Минерализация и гумификация органических удобрений

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.

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

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.

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

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, %

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.

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)

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.