Сгк сфк дерново подзолистые почвы
Гумусное состояние дерново-подзолистых почв Надсянской равнины
Луцишин Елена Зиновьевна,
соискатель кафедры почвоведения и географии почв Львовского национального университета им. Ивана Франко.
Научный руководитель – доктор географических наук, профессор кафедры почвоведения и географии почв Львовского национального университета им. Ивана Франко
Гаськевич Владимир Георгиевич.
Гумус является источником питательных веществ, влияет на физические и химические свойства почв, регулирует и определяет характер бактериальной флоры и ее активность. В статье приведены результаты исследований содержания и запасов гумуса в дерново-слабоподзолистых почвах Надсянской моренно-зандровой равнины. Проанализированны показатели гумусного состояния почв под биоценозами (лес) и агроценозами (пашня, пастбище). Дана характеристика профильного содержания гумуса. За результатами проведенных лабораторно-аналитических исследований определен тип гумуса, соотношения в гумусе углерода и азота, установлено содержание «свободных» гуминовых кислот и степень их связи с кальцием и устойчивыми полутораокисями.
Ключевые слова: органическое вещество, гумус, содержание гумуса, запасы гумуса, гумификация, гуминовые кислоты, фульвокислоты.
Значение органического вещества в почве настолько большое, что занимает одно из первых мест в исследованиях почвоведения. Гумус – источник основных питательных элементов для растений: углерода, азота, в меньшей степени фосфора, кальция, железа, марганца и других элементов. Возможность использования некоторых из них зависит от состояния гумуса, который химически взаимодействует с неорганическими комплексами [11,
с. 17].
Гумусовые вещества существенно влияют на структуру и физические свойства почв. Присутствие в почве гумуса, даже в незначительном количестве, может изменить их структурно-функциональные гидрофизические и механические свойства, как за счет агрегации минеральной части элементарных почвенных частиц, так и путем модификации их поверхности. Распределение гумусовых вещества по фракциям связано с характером их взаимодействия с минеральной частью [2, с. 61].
Надсянская морен но- зандровая равнина занимает крайнюю северо — западную часть Предкарпатья и является территорией давнего земледелия и cкотоводчества. Поэтому, одной из основных проблем исследований почв является установление изменений показателей гумусного состояния вследствие длительного , интенсив ного сельскохозяйственного использования.
Исследование генезиса и состава гумуса почв началось в XVIII веке путем развития химической и биологической теории гумусообразования . Химическое направление возникло в Западной Европе. Его развивали такие ученые как: Ф. Ахард ( 1786), Т. Соссюр ( 1804), К. Шпренгель ( 1826), Л. Берцелиус ( 1839), П. Герман ( 1836). Они рассматривали гумусообразование как процесс химических реакций , а микроорганизмам отводилась активная роль только в процессе разложения органических остатков. Биологическое направление получило развитие в трудах П. А. Костычева , В. Р. Вильямса ,
И. В. Тюрина , М. М. Кононовой , Л. Н. Александровой , В. В. Пономаревой,
Д. С. Орлова и других .
В последнее десятилетие гумусное состояние почв Западной Украины, в том числе и П редкарпаттья, изучалось С. П. Позняком , З. П. Панькивым ,
Г. С. Пидвальной и другими . Авторы отмечают тенденции, как к увеличению , так и к снижению показателей содержания гумуса в почвах в зависимости от степени и направления их использования .
Основной задачей наших исследований является изучение гумусного состояния дерново — подзолистых почв Надсянской равнины и его изменение в процессе окультуривания . Объект изучения – дерново — слабоподзолистые почвы под естественными биоценозами (лес) и агроценозами ( пашня, пастбище ). Предмет – показатели гумусного состояния почв (содержание и запасы гумуса , его профильное распределение , обогащенность гумуса азотом , степень гумификации органического вещества, тип гумуса ).
Исследования проводились на территории Верблянського и Краковецкого сельских советов Яворовского района Львовской области . Лабораторно — аналитические исследования проведены по общеприняты м методикам ГОСТ и ДСТУ в Украине . Содержание гумуса определено по методу Тюрина в модификации Никитина . Фракционно — групповой состав гумуса – по методу Тюрина в модификации Пономаревой и Плотниковой . Валовой азот – по методу Кьельдаля . Оценка гумусного состояния почв Надсянской равнины проведена по системе показателей , которые разработаны Л. А. Гришиной и Д. С. Орловым ( 1978). Результаты исследований приведены в таблицах 1 , 2 и рисунке 1 .
