Гумусное состояние черноземов, луговочерноземных, черноземно-луговых почв и экологическая роль гумуса

Гумусное состояние черноземов, луговочерноземных, черноземно-луговых почв и экологическая роль гумуса Гумусное состояние почв в значительной мере определяет их плодородие, в связи с чем проблема оптимизации гумусного состояния имеет важное практическое значение. Кроме того система показателей гумусного состояния почв может быть использована для характеристики генетических особенностей и классификационного положения тех или иных почв (Гришина Л. А., Орлов Д. С., 1978). Комплекс показателей гумусного состояния почв включает в себя содержание и запасы гумуса, характер распределения гумуса по профилю, тип гумуса, степень гумификации, содержание подвижных гуминовых кислот и гуматов кальция и другие показатели. В данной работе рассматривается гумусное состояние черноземов, лугово-черноземных и черноземно-луговых почв Окско-Донской равнины. Наиболее информативными показателями для этих почв являются содержание и запасы гумуса, тип гумуса, содержание подвижных гуминовых кислот и гуминовых кислот, связанных преимущественно с кальцием. Процессы гумусообразования и гумусо-накопления, как известно, связаны с биоклиматическими и геологическими особенностями той или иной территории. Произраставшая в прошлые времена разнотравно-злаковая травянистая растительность, для которой характерно значительное преобладание корневой массы над наземной, гидротермический режим с относительно высокими летними и низкими зимними температурами и недостаточным увлажнением, обусловливавшим ритмичность микробиологических процессов в почвах, а также богатство почвообразующих пород основаниями - вот те основные экологические условия, которые способствуют интенсивному гумусообразованию и закреплению в почвах гумусовых веществ. Именно такие экологические условия гумусообразования и гу-мусонакопления характерны для центральной и южной части Окско-Донской равнины. Причем к югу возрастает карбонатность почвообразующих пород и, таким образом, возрастает степень закрепления в почвах новообразованных гумусовых кислот. Особое место в процессах гумусообразования и гумусонакопле-ния занимает антропогенный фактор. В зависимости от уровня культуры земледелия антропогенный фактор может способствовать процессам гумусонакопления и улучшению состава гумуса или же, наоборот, может привести к потерям гумуса и изменению его состава в неблагоприятную сторону. В настоящее время большую тревогу вызывают значительные потери гумуса в пахотных почвах (Русский..., 1983, Шевченко Г. А., Щербаков А. П., 1984). Экологические особенности гумусообра-зованиядарактерные для различных типов и подтипов почв, обусловливают и особенности содержания и состава гумуса этих почв. Черноземы Окско-Донской равнины характеризуются согласно "Классификации и диагностике почв СССР"(1977) в основном средним содержанием гумуса. В легкосуглинистых черноземах содержание гумуса в пахотном слое падает до 3,5%. часто встречаются черноземы типичные мощные с содержанием гумуса на глубине 90-110 см 2,2-2,6%. По мощности черноземы Окско-Донской равнины в большинстве своем находятся на границе перехода среднемощ-ных в мощные, а по содержанию гумуса они являются среднегумусными. В черноземах типичных малогумусных суглинистого гранулометрического состава запасы гумуса в метровом слое составляют 340-360 т/га, в среднемощных тяжелосутлини-стых они возрастают до 450-570, а в тучных мощных запасы гумуса достигают 600-650 т/га. Следует отметить, что 63-65% запасов гумуса сконцентрировано в верхней полуметровой толще (Ахтырцев Б. П., Ахтыр-цев А. Б., 1993). Черноземы Окско-Донской равнины характеризуются более высокими запасами гумуса, чем черноземы Среднерусской возвышенности. довольно заметное снижение содержания гумуса. Мощность гумусовых горизонтов в основном составляет 60-80 см, а содержание гумуса в горизонте А колеблется от 7 до 10%, снижаясь в горизонте АВ до 3-5%. С глубиной содержание гумуса снижается заметнее, чем в черноземах типичных. Мощность гумусового горизонта в черноземно-луговых почвах меньше, чем в лугово-черноземных, и составляет 50-70 см, в том числе мощность горизонта А равна 35-40 см. Содержание и состав гумуса лугово-черноземных почв характеризуется зональными особенностями. Так, на севере Окско-Донской равнины преобладают лугово-черноземные выщелоченные среднемощные (70-80 см) среднегумусные (6,4-7,2%) почвы с запасом гумуса в метровой толще до 500 т/га, В южной части равнины распространены лугово-черноземные обычные тучные и среднегумусные мощные и среднемощные почвы. Встречаются, среди этих почв карбонатные и выщелоченные лугово-черноземные почвы. Среднее содержание гумуса в тучных мощных лугово-черноземных почвах колеблется от 8,4 до 10,2% в горизонте А. В зависимости от содержания гумуса и мощности гумусового горизонта запасы гумуса в этих почвах колеблются от 540 до 600 т/га, а в тучных мощных лугово-черноземных почвах достигают 750 т/га. запасов, и содержание гумуса в пахотных почвах на 1,5-2,5% меньше, чем на целине. Таблица Относительный состав гумуса почв Окско-Донской равнины, % ГК ФК И. О. СпсСфк Всего в том числе Всего ГК-1 ГК-2 1а 1 2 0-10 4,55 39,3 3,3 31,9 15,7 2,9 1,6 6,5 45,0 2,5 20-30 4,25 39,5 2,5 32,3 19,2 3,2 1,5 7,7 41,4 2Д 0-10 3,63 40,9 8,5 27,5 13,5 2,2 3,6 5,5 45,6 3,0 20-30 3,37 43,. 0 5,4 32,9 13,9 2Д 1,2 6,4 43,1 3,1 0-20 3,64 53,0 8,0 37,0 17,7 1,5 4,4 6,7 29,3 3,0 25-35 2,. 