Органическое вещество почвы. Сравнительная характеристика органического вещества почв таёжной и степной зон

    Гумус содержит биологические активные вещества, которые стимулируют физиологические и биохимические процессы в растениях. На высокогумусных почвах вырастают растения с повышенным содержанием хлорофилла. Вытяжки солей гуминовых кислот (гумат натрия) являются стимуляторами роста растений. Их применяют в качестве растворов для опрыскивания, замачивания семян, полива растений. Вытяжки фульвокислот и их солей способствуют интенсификации поступления в растения элементов минерального питания.

    Огромное значение имеет гумус как фактор поглотительной способности почвы [9,20]. Чем больше в почве гумусовых веществ, тем выше ее емкость поглощения. В такой почве хорошо закрепляются катионы. Так, в богатых гумусом тяжело-суглинистых черноземах емкость поглощения достигает 50-60 м-экв/100 г почвы, а в бедных гумусом песчаных дерново-подзолистых почвах – всего 1-2 м-экв/100 г. Величина емкости поглощения в значительной степени характеризует уровень плодородия почвы.

    Органические вещества улучшают физические, химические и биологические свойства почвы, способствуют формированию агрономически ценной водопрочной структуры.

    Если почва богата кальцием, все гуминовые кислоты переходят в нерастворимую форму. Образовавшиеся гуматы кальция участвуют в создании водопрочной зернистой и мелкокомковатой почвенной структуры.

    Гумусовые вещества придают почве темную окраску, что способствует интенсивному поглощению солнечной энергии. Органическое вещество предохраняет почву от быстрой потери тепла, при разложении само выделяет энергию. Следовательно, богатые гумусом почвы имеют более благоприятный тепловой режим. Их называют теплыми почвами. И наоборот, почвы, бедные органическим веществом и гумусом, отличаются неблагоприятными тепловыми свойствами, слабо поглощают тепло и плохо его удерживают. Они получили название холодных.

    Гумусовые вещества почвы играют важнейшую роль в формировании почвенного профиля. В богатых гуминовыми кислотами и их солями почвах формируется хорошо выраженный гумусовый горизонт большой мощности с высокой поглотительной способностью.

    Рост и продуктивность растений зависят от количества гумуса в почве, значит в контуре растения-почва-плодородие-гумус, гумус играет замыкающую, главную роль. Запасы гумуса в почве могут быть пополнены только за счет естественных процессов гумификации, не поддающихся интенсивному искусственному стимулированию. Таким образом, гумусообразование и гумусонакопление выступают в роли стимулятора естественной функции почв к плодородию, а с другой стороны защищают почвы от биологического (бактериологического) загрязнения. Это связано с тем, что удивительным свойством – не изнашиваться, почва обязана своему плодородию – способности обеспечивать растения питательными элементами, водой и другими факторами жизни. 
 
 
 
 

    Глава 4. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ПОЧВ ТАЕЖНОЙ И СТЕПНОЙ ЗОН  

    Общей чертой климата таежно-лесной зоны является прохладное лето, положительный баланс влаги и промывной тип водного режима.

    Среди почвообразующих пород преобладают  ледниковые отложения.  Преобладающий тип растительности – хвойные леса, на западе – светлые со-сновые, на востоке – елово-пихтовые, а в Центральной и Восточной Сибири доминируют светлые лиственничные леса. Около 20% таежной зоны занимает болотная растительность.

    Биомасса  хвойных лесов значительна – 100-300 т/га, однако опад составляет лишь 3-7 т/га, а зольных элементов – лишь 50-80 кг/га. Характерен слой неразложившегося опада на поверхности почвы.

    На  хорошо проницаемых почвообразующих  породах в Восточной Европе  развиваются иллювиально-гумусовые и иллювиально-железистые подзолы со следующим строением: Ао-А2(3-7 см)-В1(h или Fe)-В2-С. На переходе к болотам образуются торфяно-глеевые почвы, то есть постепенно растет мощность слоя А и его оторфованность. На плохо дренируемых территориях развиваются поверхностно-глеево-подзолистые почвы Ао-А2g-В(g)-С.

