Почвы тундр содержание гумуса

Ведущий фактор плодородия разных типов почвы — гумус

Гумус – это…

Экологические словари в один голос говорят, что это перегной растений в тандеме с органическими отходами животных. Еще в давние времена наши предки заметили, что чем темнее земля, тем обильные и качественные урожаи она дает. Именно окраска – первый признак, который говорит о наличии в грунте питательной среды для корневой системы растений.

Так как же образуется гумус? В верхнем слое грунта происходят сложные биохимические процессы – разложение органических останков без кислорода. Они не могут происходить без участия:

• животных;
• почвенных микроорганизмов;
• растений.

Отмирая, они оставляют после себя весомый след в почвообразовании. Здесь также скапливаются разложившиеся продукты жизнедеятельности этих организмов. В свою очередь, такие органические вещества обладают устойчивостью к воздействию микробов, что позволяет им накапливаться в почвенном горизонте.

Эта биомасса служит настоящим депо для всех высших организмов. Содержащиеся в ней компоненты насыщают корни растений энергией, а также питают их всеми необходимыми элементами:

• гумином;
• гумусовыми кислотами;
• гуминовыми соединениями.

Мощность такого покрова может достигать (в умеренных широтах планеты) до 1,5 метра. В некоторых территориях он составляет 10-16 % земли, а в других – всего 1,5%. В то же время торфяники содержат около 90% таких органических образований.

Формирование гумуса напрямую зависит от процесса минерализации – разложение биомассы (под воздействием кислорода) на простые минеральные и органические соединения. В нормальных природных условиях это происходить равномерно, без ущерба гумификации.

Состав

Прежде чем обратить внимание на полезные свойства этого почвенного покрова, нужно рассмотреть его состав. Наибольшая концентрация полезных элементов содержится исключительно в верхней части горизонта. При углублении их становится меньше, поскольку все «участники» этого процесса обитают на уровне 50-70 см от поверхности. Поэтому образование плодородных слоев невозможно без:

• определенных видов грибов;
• дождевых червей;
• бактерий.

Переработка органических компонентов, а также экскрементов беспозвоночных животных приводит к образованию бесценного гумуса. Именно черви имеют решающее значение в его формировании. Стоит отметить, что в 1 м² перегноя обитает около 450-500 особей. Каждый из них поедает растительные остатки и бактерии. Откладываемая ими органика составляет большой процент питательной биомассы. В состав гумуса входят такие химические элементы (процент зависит от типа почвы):

1. Фульвокислоты (30 – 50%). Азотосодержащие растворимые (высокомолекулярные) органические кислоты. Они приводят к образованию соединений, которые разрушают минеральные образования.
2. Гумины (15 – 50%). Сюда относятся элементы, которые не закончили процесс гумифицирования. При этом их жизнедеятельность зависят от минералов.
3. Воскосмолы (от 2 до 6%).
4. Гуминовые кислоты (7 – 89%). Являются нерастворимыми, хотя под воздействием щелочей могут распадаться на отдельные элементы. В каждой из них содержится один из ведущих компонентов: азот, кислород, водород и углерод. Когда кислоты контактируют с другими компонентами, то в почве могут образовываться соли.
5. Нерастворимый остаток (19 – 35%). Это относится к различным сахаридам, ферментам, спиртам и прочим элементам.

В таблице содержания гумуса в основных группах почв показано количество азота и углерода на каждые 100 либо 20 см грунта. Измерение проводится в т/га. Так выглядит общая картина запасов плодородных угодий в России.

Если слишком часто и в огромных количествах вносить удобрения (минеральные, в частности, азотные), то это приведет к быстрому разложению биомассы. В первые годы урожайность, конечно, возрастет в несколько раз. Но с течением времени объем плодородного слоя существенно уменьшится, а урожайность ухудшится.

Полезные свойства

В земледелии самым главным считается сохранение этого органического горизонта. За последние полвека из-за эрозии на территории России, а также Украины верхний покров уменьшился почти вполовину. Воздействие ветра и воды привели к сдуванию/смыванию богатых слоев почвы. Содержание гумуса в грунте экологи и аграрии считают как фактором плодородия, так и главным критерием при покупке угодий. Ведь именно он отвечает за качественные характеристики почвы, и вот по каким причинам:

1. В нем сосредоточенно изобилие питательных веществ, которые нужны для продуктивной жизнедеятельности растений. Это почти 99% азота, имеющегося в природе, а также более 60% всего фосфора.
2. Способствует насыщению земли кислородом, делая ее более рыхлой. Благодаря этому корневые системы культур и живущие в почве микроорганизмы получают достаточную порцию воздуха.
3. Формирует структуру грунта. В результате не накапливается глина и песок. Органические соединения склеивают минеральные частицы в комья, образуя своего рода решетку. Через нее проходит влага, которая задерживается в образованных пустотах. Таким образам растительность получает воду. Также пористая структура защищает землю от резких перепадов температуры и эрозийных аномалий.
4. Гумус способствует равномерному прогреванию почвы. В этом слое происходят сложные биохимические процессы. Следствием таких реакций является выделение тепла. Как отмечалось выше, плодородный грунт имеет более темный оттенок. Коричнево-черные тона лучше всего притягивают и поглощают ультрафиолетовые лучи.

