Humic-Based Soil Modifiers from Peat and Coal: Effect on Chemical and Biological Properties of Model Soil Mixtures

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The impact of humic-based soil modifiers (HSM) produced from peat and coal (“Torfogel” and “Uglegel” accordingly) on chemical properties, cellulolytic activity and productivity of model soil mixtures (artificial soils) was evaluated in a pot experiment. Soddy-podzolic cultivated soil of the Moscow region was used as a natural reference soil. It is shown that an increase in the proportion of both HSM from 3 to 15% in soil mixtures improved their main agrochemical indicators: content of NPK and humus reached high levels, comparable to and exceeding those for the reference soil. Significant differences occurred starting from 5% of “Uglegel” content in mixtures, and 7% of “Torfogel”. Soil treatment with HSM stimulated the biological activity of soil mixtures, as well as plant growth and development. All the above trends were much more pronounced when treated with "Uglegel" in comparison with "Torfogel". This fact could be due to organic matter genesis of peat- and coal-originated HSM. The results of the work can be used to create stable and productive artificial soils.

About the authors

A. A. Stepanov

M.V. Lomonosov Moscow State University

Email: iakim@soil.msu.ru
Russia, 119992, Moscow, Leninskie Gory 1, bld. 12

O. S. Yakimenko

M.V. Lomonosov Moscow State University

Author for correspondence.
Email: iakim@soil.msu.ru
Russia, 119992, Moscow, Leninskie Gory 1, bld. 12

