии	R	F
0-223 224-447 447-664	рН = 5,9 - 0,47Нг + 0,08Г + 0,04Са - 0,03Mg рН = 5,7 - 0,42Нг + 0,22Г + 0,07Са + 0,02Mg рН = 5,9 - 0,5Нг + 0,15Г + 0,01Са + 0,09Mg	0,7 0,7 0,48	65,6 71,7 16,3

Внесение в почву высоких доз органических удобрений на основе птичьего помета (эквивалентного большему содержанию Р2О5 в почве) приводит к уменьшению тесноты связи степени насыщенности основаниями и рН, а также к изменению взаимосвязей рН с другими свойствами почв.

Так, при содержании подвижных форм Р2О5 больше 500 мг/кг коэффициенты корреляции степени насыщенности основаниями и рН почв составляли в основном 0,16-0,44, а при содержании Р2О5 меньше 500 мг/кг эти коэффициенты были равны, в основном, 0,78-0,96.

IV.1.5. Изменение состояния тяжелых металлов в почвах при внесении в них помета

По полученным данным, длительное применение повышенных доз птичьего помета в почвах Московской области не привело к повышению концентрации тяжелых металлов выше ПДК. Однако наблюдающееся при внесении помета увеличение комплексообразующей способности почвенных растворов увеличило долю подвижных соединений тяжелых металлов, связанных в органно-минеральные комплексы. Это подтверждается и увеличением доли комплексных отрицательно заряженных соединений тяжелых металлов в почвах. По полученным данным, тяжелые металлы содержатся и в испарениях из почв, загрязненных ими. Возрастающее загрязнение водной среды тяжелыми металлами при применении высоких доз птичьего помета вызывает ухудшение экологической ситуации.

По полученным данным, для подвижных форм тяжелых металлов отмечалось элювиально-иллювиальное их распределение по профилю с минимумом в горизонте А2 и 2 максимумами в горизонте Ап и В1.

Развитие дернового процесса почвообразования увеличивало накопление тяжелых металлов в верхнем слое почв; развитие оподзаливания приводило к вымыванию тяжелых металлов в горизонт В.

Применение высоких доз птичьего помета приводит к увеличению содержания водорастворимых и подвижных форм соединений тяжелых металлов в почвах. Это обусловлено как поступлением тяжелых металлов в почву с высокими дозами органических удобрений, так и явлениями комплексообразования, увеличивающими растворимость и подвижность имеющихся в почве осадков тяжелых металлов, их комплексов, усилением процессов ионного обмена тяжелых металлов из ППК на катионы почвенного раствора, в связи с образованием комплексов тяжелых металлов с лигандами - комплексонами водорастворимого органического вещества помета. Это подтверждается данными следующей таблицы.

Таблица 8

Зависимость вытеснения Fe, Cu, Zn из почв от комплексообразующей способности десорбента (рКН)

Зависимость	Уравнение регрессии	Индекс корреляции
Fe = f(pKн)	Y = 0,166 + 1,18x	0,98
Cu = f(pKн)	Y = 0,034 + 1,08x	0,58
Zn = f(pKн)	Y = 0,10 + 1,15x	0,78

В модельных опытах внесение в почвы высоких доз помета приводило к существенному увеличению подвижности тяжелых металлов в почве.Таблица 9

Влияние высоких доз помета на содержание водорастворимых форм

тяжелых металлов в почве, мг/л

Доза помета с опилками, %	Zn	Cu	Fe
2 20-30	0,06±0,01 0,59±0,05	0,06±0,01 0,28±0,03	0,11±0,03 0,37±0,06

Содержание подвижных форм тяжелых металлов (в СН3СООNH4 c pH = 4,8) также возрастало от 5,1 мг/кг железу до 22,5, от 2,6 по цинку до 4,1; от 0,1 по меди до 0,3; от 0,4 по свинцу до 0,5 мг/кг.

Отмечается их элювиально-иллювиальное распределение по профилю, обусловленное проявлением подзолообразования. Так, содержание подвижных форм в горизонтах Ап и В составляло при применении высокой дозы помета Fe - 21,8 и 29,1 мг/кг; Zn - 0,9 и 1,4; Pb - 0,3 и 0,6 мг/кг.

При обобщении данных по содержанию тяжелых металлов в почвах птицеводческих хозяйств установлены достоверные связи их подвижности с рН, суммой поглощенных оснований, степенью гумусированности и менее значимые связи с содержанием Р2О5, что свидетельствует об отсутствии образования осадков.

Таблица 10

Зависимость содержания подвижных форм тяжелых металлов от свойств почв (для ППЗ «Смена»), n = 61 У = f (Г)·(S)·(pH)·(P2O5)

Элемент	Уравнения регрессии	r	F
Ni Cu Zn Pb	У = 1,52 + 1,69Г + 0,03S + 0,34pH - 0,002P У = 0,96 + 0,85Г + 0,24S + 0,13pH + 0,0005P У = 4,74 + 4,39Г + 1,89S - 0,14pH - 0,001P У = 1,51 + 1,51Г + 0,36S + 0,29pH - 0,002P	0,74 0,80 0,73 0,85	16,8 24,2 15,8 35,6

Таким образом, внесение больших доз органических удобрений на основе птичьего помета (более 400 т/га) увеличивает содержание подвижных и водорастворимых форм тяжелых металлов в почвах. При этом увеличение подвижности тяжелых металлов в почвах обусловлено не только их поступлением в почву с органическими удобрениями, но и образованием комплексов с водорастворимыми лигандами органических удобрений.