Многочисленными научными исследованиями установлено , что одной из основных причин низкого естественного плодородия дерново — подзолистых почв является относительно незначительное содержание гумуса и преобладание в его составе фульватных и гуматно — фульватных гумусных веществ . Его количество зависит от гранулометрического состава , степени окультуривания и общих биоклиматических условий, колеблется в пределах 1-2 % [1, 10]. Исследованиями Л. А. Гришиной установлено, что формирование гумуса в слабоподзолистых супесчаных почвах на водно — ледниковых песках под лесом происходит в основном в лесной подстилке. В минеральном профили перераспределяются и сортируются уже готовые продукты , гумусовые кислоты с меньшей молекулярной массой и более простой организацией [ 3, с . 120 ].
Целинные дерново — подзолистые почвы характеризуются ма ломощным гумусово — аккумулятивным горизонтом . Он является недостаточным для развития корневой системы большинства сельскохозяйственных культур и не формирует благоприятный водно — воздушный и питательный режимы . Гумусовый горизонт почв под биоценозами маломощный , бесструктурный , обедненный фракцией ила. В следствие развития подзолистого процесса реакция почвенного раствора – кис лая [ 5, 9].
Гумусово — элювиальный горизонт окультуренных почв формируется под влиянием остаточных гумусовых веществ целинных почв , которые прочно связаны с минеральной частью корневых остатков , а также внесенных органических удобрений. Мощность данного слоя определяется глуби ной вспашки [ 6].
По исследованиям Д. С. Орлова , оптимальный интервал содержания гумуса окультуренных дерново — подзолистых почв для различных зон должен быть в пределах 2,5-4 %. При меньшем содержании гумуса урожайность сельскохозяйственных культур уменьшается [ 8, с . 176 ].
Проведенными ними исследованиями установлено , что дерново — слабоподзолистые окультуренные почвы Надсянской равнины не соответствуют выше указанным требованиям. Дерново — слабоподзолистые почвы на водно — ледниковых отложениях под био — и агроценозами содержат менее 2 % гумуса. По системе показателей , содержание гумуса в них оценивается как очень низкое [7, с. 39] .
Под лесом, в пределах опытного участка Краковец , содержание гумуса в гумусо во — элювиальном горизонте составляет 1,67 %. В элювиаль ном горизонте его содержание резко уменьшается и составляет 0,81 %. Низкое содержания гумуса в верхнем горизонте объясняется тем , что источником органических веществ , за счет которых происходит гумусообразование и гумусонакопление , является средне- и хорошо разложенная лесная подстилка .
Основным источником поступления органического вещества в агроценозах являются корневые выделения растений , остатки собранного урожая и органические удобрения. Среднее содержание гумуса в гумусово — элювиальном пахотном и подпахотном горизонтах , на территории Краковецкого опытного участка под пашней , практи чно такое же как и под лесом – 1,63 %. Под пастбищами , бывшей пашней , содержание низкое и составляет 1,34 %. В элювиальных и иллювиальных слоях содержание гумуса менее 1 % ( табл. 2).
В результате вспашки и внесения органических удобрений , гумусовый горизонт под сельскохозяйственными угодьями более мощный и составляет 35,4-37,4 см , а под лесом – 1 8,6 см . За счет этого , кривая профильного распределение гумуса в агроценозах является более плавной , а под лесом – резкой ( табл. 1 , рис. 1 ). Дерново — слабоподзолистые почвы Надсянской равнины характеризуются регрессивно — аккумулятивным типом гумусового профиля.
Низкое содержание гумуса в дерново-слабоподзолистых почвах сказалось на его запасах. Максимальные значения характерны для окультуренных угодий. В частности, под пашней, в слое 0-20 см запасы составляют 44,7 т/га, под пастбищами – 46,4 т/га, а в слое 0-100 см – 144,0, 148,0 т/га, соответственно. Это обусловлено гранулометрическим составом почв, плотностью сложения, глубокой вспашкой и внесенными удобрениями. Под лесом запасы гумуса несколько меньше: в слое 0-20 см составляют 44,1 т/га и в слое 0-100 см – 102,9 т/га. Запасы гумуса в дерново-слабоподзолистых почвах под естественными биоценозами и агроценозами в слое 0-20 см оцениваются как очень низкие, в слое 0-100 см – низкие (табл. 1).
