Презентация на тему: 13 марта 2012 года

13 марта 2012 года
13 марта 2012 года
ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ УГЛЕРОДА
13 марта 2012 года
13 марта 2012 года
13 марта 2012 года
13 марта 2012 года
Биологический круговорот веществ (в ц на 1 га)
13 марта 2012 года
КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ПОЧВЫ
Номенклатурная схема органического вещества почвы
Неспецифические соединения
Роль неспецифических соединений
Гуминовые вещества (ГВ)
13 марта 2012 года
13 марта 2012 года
Состав гумуса
Запасы гумуса (по И.В.Тюрину) т/га.
Гуминовые кислоты:
Спектр ЯМР С 13 ГК
Вероятная структура ГК
13 марта 2012 года
Зависимость физиологической активности от времени инкубации почвы
Гуминовые стимуляторы
Основные области применения ГП.
Фульвокислоты (ФК)
Гумин
Кинетическая теория гумификации
13 марта 2012 года
Главные причины потерь гумуса пахотными почвами
13 марта 2012 года
Окультуривание и минерализация пахотного горизонта
13 марта 2012 года
Спектры ЯМР С 13 ГК дерново-подзолистых почв
Методы поддержания оптимального гумусового состояния почв
1/35
Средняя оценка: 4.0/5 (всего оценок: 18)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (3882 Кб)
1

Первый слайд презентации: 13 марта 2012 года

Почвоведение Романов Олег Васильевич доцент кафедры почвоведения и экологии почв Биолого-почвенного факультета Санкт-Петербургского государственного университета, кандидат биологических наук. 13 марта 2012 года

Изображение слайда
2

Слайд 2

Органическое вещество почв

Изображение слайда
3

Слайд 3: ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ УГЛЕРОДА

Масса органического вещества в подстилке и минеральных горизонтах почв Земли в три раза больше, чем масса всей наземной биоты.

Изображение слайда
4

Слайд 4

Изображение слайда
5

Слайд 5

Россия – один из главнейших резерватов углерода на земном шаре. Доля России в площади суши 11,3% или 1/8 часть обитаемой суши. В почвах и торфах России содержится 500-600 млрд.т. гумуса, что составляет около 1/4 его мировых запасов. В торфе болот и заболоченных земель сосредоточено 113,5 млрд т. биогенного углерода (Вомперский и др., 1994).

Изображение слайда
6

Слайд 6

Органическое вещество почв - один из главных источников эмиссии парниковых газов в атмосферу планеты. Ежегодная эмиссия СО 2 из почв составляет около 5% от общего количества органического вещества почвы, что в 10 раз больше всей антропогенной эмиссии. Ежегодный сток углерода в наземных экосистемах России 5±0,5 млрд. т, что составляет 10% от глобального стока. Леса южнотаёжного типа на территории Европейской части Росси превышают площадь всех лесов на территории зарубежной Европы.

Изображение слайда
7

Слайд 7

Проблема органического вещества почв всегда занимала одно из центральных мест в теоретическом и прикладном почвоведении. Постулат В.В. Пономаревой: Типы почвообразования - синонимы типов гумусообразования или общего цикла превращения органических остатков растений. Содержание, запасы и состав гумуса относятся к числу важнейших показателей, определяющих все агрономически ценные свойства почв. Они же используются при решении задач классификации и диагностики почв. В высокоинтенсивных агротехнологиях особо важна способность гумуса снимать отрицательное действие на растение высоких и сверхвысоких доз минеральных удобрений. Обогащенная гумусом система почва-растение более устойчива по отношению к внешним факторам (погодные условия, дефицит удобрений и др.), что резко повышает устойчивость земледелия.

Изображение слайда
8

Слайд 8: Биологический круговорот веществ (в ц на 1 га)

Изображение слайда
9

Слайд 9

Гумификация: универсальный механизм трансформации органических остатков в разных природных средах; сохраняет баланс между минерализацией и консервацией органических остатков, необходимый для стабильного существования современных форм биоты и устойчивого функционирования биосферы; единство «живого и гумуса» (по В.И.Вернадскому) Различие понятий гумификации и гумусообразования. Гумификация – практически во всех сферах земного шара кроме атмосферы. Гумусообразование - специфически почвенный процесс гумификации, происходящий при одновременном присутствии микрофлоры и тонкодисперсной минеральной части.

Изображение слайда
10

Слайд 10: КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ПОЧВЫ

Органическая часть почвы включает вещества, относящиеся по химическому составу и строению к различным классам соединений. Наибольшее значение среди них имеют специфические вещества, а также неспецифическая часть: лигнины, флавоноиды, белки, углеводы, липиды, воска, смолы, нуклеиновые кислоты. Кроме того, в почвах всегда присутствуют промежуточные продукты трансформации. Количественное содержание отдельных соединений или групп соединений меняется от целых, процентов до следовых количеств, однако качественный и количественный состав органической части почвы закономерно обусловлен факторами почвообразования.