References

  1. Демидов В.В., Панова И.Г., Шульга П.С., Ильясов Л.О., Ярославов А.А. Противоэрозионные свойства чернозема, обработанного полиэлектролитными комплексами на основе гуматов калия // Фундаментальные концепции физики почв: развитие, современные приложения и перспективы. 2019. С. 503–507.
  2. Панова И.Г., Хайдапова Д.Д., Ильясов Л.О., Киушов И.И., Умарова А.Б., Сыбачин А.В., Ярославов А.А. Полиэлектролитные комплексы гуматов калия и поли(диаллилдиметиламмоний хлорида) для закрепления песчаного грунта // Высокомол. соед. Сер. Б. 2019. Т. 61. № 6. С. 1–6.
  3. Bezuglova O., Klimenko A. Application of humic substances in agricultural industry // Agronomy. 2022. T. 12. № 3. C. 584.
  4. Jindo K.K., Olivares, F.L., Malcher, D.J.D.P., Sánchez-Monedero, M.A., Kempenaar, C., Canellas, L.P. From lab to field: Role of humic substances under open-field and greenhouse conditions as biostimulant and biocontrol agent // Front. Plant Sci. 2020. T. 11. C. 426.
  5. Безуглова О.С., Полиенко Е.А. Применение гуминовых препаратов под картофель и озимую пшеницу // Пробл. агрохим. и экол. 2011. № 4. С. 29–32.
  6. Степанов А.А., Якименко О.С., Госсе Д.Д., Смирнова М.Е. Изучение эффективности гуминового удобрения ЭДАГУМ® СМ как стимулятора роста и мелиоранта в вегетационном и мелкоделяночном опытах с пшеницей // Агрохимия. 2018. № 6. С. 36–43.
  7. Якименко О.С. Применение гуминовых продуктов в РФ: результаты полевых опытов (обзор литературы) // Живые и биокосн. сист. 2016. № 18. http://www.jbks.ru/archive/issue-18/article-4
  8. Turgay O.C., Karaca A., Unver S., Tamer N. Effects of coal-derived humic substance on some soil properties and bread wheat yield // Com. Soil Sci. Plant Anal. 2011. V. 42. P. 1050–1070.
  9. Yuan Y., Gai S., Tang C., Jin Y., Cheng K., Antonietti M., Yang, F. Artificial humic acid improves maize growth and soil phosphorus utilization efficiency // Appl. Soil Ecol. 2022. T. 179. C. 104587.
  10. Olk D.C., Dinnes D.L., Callaway C.R. Maize growth responses to a humic product in Iowa production fields: An extensive approach // Front. Plant Sci. 2021. V. 12. e778603.
  11. Ли С.П., Прохоренко В.А., Худайбергенова Б.М., Жоробекова Ш.Ж. Структурирование солонцеватой сероземно-луговой почвы гидрогелями гуминовых препаратов // Пробл. агрохим. и экол. 2015. № 4. С. 45–50.
  12. Лыхман В.А., Полиенко Е.А., Дубинина М.Н., Поволоцкая Ю.С., Безуглова О.С. Эффективность гуминового препарата как структурообразователя при выращивании озимой пшеницы в Ростовской области // Изв. Оренбург. ГАУ. 2019. № 4 (78). С. 54–58.
  13. Степанов А.А., Якименко О.С., Шульга П.С. Эффективность действия гуминовых биополимеров из торфа и угля при восстановлении почвенной структуры // J. Agricult. Environ. 2022. № 3 (23). С. 1–6.
  14. Якименко О.С., Грузденко Д.А., Степанов А.А., Бутылкина М.А., Киушов А.А., Панова И.Г. Полиэлектролиты для конструирования искусственных почв // Высокомол. соед. Сер. С. 2021. Т. 63. № 2. С. 245–252.
  15. Степанов А.А., Якименко О.С. Ремедиация загрязненных городских почв с применением гуминовых препаратов // Живые и биокосн. сист. 2016. № 18. http://www.jbks.ru/archive/issue-18/article-5
  16. Степанов А.А., Шульга П.С., Госсе Д.Д., Смирнова М.Е. Применение природных гуматов для ремедиации загрязненных городских почв и стимулирования роста растений // Вестн. МГУ. Сер. 17. Почвоведение. 2018. № 2. С. 30–34.
  17. Степанов А.А., Салимгареева О.А., Манцевич С.И. “Антистрессовое действие” гуминовых препаратов при возделывании с.-х. культур и городском озеленении // Гуминовые вещества в биосфере. М.: Изд-во МГУ, 2018. С. 134–135.
  18. Трегубова П.Н., Копцик Г.Н., Степанов А.Л., Степанов А.А., Корнеечева М.Ю., Куприянова Ю.В. Влияние гуминовых препаратов на свойства деградированных почв техногенных пустошей // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2019. № 97. С. 129–149.
  19. Pukalchik M., Panova M., Karpukhin M., Yakimenko O., Kydralieva K., Terekhova V. Using humic products as amendments to restore Zn and Pb polluted soil: a case study using rapid screening phytotest endpoint // J. Soil. Sediment. 2018. V. 18. № 3. C. 750–761.
  20. Юдина Н.В., Савельева А.В., Линкевич Е.В. Изменение состава гуминовых кислот при механохимическом воздействии на торф и уголь // Химия тверд. топлива. 2019. № 1. С. 34–40.
  21. Сивакова Л.Г., Лесникова Н.П., Ким Н.М., Ротова Г.М. Физико-химические свойства гуминовых веществ торфа и бурого угля // Химия тверд. топлива. 2011. № 1. С. 3–8.
  22. Якименко О.С., Изосимов А.А. Сравнительная химическая характеристика гуминовых кислот из промышленных гуматов различного генезиса // Тр. V Всерос. конф. “Гуминовые вещества в биосфере”. 2010. С. 474–479.
  23. Yakimenko O., Khundzhua D., Izosimov A., Yuzhakov V., Patsaeva S. Source indicator of commercial humic products: UV-Vis and fluorescence proxies // J. Soil. Sediment. 2018. V. 18. № 4. C. 1279–1291.
  24. Yakimenko O., Izosimov A. Structure and properties of humates from coalified materials, peat and sapropel // Humic substances in ecosystems: Abstracts of the international conference. Slovakia, Soporna, 2009. P. 43–45.
  25. Francioso O., Ciavatta C., Montecchio D., Tugnoli V., Sanchez-Cortes S., Gessa C. Quantitative estimation of peat, brown coal and lignite humic acids using chemical parameters, 1H-NMR and DTA analyses // Bioresource Technol. 2003. V. 88. № 3. C. 189–195.
  26. Francioso O., Montecchio D., Gioacchini P., Ciavatta C. Thermal analysis (TG–DTA) and isotopic characterization (13C–15N) of humic acids from different origins // Appl. Geochem. 2005. T. 20. № 3. C. 537–544.
  27. Якименко О.С., Терехова В.А., Пукальчик М.А., Горленко М.В., Попов А.И. Сравнение двух интегральных биотических индексов при оценке эффектов воздействия гуминовых препаратов в модельном эксперименте // Почвоведение. 2019. № 7. С. 781–792.
  28. Якименко О.С., Степанов А.А., Терехова В.А., Попов А.И. Гуминовые продукты из различного органического сырья: состав, свойства и биологическая активность // Гуминовые вещества в биосфере. 2018. С. 137–138.
  29. Muscolo A.A., Sidari M., Cozzolino V., Nuzzo A., Nardi S., Piccolo A. Molecular characteristics of humic substances from different origins and their effects on growth and metabolism of Pinus laricio callus // Chem. Biol. Technol. Agricult. 2022. V. 9. № 1. C. 1–18.
  30. Звягинцев Д.Г. (ред.). Методы почвенной микробиологии и биохимии. М.: Изд-во МГУ, 1991. 304 с.
  31. Классификация и диагностика почв СССР. 1977. M.: Колос, 1977. 222 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (106KB)
Indexing metadata
3.

Download (105KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 The Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».