Одним из важных элементов в составе гумуса и почвы в частности, является азот. В почве основная его доля представлена органическими соединениями специфической и неспецифической природы [4]. Обогащенность гумуса азотом характеризуется мольным соотношением С:N. На данную величину влияют как белковые компоненты микроорганизмов, так и фиксированный аммонийный азот. Характер изменения величины С:N характеризует степень гумификации органического вещества [7, с . 205].
Показатели гумусного состояния дерново — слабоподзолистых почв Надсянской равнины.
Источник
Сгк сфк дерново подзолистые почвы
Отличаются от дерново-подзолистых почв наличием гомогенного агрогоризонта, залегающего на сохранившейся нижней части элювиального горизонта. В случае полной распашки осветленного горизонта диагностируются по наличию переходной к текстурному горизонту зоны деградации, представленной комбинацией светлых и бурых фрагментов (субэлювиальный горизонт BEL) и/или языковатыми внедрениями светлого материала, проникающими в текстурную толщу.
Реакция почв кислая или слабокислая, степень насыщенности основаниями поглощающего комплекса колеблется в широких пределах. Содержание гумуса в агрогоризонте составляет 1,5–3%, отношение Сгк/Сфк может достигать 0,8–0,9.
Агродерново-подзолистые почвы образуются при зёмледельческом освоении дерново-подзолистых и подзолистых почв, а также маломощных серых почв, в которых распахан диагностический для серых почв горизонт АЕL, но сохранился горизонт ВЕL.
В «Классификации и диагностике почв СССР» этим почвам отчасти соответствуют подтипы освоенных и окультуренных дерново-подзолистых почв, входящих в тип подзолистых почв.
Характеризуются сильно осветленным, белым в сухом состоянии элювиальным горизонтом с обилием (до 10–20 % от массы горизонта) крупных (размером > 3 мм) железистых конкреций. Верхняя часть этого горизонта имеет тонкоплитчатую структуру и слабо уплотнена. Нижняя часть горизонта EL обычно отличается значительной плотностью, грубо-плитчатой структурой и может служить временным водоупором. Переход к текстурной части профиля постепенный, без ярко выраженных языков. Для переходной зоны характерно осветление (пожелтение) внутрипедной массы. Степень глинистой дифференциации высокая (КД больше 2). Дифференциация профиля по валовому содержанию Al2O3 выражена сильнее, чем по Fe2O3, так как около половины валового железа в элювиальном осветленном горизонте заключена в конкрециях.
Характерны для широколиственных лесов Дальнего Востока и тайги предгорий юга Сибири, где формируются в условиях высокого и контрастного атмосферного увлажнения на породах тяжелого гранулометрического состава.
Источник
Типы гумуса гумусово-аккумулятивных горизонтов почв
Процесс гумификации заключается в преобразовании органических остатков в гумусовые вещества, направлен на отбор устойчивых продуктов гумификации в конкретной биоклиматической обстановке и зависит как от условий, определяющих активность почвенной микрофлоры (климатических параметров, свойств почв), так и от устойчивости трансформируемых соединений. Для оценки интенсивности этого процесса используется понятие глубины гумификации или типа гумуса. Тип гумуса является одним из важных показателей гумусного состояния почв, указывающий, насколько полно органические остатки преобразуются в гумусовые вещества, и характеризует качественный состав почвенного гумуса. Тип гумуса оценивается по отношению содержания углерода гуминовых кислот к содержанию углерода фульвокислот (Сгк/Сфк). Эта величина безразмерна, она рассчитывается по результатам анализа группового состава гумуса и не зависит от общего содержания органического углерода в почвах. Необходимо упомянуть тот факт, что в последнее время появилось несколько опубликованных работ [19, 168], в которых дискутируется вопрос о том, что группа фульвокислот, как особая группа соединений, в свободном виде в почвах практически не существует, а является продуктом гидролиза в ходе группового анализа. Однако, сам по себе показатель Сгк/Сфк очень удобен для классификационных целей и характеризует качество гумуса многих типов почв. Так, для гумусово-аккумулятивных горизонтов (А) автоморфных почв континентальной фации умеренного пояса европейской части России установлено, что между величиной отношения Сгк/Сфк и продолжительностью периода биологической активности (ПБА) обнаруживается практически однозначная связь [20, 169]. Максимальная величина ПБА (около 170 дней) приходится на почвы черноземного типа с гуматным типом гумуса (Сгк/Сфк равно 2 — 3). Постепенному снижению величин отношения Сгк/Сфк к северу и югу до 0,4 — 0,5 (фульватный тип гумуса) в почвах арктической и полупустынной зон соответствует уменьшение продолжительности ПБА до 40 — 60 дней. Отсюда следует, что в северных областях главным фактором, ограничивающим продолжительность ПБА и регулирующим процессы гумификации, являются температуры, а на юге — осадки (влажность почв).