Органические соединения защищают угодья от тлетворного влияния тяжелых химических веществ, образованных в результате деятельности человека. Эти элементы «консервируют» смолистые углероды, соли, металлы и радионуклиды, оставляя их навечно в недрах земли и не давая растениям их усваивать.

Единственная проблема всех земледельцев – природная зона выращивания культур, а также типы почв, в которых содержание гумуса (таблица приведена в статье) разительно отличается. Поэтому, чтобы повысить плодородность своих угодий, нужно определить уровень биомассы в них, беря за основу природные условия региона.

Карта запасов гумуса

В местностях, где очень суровый климат, процесс образования почвы проходит катастрофически медленно. Из-за слабого прогревания верхнего слоя растения и микроорганизмы лишаются благоприятных условий для полноценного существования.

Тундра

Здесь можно увидеть огромные участки, состоящие из хвойных деревьев и кустарников. Склоны в основном покрыты мхом. В тундре содержание гумуса составляет 73- 80 т/га в однометровом слое. Эти районы настолько влажные, что приводит к накапливанию глинистых пород. В результате тундровые почвы имеют следующую структуру:

• верхнее покрытие – подстилка, состоящая из неразложившихся остатков растений;
• перегнойный слой, который совсем слабо выражен;
• гелиевая прослойка (идет с голубоватым оттенком);
• вечная мерзлота.

В такие грунты кислород почти не проникает. Для микробиологической активности организмов крайне необходимо наличие воздуха. Без него они отмирают или замерзают.

Тайга

На этой территории встречаются широколиственные деревья. Они образуют густые смешанные леса. В степных зонах произрастает не только мох, но и травные растения. Весенние (зачастую талый снег) и осенние сезоны дождей чрезмерно увлажняют почву. Такие потоки смывают запасы гумусового горизонта.

Здесь он формируется и залегает под лесной подстилкой. Многие источники предоставляют разные показатели содержания гумуса в тайге. Для следующих типов почв они такие (на 1 м², т/га):

• подзолотистые (сильные, средние и слабые) – от 50 до 120;
• серые лесные – 76 либо 84;
• дерново-подзолотистые – не более 128, и не менее 74;
• таежно-мерзлотные содержат очень низкий процент.

Чтобы выращивать культуры на таких землях, грядки следует регулярно удобрять качественными веществами. Лишь в таком случае можно добиться высокой урожайности.

Чернозем

Лидером и фаворитом в этом рейтинге плодородия считаются все известные разновидности чернозема. Органический перегной в них достигает глубины 80 см либо 1,2 метров. По праву их можно назвать самыми плодородными землями. Это благоприятный грунт для произрастания злаковых культур (пшеница), сахарной свеклы, кукурузы или подсолнуха. Из следующего списка можно увидеть вариацию содержания гумуса в различных видах чернозема (т/га, на 100 см):

• типичный (500-600);
• оподзелененный (до 400);
• выщелоченный (в пределах 550);
• мощный (более 800);
• южный западно-кавказский (390);
• деградированный (до 512).

Стоит понимать, что показатели для целинных, пахотных и освоенных типов земель отличаются. Для ознакомления состава каждой из этих групп приведена таблица. В степных и засушливых областях распространены каштановые грунты, которые содержат не более 100-230 т/га гумуса. Для пустынных (бурые и серые типы почвенного покрова) регионов этот показатель составляет около 70 т/га. В итоге земледельцам постоянно приходится бороться с засолением полей.

Засуха – главный враг таких разновидностей угодий. Поэтому плантации могут нуждаться в обильном орошении.

Способы повышения урожайности

Понимая, как образовывается органический слой земли, огородник сможет увеличить содержание гумуса в подзолистых почвах, которые страдают от избытка влаги. В борьбе за плодородность таких зон применяются следующие действия:

• удобрять огород навозом, торфом или перегноем;
• использовать/создавать компост;
• постоянно рыхлить землю, чтобы кислород поступал к корням и дождевым червям;
• заботиться о достаточном количестве почвенных бактерий, можно воспользоваться специальными биопрепаратами либо разбрасывать по огороду сорняки, а также органику.

Отходы растительного происхождения можно закапывать у себя на грядках, тем самым заботясь о питании грунтовых обитателей.

Такие меры ухаживания за своими земельными владениями помогут земледельцу сохранить почву «живой». При этом урожайность повысится в несколько раз.

