СОКРАЩЕНИЯ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. Биогеохимический цикл углерода и биологическая активность 6
1.1. Биогеохимический цикл углерода 6
1.2. Биологическая активность почв 8
1.3. Эмиссия СО2 с поверхности различных почв России за вегетационный
период 9
ГЛАВА 2. Биоуголь 13
2.1. Технологии получения биоугля 14
2.2. Отходы от производства продуктов из яблок 17
2.2.1. Пектин из яблочных отходов 18
2.2.2. Получение яблочного порошка из яблочных отходов 19
ГЛАВА 3. Объекты 20
3.1. Почва 20
3.2 Биоуголь 23
3.3. Закладка лабораторного эксперимента 24
ГЛАВА 4. Методы 26
4.1 Химические свойства почвы 26
4.2 Биологические свойства почвы: 26
ГЛАВА 5. Полученные результаты 29
5.1 Базальное дыхание почвы при различных дозах биоугля 29
5.2 Субстрат-индуцированное дыхание почвы при различных дозах биоугля 33
5.3. Углерод микробной биомассы в почве с различными дозами биоугля ... 37
5.4. Коэффициент микробного дыхания в почве с различными дозами
биоугля 40
5.5 Эмиссия С-СО2 в почве с различными дозами биоугля 44
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 54
ПРИЛОЖЕНИЕ А 57
Показатели биологического состояния почв играют существенную роль в экологической оценке земель нашей планеты. Микроорганизмы, обладая большим видовым разнообразием и исключительной чувствительностью к воздействию различных агротехнических приемов, в частности, таких как внесение различных видов и доз мелиорантов и удобрений, могут служить хорошими индикаторами состояния экосистемы [13]. В качестве основы биологических индикаторов часто используются: базальное дыхание почвы, содержание углерода биомассы микроорганизмов, микробиологическую активность, отношение микробного углерода к общему содержания углерода в почве, метаболическое частное - qCO2 и эмиссия СО2 [14].
Наблюдаемое изменение климата сопряжено с необратимыми последствиями для окружающей среды и несет риски обеспечения безопасности и устойчивого развития [9]. Для минимизации этих рисков научное мировое сообщество изыскивает способы по снижению углеродного следа и предлагает различные отходы лесного и сельского хозяйства конвертировать в биоуголь [27]. Получают данный продукт из органической биомассы пиролизным способом без доступа кислорода. Особое внимание уделяется отходам деревообработки, сельскохозяйственным отходам, иловым осадкам, хранение которых в течение длительного времени может нарушить экологическое состояние среды, особенно при сжигании открытым способом [21].
Процесс пиролиза удваивает содержание углерода в исходном материале и переводит этот углерод в устойчивые ароматические соединения. Минерализация биоугля в почве происходит медленно. Секвестрация органического углерода (до десятков и сотен лет) в почве существенно снижает скорость, с которой поглощённый растениями в ходе фотосинтеза углерод возвращается в атмосферу [24]...
1. Установлено, что биологическая активность дерново -подзолистой почвы существенно зависела от степени окультуренности. Базальное дыхание среднеокультуренной дерново-подзолистой почвы, в средне, в 1,6 раза ниже, чем в высокоокультуренной почве.
Максимальное количество СО2 в среднеокультуренной почве отмечалось на 3 сутки эксперимента, тогда как в высококультуренной почве - в первые сутки, с дальнейшем падением активности к концу эксперимента.
С увеличением дозы биоугля из яблочного жмыха от 10 до 30 т/га, как в почве со средней, так и высокой степенью окультуренности, базальное дыхание возрастало на 11, 12 и 13%, соответственно, по сравнению с
контролем. Существенные различия по биологической активности почвы отмечены только между контрольным вариантом и вариантом почвы с внесением дозы биоугля из расчета 30 т/га.
2. Определено, что субстрат-индуцированное дыхание дерново-подзолистой супесчаной почвы при внесении различных доз биоугля из яблочного жмыха в среднеокультуренной почве возрастало в среднем в 4 раза, а в высокоокультуренной почве в 6 раз, по сравнению с базальным дыханием соответствующих вариантов почвы. Тенденция увеличения СИД с увеличением дозы вносимого биоугля сохранилась и составляла 11, 12 и 13%, по сравнению с контролем.
3. Выявлено, что внесение биоугля увеличивало содержание углерода микробной биомассы (Смик) в почве с разной степенью окультуренности. Как в почве со средней, так и с высокой степенью окультуренности внесение дозы 10 т/га увеличивало количество микробных клеток в 1,1 раза по сравнению с контролем, тогда как внесение 20 и 30 т/га - в 1,2 и 1, 3 раза, соответственно. Существенные различия (p<0,05) по данному показателю установлены только в высокоокультуренной почве между вариантами контрольной почвы и внесение дозы биоугля 30 т/га...