Изображение слайда
11

Слайд 11: Номенклатурная схема органического вещества почвы

Изображение слайда
12

Слайд 12: Неспецифические соединения

Это вещества индивидуального строения, поступающие в почву из разлагающихся растительных и животных остатков, с корневыми выделениями и т. п. (лигнин, целлюлоза, протеины, аминокислоты, моносахариды, воска, жирные кислоты и др.) Одни и те же вещества, например аминокислоты, могут находиться в почве в свободном состоянии и входить в состав сложных веществ биологического происхождения (белков) или в состав гумусовых кислот. НО! К неспецифическим веществам относятся только те компоненты, которые присутствуют в почве в свободном виде или в составе более сложных веществ растительного или животного происхождения, но не входят в состав гумусовых кислот.

Изображение слайда
13

Слайд 13: Роль неспецифических соединений

Источник органических компонентов для формирования макромолекул специфических гуминовых веществ. Могут участвовать в процессе фрагментарного обновления гумусовых веществ, включаясь в состав их молекул. Могут высвобождаться в результате ферментативного или гидролитического расщепления гуминовых веществ. Преобладающая часть неспецифических соединений легко усваиваются и разлагаются микроорганизмами и являются активной частью органического вещества почв.

Изображение слайда
14

Слайд 14: Гуминовые вещества (ГВ)

особый класс природных соединений, в корне отличающийся как от органических соединений биоты, так и от минеральных компонентов биосферы, (по В.И.Вернадскому); наиболее естественная и термодинамически устойчивая форма аккумуляции органических веществ в биосфере и геосфере; тотальный биохимический медиатор межфазных взаимодействий в почве, покрывающий поверхность контакта живого и косного материала, био и литосферы; огромный биологический потенциал ГВ делает их своего рода АТФ биосферы.

Изображение слайда
15

Слайд 15

Важнейшие биосферные функции ГВ: - аккумулятивная: накопление энергии и элементов-фитонутриентов углерода, азота, фосфора, микроэлементов; - трофическая: источник легкоминерализуемого энергетического материала и питательных элементов-фитонутриентов: углерода, азота, фосфора и микроэлементов; - регуляторно-информационная: - структурная организация почвенной массы; - водно-физические свойства почв; - корневое питание растений; - органо-минеральные и межфазные взаимодействия тонкодисперсных фракций почвы; - состав и буферность почвенного раствора, природн. вод; - тепловой режим почв.

Изображение слайда
16

Слайд 16

- физиологическая: - - прямая стимуляция роста и развития растений; - - стимуляция прикорневой и симбиотической микрофлоры; - - мембранотропное действие; - стимуляция мембранного транспорта питательных элементов; - биопротекторная: - - иммобилизация и инактивация ксенобиотиков; - - стимуляция адаптивных реакций биоты в неблагоприятных условиях.

Изображение слайда
17

Слайд 17: Состав гумуса

Неспецифическая часть – вещества известной природы (белки, углеводы, липиды, смолы, дубильные вещества и др.) Специфическая часть – гуминовые вещества (гуминовые, фульвокислоты, гумин).

Изображение слайда
18

Слайд 18: Запасы гумуса (по И.В.Тюрину) т/га

Изображение слайда
19

Слайд 19: Гуминовые кислоты:

Высокомолекулярные азотсодержашие органические кислоты. Тёмно-бурый и чёрный цвет. Ядерная и периферическая часть. Хорошо растворимы в щелочах и нерастворимы в воде. Не мигрируют. Функциональные группы: карбоксильные от 250 до 500 м-экв на 100 г. Фенолгидроксильные – 100–300 г-экв на 100 г почвы. Размер молекул до нескольких сотен тысяч Дальтон. В растворах препаратов молекулы сферической формы 30-80 А. Образуют ассоциаты. ППК, структура.

Изображение слайда
20

Слайд 20: Спектр ЯМР С 13 ГК

Изображение слайда
21

Слайд 21: Вероятная структура ГК

Изображение слайда
22

Слайд 22

Изменение величины валовой первичной продукции (А) Chlorella vulgaris под действием гуминовых препаратов (% прироста показателя относительно контроля) Валовая первичная продукция водорослей (А) – совокупность новообразованных при фотосинтезе веществ, т.е. результат “истинного фотосинтеза”

Изображение слайда
23

Слайд 23: Зависимость физиологической активности от времени инкубации почвы

Изображение слайда
24

Слайд 24: Гуминовые стимуляторы

Рост производства гуминовых препаратов (ГП) и резкое расширение круга их применения. Производство ГП в России 2004 г. около 2 тыс т. Прогноз на 2005-2006 г. - до 5-6 тыс.т. ГП применяют на 3 млн. га (около 3% существующих с/х. угодий). Применение ГП в сельском хозяйстве может повысить его продуктивность до 30%. Гуматизированные минеральные удобрения.