Источник

Тундровые глеевые почвы

Условия формирования

Тундровые глеевые почвы широко распространены в подзоне типичной тундры и являются преимущественно компонентами комплексов в ландшафтах пучинно-бугорковатых тундр, хотя встречаются и в трещинно-полигональных тундрах. Они развиваются на суглинистых и глинистых отложениях разного генезиса под кустарничково-моховой с ерником растительностью.

Морфологическое строение профиля

Оv — (AO) — Вg — Gd — ⊥G(⊥Cg)

В профиле тундровых глеевых почв выделяется органогенный горизонт, состоящий из маломощного живого мохового покрова и растительных остатков разной степени разложения Оv, в нижней части может содержать примесь мелкозема AO. Под ним лежит минеральная оглеенная толща, в верхней части которой выделяется буровато-сизый бесструктурный, или со слабо выраженной комковатой структурой, горизонт Вg, сменяемый голубовато-сизым тиксотропным глеевым горизонтом Gd. На глубине 40 (60) — 100 см присутствует льдистая мерзлота. Минеральные горизонты имеют разную степень выраженности оглеения: для тундровых почв европейской части РФ характерно поверхностное оглеение с заметным снижением степени оглеения в нижних горизонтах, для почв Восточной Сибири — надмерзлотное.

Основные почвообразовательные процессы

• Подстилкообразование
• Оглеение
• Криотурбация
• Криогенное оструктуривание

Хозяйственное использование

Естественные кормовые угодья для оленей. Необходимо сохранение естественного растительного покрова, защищающего мерзлотные почвы и грунты от вытаивания льдов и катастрофического развития эрозионных процессов.

Аналитическая характеристика тундровой глеевой почвы [97]

Свойства

Минеральный профиль тундровых глеевых почв практически не дифференцирован по распределению ила и валовых полуторных оксидов. Иногда проявляющееся обеднение илом верхнего минерального горизонта может быть связано с латеральным элювиированием. Характерно повышенное содержание оксалаторастворимого железа в верхних горизонтах. Реакция почв от кислой до слабокислой, емкость поглощения невысокая, степень насыщенности основаниями до 60% в верхнем минеральном горизонте и увеличивается книзу. Наиболее кислыми являются органогенные горизонты. Содержание гумуса в верхнем горизонте 4–6%, характерна прогумусированность всего деятельного слоя, иногда с образованием надмерзлотных максимумов. В составе гумуса фульвокислоты преобладают над гуминовыми кислотами (С_гк/С_фк 0,3–0,6). Тундровые глеевые почвы характеризуются высокой плотностью, низкой порозностью, низкой фильтрационной способностью глеевых горизонтов.

Усиливающиеся к югу процессы оглеения и нисходящей миграции способствуют формированию в южных тундрах тундровых глеевых оподзоленных почв. Последние несут черты оподзоленности как в морфологии профиля, так и в химическом составе. Они отличаются от тундровых глеевых более кислой реакцией, меньшей насыщенностью основаниями, элювиально-иллювиальной дифференциацией минеральной толщи, более глубоким залеганием льдистой многолетней мерзлоты (100–150 см).

Л.Г. Богатырев, И.С. Урусевская

Микроморфологическая характеристика

АО Cодержит слаборазложившиеся растительные остатки. Соотношения органической и минеральной частей горизонта варьируют. Органические остатки бурого и темно-бурого цвета, разной степени измельчения и разложения. На поверхности отдельных минеральных зерен — органо-железистые сгустки. Встречаются гумусово-железистые рыхлые скопления (до 0,15–0,20 мм), по периферии, по контуру покрытые оптически ориентированными глинами. Микросложение очень рыхлое.

Вg Четко выражена микрозональность. Микрозоны оглеения имеют компактное микросложение, светлую окраску плазменного материала, чешуйчатое строение оптически ориентированной плазмы. Микрозоны окисления характеризуются бурыми тонами, пленки и хлопья полуторных оксидов на зернах скелета, пятна и микроконкреции железа. По границам микрозон образуются тонкие трещины. Горизонт характеризуется криогенной структурой или бесструктурный. Содержит пылеватый материал, много глины. Органоглинистый материал находится как в неагрегированном виде, так и в форме сгустков, комочков округлой формы. Глины ориентируются по растительным остаткам в форме полос.

G Плазма светло-серого цвета, материал не агрегирован. Микросложение компактное с единичными порами, вокруг которых формируются слабоожелезненные кутаны ориентированной глины. Выражены вертикальные зоны с признаками пропитки подвижным органическим веществом. Плазма анизотропна, имеет чешуйчатое или сетчатое строение. Возможно проявление криогенной структуры [46, 65].

С.В. Губин, В.М. Колесникова

• Тундровые глеевые почвы, масштаб 1:60 000 000

Источник