За основу карты типов гумуса была принята почвенная карта масштаба 1:15 000 000 (Атлас, с. 72) и данные по величинам Сгк/Сфк для горизонта А всех почв, приведенных в легенде этой карты, собранные из аналитических материалов, опубликованных в журналах, сборниках, монографиях и др. Все собранные данные по величинам отношений Сгк/Сфк были обобщены, определены средние величины и пределы их колебаний. Значения коэффициентов варьирования для некоторых почв довольно велики: от 17,3% в дерново-подзолистых почвах до 63,4% в подзолисто-болотных. Вероятные пределы колебаний часто превышают по своему размаху разницу между средними значениями для генетически близких типов почв [21].
Все почвы, приведенные в легенде к почвенной карте России, по средним величинам отношений Сгк/Сфк для горизонта А укладываются в интервале от 0,2 — 0,3 до 2,5 — 2,75. Для них были определены градации, в интервале которых находятся средние величины отношений Сгк/Сфк этих почв. Анализ собранного материала показал, что в одну градацию величин отношений Сгк/Сфк объединяются почвы разного генезиса, но характеризующиеся одинаковым типом гумуса.
На карте хорошо прослеживаются зональные особенности гумусообразования, особенно для европейской части России. С севера на юг постепенно увеличивается гуматность гумуса. Гумус фульватного типа с отношениями Сгк/Сфк менее 0,5 объединяет большую группу почв, распространенных на севере европейской части России и Сибири (арктические, тундровые, подзолы, глееподзолистые, вулканические и др.). В автоморфных почвах к югу от тундровой зоны гуматность постепенно нарастает. Гумус становится гуматно-фульватным в почвах (дерново-подзолистых, буро-таежных), для которых отношения Сгк/Сфк находятся в интервале 0,75 — 1,00. Серые лесные почвы имеют фульватно-гуматный тип гумуса и по средним величинам отношений Сгк/Сфк попадают в градацию величин 1,00 — 1,25. Контур с таким типом гумуса хорошо выделяется в виде широкой полосы, вытянутой в широтном направлении на европейской части России. В Сибири этот контур представлен отдельными участками. Далее к югу на карте выделяются черноземы, для которых характерен гуматный тип гумуса: с градацией величин Сгк/Сфк 1,75 — 2,00 в областях распространения выщелоченных, оподзоленных, южных черноземов и лугово-черноземных почв; с величинами Сгк/Сфк 2,00 — 2,25 — типичных черноземов; с величинами отношений Сгк/Сфк более 2,25 — обыкновенных черноземов, лугово-черноземовидных почв. Таким образом, наблюдается постепенное увеличение гуматности от черноземов выщелоченных к черноземам обыкновенным и снижение гуматности в черноземах южных. Далее к югу показатель гуматности снижается до фульватно-гуматного в каштановых почвах сухостепной и гуматно-фульватного типа в почвах полупустынной зоны. Зональное распределение типов гумуса нарушается в районах распространения болотных почв, для которых характерна довольно высокая гуматность (1,00 — 1,25) по сравнению с зональными автоморфными почвами, что обусловлено искусственной гумификацией растительных остатков в ходе фракционно-группового анализа.
Для азиатской части России общих закономерностей зонального распределения типов гумуса не выявлено. Это вызвано широким распространением вечной мерзлоты, большими площадями болот, особенно на территории Западно-Сибирской низменности, широкими и протяженными речными долинами и огромными территориями горных областей. Зональное распределение типов гумуса прослеживается только на юге Западной Сибири.
О.Н. Бирюкова, М.В. Бирюков
- Типы гумуса гумусово-аккумулятивных горизонтов почв, масштаб 1:30 000 000
Источник