При развитии дернового процесса почвообразования отмечалось увеличение накопления тяжелых металлов в верхнем слое почв, а при развитии подзолообразования - 2 пика накопления в А1 и в В.

Образование комплексных органоминеральных соединений поливалентных металлов повышает растворимость их осадков и в большинстве случаев миграцию в грунтовые воды. Однако, поступление этих комплексов в растения зависит от их заряда и молекулярной массы. В растениях в процессах метаболизма комплексы участвуют в конкурирующем комплексообразовании. При этом органические лиганды могут связывать отдельные катионы, необходимые для жизнедеятельности растений и вызывать угнетение роста. Поливалентные металлы, в свою очередь, могут связывать лиганды, образующиеся в процессах метаболизма, и также ингибировать растения.

Возможны варианты, когда комплексное соединение тяжелого металла с лигандом водорастворимого органического вещества почв более токсично, чем ионная форма металла, не связанного в комплекс.

По полученным данным, энергетическая оценка влияния тяжелых металлов на компоненты агрофитоценоза при увеличении их содержания определяется уменьшением микробиологической активности (энергии, заключенной в микроорганизмах) и биопродуктивности (энергии, заключенной в биомассе и гумусе). Информационная оценка содержания тяжелых металлов в почвах при высоких дозах помета определяется изменением соотношения отдельных групп микроорганизмов и процессов трансформации растительных остатков, изменением процессов ионного обмена, осадкообразования в почвах и процессов метаболизма в растениях.

Разработаны алгоритмы и математическое описание прогноза изменения состояния поливалентных катионов в почвах Московской области в зависимости от гранулометрического состава, рН, степени гумусированности, рельефа, климата, степени загрязнения водной и воздушной среды. Разработаны алгоритмы для уточнения оптимумов и ПДК содержания поливалентных катионов в почвах в зависимости от свойств почв, уровня интенсификации производства, внешних факторов.

IV.1.6. Изменение водно-физических свойств почв при внесении в них помета

По полученным данным, применение высоких доз помета в земледелии вызывает увеличение влагоемкости почв, уменьшение прочности связи воды в почвах среднесуглинистого и тяжелосуглинистого гранулометрического состава, избыточное уплотнение этих почв. Данные калориметрии и использование термоиндикаторных пленок показали существенное изменение при внесении в почвы высоких доз птичьего помета теплоты смачивания. Данные дериватографии и инфракрасной спектроскопии показали при этом изменение прочности связи воды с почвой. Внесение в почву гидрофобных продуктов уменьшило поверхностное натяжение почвенной влаги и изменило испаряемость. С агрономической и экологической точек зрения, неблагоприятно, как повышение при этом плотности почв, так и частичная потеря оструктуренности.

IV.1.7. Изменение микробиологической активности почв при внесении в них помета

Проведенные исследования микробиологической активности почв при внесении в них высоких доз птичьего помета показали загрязнение почв патогенными микроорганизмами в первый год внесения помета и постепенную оптимизацию экологической обстановки, обусловленную антипатогенной функцией почв в единицах известных антибиотиков. Через 3-4 года после внесения помета в почву на высоком уровне отмечалось содержание термофильных микроорганизмов, при отсутствии патогенов. Внесение куриного помета в почву привело и к изменению соотношения отдельных групп актиномицетов в почвах. При этом инактивация патогенных микроорганизмов в почвах была пропорциональна их антипатогенной функции, зависела от свойств почв, климатических условий. Инактивация патогенов бала более эффективной при термофильном компостировании, при обработке помета СВЧ и ультразвуковым излучением.

По полученным данным, внесение в почвы помета увеличило разнообразие актиномицетов, существенно изменило соотношение отдельных групп. Как следствие, это привело к изменению информационных и энергетических характеристик почв.

IV.1.8. Изменение структурных взаимосвязей между свойствами почв при внесении в них помета

Почва имеет существенные взаимосвязи между всеми компонентами по горизонтали и по вертикали, в пространстве и во времени, на разных иерархических уровнях. При этом проявляются прямые и ступенчатые (последовательные) взаимосвязи с эффектами эмерджентности, синергизма и антагонизма. С нашей точки зрения, эволюция почв может идти альтернативными путями (синергетически) с изменения векторов изменения на разных этапах процесса.

Выяснение структурных взаимосвязей между свойствами почв Московской области при внесении в них высоких доз птичьего помета показало, что внесение высоких доз органических удобрений приводит не только к изменению вещественного состава, но и к изменению информационных характеристик почв.

