Влияние гуматов калия, ксантановой камеди и бинарных композиций на их основе на свойства дерново-подзолистой почвы в модельных экспериментах

Аннотация

Цель исследования. Оценить влияние бинарных композиций на основе гетерофункционального полисахарида ксантановой камеди (КК) и трех видов гуминовых продуктов (ГП) на противоэрозионные, водоудерживающие и детоксицирующие свойства дерново-среднеподзолистой почвы в серии модельных экспериментов, в том числе с загрязнением тяжелыми металлами (ТМ), и выявить их потенциал как почвенных мелиорантов в сравнении с индивидуальными полимерами.

Место и время проведения. Исследования проводили в условиях модельных экспериментов в 2024 г.; использовали пахотный горизонт дерново-среднеподзолистой супесчаной несмытой почвы на покровном суглинке (Московская область).

Методы. Использованы четыре биополимера: КК и три ГП: «Сахалинский гумат» из угля (СГ), «Торфогель» из торфа (ТГ) и «Лигногумат» из лигносульфоната (ЛГ), а также их комбинации. Исследования проводили при двух способах обработки почвы полимерными рецептурами: разбрызгиванием растворов на поверхность почвы и смешиванием сухих препаратов со всем объемом почвенной массы. В параллельной серии в почвенно-полимерные смеси вносили растворы солей Cu, Zn, Pb в дозах 150 мг/кг почвы. В почвенно-полимерных смесях определяли влагоемкость, pH, содержание Собщ и подвижных форм ТМ в ацетатно-аммонийном буфере. Фитотоксичность почвенно-полимерных смесей оценивали в элюатном биотесте с тест-культурой Raphanus sativus.

Основные результаты. Обработка поверхности почвы водными рецептурами, содержащими КК, приводит к формированию верхнего структурированного композитного слоя из частиц субстрата, связанных между собой полимерными мостиками. Введение в водный раствор КК и ГП в соотношении биополимер:гумат = 2,5:1 или 1:1 не оказывает влияния на прочностные характеристики композиционных покрытий. Монокомпонентные составы и бинарные композиции, при внесении в дозе 1г/100 г, оказали стимулирующее действие на тест-культуру R.sativum, причем ЛГ был наиболее эффективным составом. Композиции с КК не показали лучшего эффекта по сравнению с индивидуальными полимерами. В условиях модельного загрязнения, среди монокомпонентных составов наибольшее снижение содержания подвижных форм Cu, Pb и Zn выявлено для гумата из угля (на 34%, 21% и 20% по сравнению с контролем). Гуматы из ТГ и ЛГ по отдельности оказались менее эффективными, но в бинарной композиции с КК их эффективность в снижении подвижности тяжелых металлов увеличилась в среднем на 10%. По результатам фитотеста, при внесении поллютантов все тестируемые рецептуры проявляли протекторные свойства, снижая токсичность ТМ для растений.  Водно-физические свойства почвенно-полимерных смесей определялись эффектами КК, а химические и биологические – гуматов.

Заключение. КК можно рассматривать как перспективный мелиорант, оказывающий выраженный противоэрозионный эффект. В свою очередь, ГП проявляют биостимулирующий эффект, связывают ТМ и обеспечивают детоксицирущее воздействие разной степени выраженности в зависимости от состава, обусловленного источником органического вещества гуматов. В бинарных композициях указанные эффекты не обладают аддитивностью, но определяются доминирующим механизмом воздействия. Выбор оптимальной рецептуры в качестве почвоулучшителя деградированных почв будет определяться ведущим фактором деградации. Бинарные составы, вероятно, будут обладать комплексным воздействием, поэтому целесообразно проведение их дальнейших исследований в натурных условиях.