Изображение слайда
25

Слайд 25: Основные области применения ГП

Предпосевная обработка семян - стимуляция прорастания и защита от болезней. Стимуляция роста и развития растений, биопротекторная функция. Гуматизированные минеральные удобрения (в т.ч. микроэлементные) оптимальные для растений формы. Биологически активная пищевая добавка в рационах скота и птицы. Использование в технологических циклах промышленности и горнодобывающих отраслей. Экопротекторное использование ГП (иммобилизация и инактивация экотоксикантов, ремедиация загрязненных почв и вод, интенсификация переработки промышленных отходов, утилизация нефтяных загрязнений). Медицина – ГП как антифунгальные препараты, (превосходящие традиционные), противоопухолевые и антиоксидантные препараты.

Изображение слайда
26

Слайд 26: Фульвокислоты (ФК)

Менее высокомолекулярные азотсодержашие органические кислоты. Растворимы в щелочах и воде. Светло-бурые или соломенно-желтые. Легко мигрируют по профилю и за его пределы. Функциональные группы – до 800 - 1000 мг-экв на 100 г. Молекулярная масса от 200-300 до нескольких десятков тысяч Дальтон. Преобладают алифатические структуры. Водный раствор очень кислый – рН=2,6 – 2,8. Участвуют в разрушении минеральной части почвы.

Изображение слайда
27

Слайд 27: Гумин

На X Международном конгрессе почвоведов было рекомендовано термин «гумин» заменить на «негидролизуемый остаток». Это та часть органического вещества, которую не удается извлечь из почвы растворами кислот, щелочей или органическими растворителями. Перевести ее в раствор удается только после разрушения силикатной части почвы (обработка почвы HF). Негидролизуемый остаток почвенного гумуса включает ряд групп веществ: гумусовые кислоты, прочно связанные с минеральной частью, декарбоксилированные гуминовые вещества, утратившие способность растворяться в щелочах, неспецифические и нерастворимые органические соединения; вероятно присутствие остатков, не утративших анатомического строения (обломки хитинного покрова насекомых).

Изображение слайда
28

Слайд 28: Кинетическая теория гумификации

Изображение слайда
29

Слайд 29

Функции ГВ в формировании почвенного плодородия: агрономически ценная структура благоприятный водно-воздушный режим, оптитимизация теплового режима (улучшение прогреваемости), высокая емкость катионного обмена, кислотно-основная буферность почв и др. Оптимальное гумусное состояние почв: обеспечивает получение запланированного урожая (при условии соблюдения максимально эффективной агротехники). максимальная устойчивость к действию разрушающих факторов (эрозии, дефляции) и других процессов, снижающих ее плодородие. Распашка - потеря гумуса, если не предусматривается внесение органических удобрений.

Изображение слайда
30

Слайд 30: Главные причины потерь гумуса пахотными почвами

Дефицитный характер биологического круговорота при смене естественного биоценоза агроценозом. Усиление минерализации органического вещества в результате интенсивной обработки и повышения степени аэрации почв. Разложение и биодеградация гумуса под влиянием физиологически кислых удобрений и активизации микрофлоры за счет вносимых удобрений. Усиление минерализации гумуса в результате осушительных мероприятии переувлажненных почв. Этот процесс наблюдается не только при осушении торфяных почв, но и на глеевых вариантах дерново-подзолистых почв. Эрозионные потери - их размеры очень велики и могут существенно превышать потери в результате других причин.

Изображение слайда
31

Слайд 31

Основные этапы эволюции гумуса в почвах. На первых этапах развития почвы гумус накапливается довольно быстро. Затем скорость падает, и почва постепенно приближается к стационарному состоянию, когда содержание и запасы гумуса могут оставаться неизменными неопределенно долгое время.

Изображение слайда
32

Слайд 32: Окультуривание и минерализация пахотного горизонта

Изображение слайда
33

Слайд 33

Изображение слайда
34

Слайд 34: Спектры ЯМР С 13 ГК дерново-подзолистых почв

Изображение слайда
35

Последний слайд презентации: 13 марта 2012 года: Методы поддержания оптимального гумусового состояния почв

Внесение органических удобрений Обеспечение максимальной трансформации органических удобрений в гуминовые вещества и их закрепление в почвенном профиле. Известкование. Запахивание органических удобрений и пожнивных остатков. Оптимизация теплового режима почв. Внесение сбалансированных доз минеральных удобрений - увеличение количества пожнивных остатков. Борьба с эрозией.

Изображение слайда