Взаимосвязи между свойствами почв меняются в зависимости от содержания в почвах подвижных фосфатов. Так, в интервале содержания Р2О5 меньше 500 мг/кг коэффициенты корреляции К2О = f(гумус); K2O = f(P2O5) P2O5 = f(гумус) составили соответственно 0,36±0,06; 0,33±0,06 и 0,32±0,04. В интервале Р2О5 больше 500 мг/кг коэффициенты корреляции для указанных зависимостей были равны 0,31±0,06; 0,60±0,05 и 0,37±0,06. Сумма коэффициентов корреляции без знака при содержании Р2О5 < 500 мг/кг составляла 1,01, а при содержании Р2О5 > 500 мг/кг - 1,28. Полученные данные свидетельствуют об отсутствии деградации исследуемых почв при содержании в них фосфатов до 1250 мг/кг.

По полученным данным, зависимость содержания в почвах Р2О5 от рН в большей степени была выражена для почв более легкого гранулометрического состава, при больших интервалах рН и меньшем содержании подвижных фосфатов. Взаимосвязи между свойствами почв изменялись для почв разного гранулометрического состава и в разных интервалах содержания в почвах подвижных фосфатов.

В проведенных исследованиях по статистической обработке анализов почв птицеводческих хозяйств Московской области и данных модельных опытов установлено следующее. 1. Внесение высоких доз птичьего помета приводит к значительному накоплению в почвах подвижных фосфатов (до 1500 мг/кг), к меньшему накоплению подвижного калия (до 450 мг/кг) и гумуса (до 4%). Это обусловлено тем, что фосфор слабо мигрирует в почвах, калий вымывается за пределы почвенного профиля, а поступающие в почву органические продукты в значительной степени минерализуются. 2. В проведенных исследованиях установлена прямая связь наличия в почвах фосфора, калия и гумуса. 3. Данные статистической обработки данных агрохимической службы по 640 образцам показали, что регрессионные зависимости взаимосвязей свойств почв изменяются в зависимости от гранулометрического состава почв, климатических условий (агроклиматических районов Московской области), типа почв (степени гумусированности и емкости поглощения почв), от интервалов обогащения почв Р2О5. 4. Регрессионные зависимости взаимосвязей свойств почв и коэффициенты парной корреляции изменяются в зависимости от величины выборки 50-600 образцов, т.к. при этом в выборки входят разные группы почв. 5. Структурные взаимосвязи между свойствами почв при внесении высоких доз птичьего помета отличаются от связей, характерных для моделей плодородия почв, и могут использоваться для характеристики степени окультуривания и степени деградации почв. 6. Для оценки устойчивости почв к деградации предлагается вычисление суммы коэффициентов корреляции без знака для равного числа сравниваемых взаимосвязей свойств почв. 7. Различные взаимосвязи между свойствами почв при применении помета наиболее корректно описывались и определенными математическими уравнениями. По полученным данным взаимосвязь содержания подвижных фосфатов и органического вещества почв лучше описывается уравнениями: У = А + ВХ; У = 1/(А+ВХ); У = А/(В+Х); У = А + ВХn. Для дерново-подзолистых почв корреляция содержания Р2О5 с содержанием органического вещества была выше при большем содержании фосфатов. Регрессионная зависимость содержания подвижных фосфатов от рН была больше выражена для почв более легкого гранулометрического состава, при больших интервалах рН и меньшем содержании подвижных фосфатов. В изученных почвах величина рН прямо пропорциональна содержанию обменных кальция и магния, гумусированности и обратно пропорциональна гидролитической кислотности. Зависимости степени насыщенности основаниями от рН положительные, степени насыщенности основаниями и рН от гидролитической кислотности - отрицательные. 8. Достаточно высокие коэффициенты корреляции между агрохимическими и физико-химическими свойствами почв с высоким содержанием К2О, Р2О5 свидетельствуют об отсутствии деградации почв при использовании принятых в хозяйствах доз птичьего помета. По полученным данным, внесение в течение значительного времени умеренных доз птичьего помета в почву привело по данным анализов почв 17 птицеводческих хозяйств Московской области (Седых В.А., Ермаков А.А., 2011) к увеличению гумусированности почв, обеспеченности их подвижными формами фосфора и калия, к некоторому повышению суммы поглощенных оснований и рН, к повышению балла почв. При этом содержание в почвах подвижных форм тяжелых металлов не достигало критических значений, т.е. развивается дерновый процесс почвообразования и происходит окультуривание почв. По данным статистических отчетов по состоянию сельского хозяйства в Московской области это сопровождается и повышением урожая с/х культур. 9. Почва переходит на новый энергетический уровень. Изменяются структурные взаимосвязи между свойствами почв. Например, связь подвижных фосфатов с гумусом и другими физико-химическими и агрохимическими свойствами; зависимость кислотно-основного равновесия почв от содержания органического вещества. Предлагается оценивать отличие структурных взаимосвязей в исследуемых почвах от связей в модели плодородия почв, как характеристику степени плодородия или деградации почв.

...