    Подзолы образуются на песчаных и супесчаных породах. Значительная часть гумуса находится в подвижной форме, реакция сильнокислая. Типичные подзолистые почвы образуются под хвойными и смешанными ле-сами в условиях промывного водного режима при сезонном промораживании на суглинистых моренах, покровных суглинках, суглинистых делювиальных и элювиально-делювиальных отложениях кислых пород. Для их формирования характерно периодическое переувлажнение верхней части профиля весной при снеготаянии и осенью перед установкой снежного покрова.

    Окультуривание подзолистых почв связано с большими затратами на известкование, органические и минеральные удобрения, регулирование водного режима, создание мощного пахотного слоя Оно сопровождается не только коренными изменениями всех почвенных режимов, но и морфологических признаков, образуя культурные подзолистые почвы. В то же время под лесными насаждениями, на бывшей пашне верхняя часть пахотного слоя, расположенная непосредственно под подстилкой, превращается в подзолистый горизонт мощностью 5–7 см, т.е. происходит вторичное оподзоливание пахотного горизонта.

      В условиях Восточной Сибири  подзолистые почвы теряют свое  доминирующее значение, а их место  занимают кислые бурые таежные почвы (подбуры). Для подбуров характерен грубогумусный верхний горизонт, отсутствие осветленного горизонта, слабая дифференциация профиля. Они образуются в условиях замедленного биологического круговорота с малой величиной опада, который концентрируется в подстилке и оторфовывается. Гумус высокоподвижен, поэтому обнаруживается во всем профиле (2-3% на глубине  1 м). В процесс вмывания гумусовые вещества осаждаются в виде гумусово-оксидножелезистых соединений, образуют тонкие пленки на минеральных частицах, что придает бурый цвет всему профилю. [22,23]

    Суббореальный пояс занимает 1,5 млрд га, что составляет 14,9% общей площади суши. Большая часть пояса расположена в Северном, меньшая – в Южном полушарии. Зональные типы почв этого пояса: черноземы лесостепи и степи, каштановые сухих степей, бурые полупустынные, серо-бурые пустынные. Среди них встречаются лугово-черноземные, лугово-каштановые почвы, солонцы, солончаки, солоди, в отдельных провинциях – серые и бурые лесные.

    Черноземы занимают 1,7% суши (260 млн га), в том числе млн га— горные черноземы. Более половины этой площади расположено в СНГ, где на долю черноземов приходится 8,6% всех почв (191 млн.га).

    Черноземы – молодые почвы. По А.П. Виноградову (1969) они образовались в послеледниковый период, 10—12 тыс. лет назад, причем возраст гумуса верхних горизонтов составляет не менее 1 тыс. лет, а возраст глубоких горизонтов – не менее 7-8 тыс. лет.

    Коэффициент увлажнения на севере лесостепи около 1, в степной зоне – 0,5-0,6, т.е. полупромывной  тип водного режима в лесостепи меняется на непромывной в степи.

    Преобладающими  почвообразующими породами являются лессы, лессовидные и карбонатные суглинки. Гранулометрический состав преимущественно суглинистый. В Западно-Сибирской, Среднерусской и Казахстанской провинциях встречаются засоленные породы.

    По  характеру растительности в черноземной  зоне СНГ выделяют лесостепь с  луговой степью и остепненными лугами, разнотравно- злаковую и дерново-злаковую степь. Важнейшим признаком зоны является отсутствие леса и преобладание в составе растительного покрова многолетних, преимущественно плотнодерновинных злаков (ковыли, типчак, житняк и др.).

    Большую роль в формировании черноземов играет мезофауна, особенно дождевые черви  и землерои (суслики, сурки, полевки), число которых на пашне резко cокращается, но при этом возрастает численность микрофлоры.

    Черноземы континентальной фации образуют широкий пояс степных почв от Волги  до предгорий Алтая. По сравнению  с западной фацией они более гумусны, но имеют укороченный гумусовый горизонт.

      Черноземы резко континентальной фации (Восточная Сибирь и Центральная Азия) маломощные и малогумусные, засоление небольшое. Характерны надмерзлотное оглеение и мучнистая форма карбонатов. По запасам гумуса они в 2,0-2,5 раза беднее черноземов континентальной фации (200-300 т/га). Широко распространены бескарбонатные и малокарбонатные виды. При распашке в черноземах сильно уменьшается содержание гумуса, ухудшается структура, что требует мероприятий по их охране от деградации.

