Abstract

The paper provides an assessment of physical and chemical changes of humus substances in the sludge-colloidal fraction, isolated from the sod-podsolic sandy loamy soil, during its interaction with the diatomite rock of the Inzen deposit in conditions of agro ecosystem of the Nizhny Novgorod Region. The experience was a 3-year (2015-2017) microfield experiment, laid down on one of the fields of Elitkhoz. The diatomite was added to soil once during the summer season of 2014 in doses of 3, 6 and 12 t/ha, on which winter wheat, barley and peas were subsequently grown (varieties are zoned in the Volga-Viatskiy Region). Each year, upon completion of crop cultivation, a silo-colloidal fraction was isolated from selected soil samples by the Kachinsky gravimetric method and analyzed on an IR-Fourier-spectrometer, determining absorption spectra in frequency range of 4000-400 cm-. In soil samples the content of specific organic substance (humus) was also determined by the Thurin method with spectrophotometric termination. The studies revealed that interaction of diatomite with the organic soil matrix resulted in organosilanes RnSiH4-n (930 cm-), organosilanes oxygen-free Si-CH3 (1253 cm-) and oxygen-containing compounds Si-O-CH3 (1110 cm-), as well as siloxane bonds of Si-O-Si (570 cm-). The obtained facts directly indicate formation of silicon-containing organo-mineral complexes in sludge-colloidal fraction and participation of silicon in their formation. It is evident that an active diatomite represented by various silicon acids (HnSiOm) was involved in formation of these bonds. The use of diatomite has helped to maintain content of humus substances in soil at the control level, which can also confirm effects of interaction of silicon substances with organic part and, as a result, prevent its degradation. Based on the obtained results and analysis of scientific literature, a mechanism is proposed for possible physical-chemical interaction of active silicon substances with an organic component of the sludge-colloidal fraction of the sod-podsolic soil, which consists in polymerization of silicon on organo-mineral complexes (bonds -Si-O-Si-), as well as in interaction of the hydrolyzed part of humus substances with silicon with subsequent formation of organosilanes, which are subsequently connected with an organic Si-O-CH3 matrix. Due to the fact that organic matter of soils is involved in the formation of ecological stability of soil cover the established effects make it possible to speak about the increase of agro ecological stability of humus substances in sod-podsolic soil due to the use of diatomite rocks.

Highlights

  • В работе дана оценка физико-химических изменений гумусовых веществ в илово-коллоидной фракции, выделенной из дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы, при ее взаимодействии с диатомовой породой Инзенского месторождения в условиях агроэкосистемы Нижегородской области

  • Ежегодные исследования свидетельствуют о том, что в регионе нет устойчивой тенденции по снижению техно-

Read more

Summary

Общая биология

В работе дана оценка физико-химических изменений гумусовых веществ в илово-коллоидной фракции, выделенной из дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы, при ее взаимодействии с диатомовой породой Инзенского месторождения в условиях агроэкосистемы Нижегородской области. На основе полученных результатов и анализа научной литературы предложен механизм возможного физико-химического взаимодействия активных кремниевых веществ с органической составляющей илово-коллодиной фракции дерновоподзолистой почвы, который заключается в полимеризации кремния на органо-минеральных комплексах (связи -Si-O-Si-), а также во взаимодействии гидролизуемой части гумусовых веществ с кремнием с последующим образованием органосиланов, которые впоследствии соединяются с органической матрицей через связи Si-O-CH3. Целью работы явилось изучение влияния диатомита на статус гумусовых веществ в илово-коллоидной фракции дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы на основе ИК-спектрального анализа с последующим определением потенциала стабилизации почвенного органического вещества и выявления возможного механизма органо-минерального взаимодействия в системе «почва-порода». Таблица 1 – Обобщенный химический состав диатомовой породы Инзенского месторождения [24]

Форма соединения в породе
Результаты исследований и их обсуждение
Интенсивность поглощения
Неорганические вещества
РАЗЛИЧНОГО АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ГОРОДОВ САРАНСК И ИНСАР

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.