74 53,2 6,7 38,1 17,8 3,0 4,9 5,0 29,0 3,0 0-20 5. 54 53,2 6. 6 36,0 13. 8 3,5 2,5 4,0 33,0 3,8 23-33 3,08 61,9 3,4 51,3 20,7 4. 4 2,2 6,3 17,4 3,0 Черноземно- луговая почва 0-24 4,45 58. 5 9,2 40,2 13,8 1,8 3,7 2,4 27,7 4,3 25-35 4,52 58,7 7,8 40,8 13,6 1,9 5,1 1,3 27,7 4,3 Из приведенной таблицы видно, что содержание гуминовых кислот в них составляет 39-43%, а фульвокислот, как правило, не превышает 20%, и, следовательно, отношение СгьсСфк колеблется в гумусовых горизонтах от 1,9 до 3,1. Глубина гумификации, фракци-онно-групповой состав гумуса черноземов, как и других почв, в значительной мере зависит от гранулометрического состава почв. Повышение содержания физического песка изменяет условия гумификации растительных остатков и закрепления новообразованных гумусовых кислот, что приводит к снижению абсолютного содержания различных групп гумусовых веществ, гуматов кальция и повышению степени подвижности гумусовых кислот, повышению относительного содержания фульвокислот и, как следствие, приводит к сужению отношения Сгк : Сфк. Черноземы региона характеризуются высокой степенью гумификации органического вещества и, как правило, гуматным типом гумуса; иногда отмечается фульватно-гумат-ный тип гумуса (Сгк : Сфк = 1,7-1,9). Содержание первой фракции гуминовых кислот (подвижных) очень низкое или низкое (2,5-8,5 % общего углерода почвы), а что касается гуматов кальция (фракция 2),то черноземы характеризуются высоким или очень высоким их содержанием. Таким образом, следует отметить, что черноземы Окско-Донской равнины тяжелого гранулометрического состава характеризуются повышенным содержанием и запасами гумуса, благоприятным составом гумуса. Это положительно отражается на физических и физико-химических свойствах черноземов. Однако, как показали наши исследования, интенсивное и далеко но всегда рациональное использование черноземов в сельскохозяйственном производстве отрицательно сказывается на содержании, запасах и составе гумуса этих почв. Лутово-черноземные и черноземно-луго-вые выщелоченные почвы характеризуются широким отношением Сгк : Сфк в гумусовом (3,6-4,3) и переходном горизонтах и постепенным уменьшением его вниз по почвенному профилю до 2,0-2,2. По общему содержанию гуминовых кислот лугово-черноземные почвы не уступают черноземам выщелоченным. Однако по сравнению с черноземами насыщенность гумуса кальцием в этих почвах недостаточно высокая. Лугово-черноземные почвы по составу гумуса в отличие от черноземно-лу-говых довольно близки к черноземам выщелоченным и типичным: в них значительная доля приходится на гуматы кальция, но уменьшается содержание подвижных гуминовых кислот. В верхних горизонтах лугово-чернозем-ных почв содержание подвижных гуминовых кислот достигает 15% их общего количества, однако вниз по профилю оно снижается в 4-6 раз. В группе фульвокислот этих почв преобладают малоподвижные фракции, на долю которых приходится до 60-70% общего содержания этих кислот. Гумус лугово-черноземных и чернозем-но-луговых почв южной части Окско-Донской равнины отличается от северных аналогов почв меньшей подвижностью, большей насыщенностью гуминовых кислот кальцием, повышенным содержанием негидролизуемого остатка и гуминовых кислот; отношение Сгк: Сфк возрастает. Следует отметить, что для лугово-черноземных и черноземно-луговых почв характерна более значительная глубина гумификации, чем в черноземах: если в черноземах отношение Сгк : Сфк обычно не превышает 2-2,5, то в лугово-черноземных и черноземно луговых оно достигает 3,5-4,3. на территории равнины. в значительной мере уровень почвенного плодородия. Все это влияет на условия произрастания естественной и культурной растительности, на интенсивность прироста биомассы, определяя условия жизни животных и человека. Кроме того, значительное содержание в гуминовых кислотах функциональных групп определяет их высокую поглотительнуо способность; гуминовые кислоты образуют с тяжелыми металлами комплексные соединения, исключая их на длительный период из биологического круговорота веществ и значительно снижая в почве концентрацию подвижных форм тяжелых металлов. В этом также заключается важная экологическая роль почвенного гумуса. этих почв в сельском хозяйстве без достаточного количества органических и минеральных удобрений ведет к потере содержания и запасов гумуса, к изменению в неблагоприятную сторону состава гумуса. Оптимизация гумусного состояния почв важна также и в том отношении, что почвы и особенно их органическое вещество играют большую роль в экологической ситуации территории. При решении вопросов оптимизации гумусного состояния почв важно достигнуть не только оптимального содержания гумуса, но и сохранить в общих чертах соотношение в почве различных групп и фракций гумуса, характерное для целинных почв. К основным мероприятиям, направленным на оптимизацию гумусного состояния почв, следует отнести мероприятия по борьбе с водной и ветровой эрозией почв, внесение достаточных доз органических и минеральных удобрений, введение в севообороты культур, наиболее обогащающих почву органическим веществом: зернобобовых и многолетних трав. Список литературы Гришина Л. А., Орлов Д. С. Система показателей гумусного состояния почв // Проблемы почвоведения. - М., 1978. - С. 42-47. Классификация и диагностика почв СССР. -М.: Колос, 1977. -224с. Шевченко Г. А., Щербаков А. П. Гумусное состояние черноземов ЦЧО // Почвоведение. - 1984. - №8. - С. 50-56.