    На  виды черноземы делятся:

• по мощности гумусового слоя— сверхмощные (> 120 см), мощные (120—80см), среднемощные (80—40 см), маломощные (40—25 см), очень маломощные (<25 см);
• по содержанию гумуса — тучные (> 9%), среднегумусовые (9—6%), малогумусовые (6—4%) и слабогумусированные (< 4%);
• по степени выраженности сопутствующего процесса (слабо-, средне-, сильновыщелоченные; слабо-, средне-, сильносолонцеватые и др.).

      Несмотря на разнообразие черноземов по гранулометрическому составу, для них характерны и общие свойства.

    1. Нет существенных изменений гранулометрического состава по профилю. В минералогическом составе преобладают первичные минералы, среди вторичных -монтмориллонит. В илистой фракции содержатся окристаллизованные полутора-оксиды железа и алюминия, высокодисперсный кварц.

    2. Однородность валового химического  состава по профилю, иллювиальный

    характер  распределения карбонатов.

    3. Аккумуляция гумуса, азота, фосфора,  серы, микроэлементов в гумусовом слое и их постоянная убыль с глубиной. В составе гумуса преобладают гуминовые кислоты (Сгк : СфК > 1,5), связанные с кальцием. Максимальное содержание и запас гумуса имеют глинистые и тяжелосуглинистые черноземы.

    4. Черноземы имеют благоприятные  физико-химические свойства, так  как характеризуются высокой емкостью поглощения (60–70 мэкв/100 г), насыщенностью основаниями до 96% и вьше, в составе которых на долю кальция приходится до 85%, на долю магния – до 15–25%. Доля натрия может составлять 3–15% ЕКО.

    5.От  других почв черноземы отличаются  благоприятными физическими и физико-механическими свойствами благодаря высокой гумусированности и оструктуренности. В результате они имеют рыхлое сложение, высокую влагоемкость и теплоемкость, хорошую водопроницаемость.

    6. Зона распространения черноземов  – зона недостаточного увлажнения. Для черноземов лесостепи характерен периодически промывной режим, для черноземов степи – непромывной. Поэтому все агротехнические мероприятия должны быть направлены на накопление и сохранение запасов влаги.

    7. Черноземы отличаются от других  почв высокой биологической активностью, особенно при содержании их в виде черного пара, что может сопровождаться потерями нитратов.

    Среди черноземов встречаются пятна  лугово-черноземных почв, образовавшихся 6 в понижениях рельефа в условиях повышенного увлажнения. Их профиль близок к профилю черноземов (A1–(АВ)–B1–В2–С), они делятся на луговато-черноземные и лугово-черноземные. Последние отличаются более интенсивной (черной) окраской верхней части гумусового слоя. Эти почвы, за исключением солонцеватых и солончаковых, высокоплодородные, в них содержится 8–10% гумуса или 600–700 т/га запасов гумуса в слое 1 м. В составе гумуса преобладают гуминовые кислоты первой группы, они имеют отношение C:N, что обусловливает их более высокое плодородие по сравнению с черноземными почвами той же подзоны [22,23].  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

    Органические вещество почвы и процессы его трансформации играют важнейшую роль при формировании основных признаков и свойств почв. Органическое вещество почвы, аккумулируя огромное количество углерода, способствует большей устойчивости круговорота углерода в природе.

    Основным источником органического вещества в почве служат зеленые растения, которые ежегодно оставляют в почве и на ее поверхности большое количество органического вещества – растительный опад. Основным же источником первичного органического вещества, поступающего в почву под естественной растительностью, являются остатки растений.

    Превращение первичного органического вещества в гумус проходит путем химического и механического изменения, включенных в процесс минерализации. Основная часть органического вещества почвы представлена специфическими высокомолекулярными гумусовыми соединениями, появляющимися в процессе преобразования первичного органического вещества.

    Гумус осуществляет в почве тройственную функцию: физическую, химическую, биологическую

    Гумусовые вещества почвы играют важнейшую роль в формировании почвенного профиля и определяют плодородие почв, способность почвы к развитию и самовозобновлению, путем включения в биологический комплекс.