Влияние растительных сообществ на характеристики гумуса серой лесной почвы г. Красноуфимска

Результаты  группового и фракционного анализа  представлены в таблице 3.

      В большинстве почвенных образцов сравниваемых почв содержание свободных  и связанных с подвижными полуторными  окислами гуминовых кислот выше, чем  гуминовых кислот, связанных с  глинистыми частицами.

       В составе гуминовых кислот почв под лиственным и смешанным лесом преобладает фракция гуминовых кислот, связанная с кальцием. В первой почве ее содержание варьирует от 1,5 до 24,4 %, во второй – от 4,1 до 23,7%, наибольшее количество черных гуминовых кислот приходится на нижнюю часть гумусового горизонта или на горизонт А₁А₂.

        Во фракционном составе сравниваемых почв березового и смешанного леса выявлены черты сходства, проявляющиеся в преобладании связанных с кальцием гуминовых кислот среди ГК и низким содержанием гуминовых кислот, связанных с глинистыми частицами. Среди фульвокислот преобладают ФК первой фракции, агрессивные ФК распределены по профилям почв сходным образом. Содержание различных фракций гумуса варьирует в изучаемых почвах в близких пределах.

       Гуминовые кислоты, связанные с глинистыми частицами, обнаружены в количестве 1,4-7,8% в почве березового леса и 0,7-6,5% в почве смешанного леса.

     Разброс количества свободных и связанных  с подвижными полуторными окислами гуминовых кислот в разрезе 12-09 составляет 0,9-8,3, в разрезе 13-09 – 2,5-11,3, т.е. содержание ГК1 варьирует в сравниваемых почвах в близких пределах. При продвижении вглубь почвенного профиля содержание бурых гуминовых кислот четко уменьшается, что, вероятно, связано с их нейтрализацией в слабощелочных условиях.

      Содержание агрессивной фракции гуминовых кислот гумусового горизонта несколько ниже, чем в подстилке, далее вглубь по профилю почвы

обоих разрезов количество подвижной фракции  ФК нарастает (до 8,5-9,2), что характерно для лесных почв. 

     Содержание  фульвокислот второй фракции варьирует в сравниваемых

почвах  за исключением одного образца от 0 до 6,2%.

      Среди фульвокислот в наибольшем количестве представлены ФК1, связанные с бурыми ГК. Наибольшие их количества составляют в разрезе 12-09 14,8%, в разрезе 13-09 – 17,0%.

       Таким образом, влияние современных растительных сообществ, различающихся присутствием хвойных деревьев, на фракционный состав гумуса серых лесных почв не обнаружено.

      Фульвокислоты третьей фракции сопоставляемых почв образуются в близких количествах (1,5-2,9% в лиственном лесу и 0,1-5,7% в смешанном лесу), что соответствует наименьшему содержанию среди фульвокислот.

4.5   Спектральные характеристики  гуминовых кислот

        Для каждого почвенного образца были получены спектры поглощения гуминовых кислот всех трех фракций в ультрафиолетовой и видимой областях.

      Электронные спектры поглощения гуминовых кислот в видимой и ультрафиолетовой части спектра имеют достаточно монотонный характер, но, несмотря на это, являются надежным признаком для сопоставления гуминовых кислот разного генезиса и, следовательно, могут служить для диагностики  почв.

     Для сравнительной количественной характеристики оптических свойств гумусовых кислот используют коэффициент Е^0,001ГК, который соответствует оптической плотности раствора с концентрацией углерода (или концентрацией гуминовой кислоты) равной 0,001 % при ширине поглощающего слоя L=1 см и длине волны 465 (454) нм.

        Другой показатель — отношение Е₄:Е₆ (коэффициент цветности) – соответствует отношению величин оптических плотностей (экстинций) при длинах волн 465 и 650 нм, он не зависит от концентрации углерода в растворе и является характерным для гуминовых кислот того или иного типа почв.

        Коэффициенты цветности Е4/Е6 для всех фракций гуминовых кислот двух изучаемых разрезов представлены в таблице 3.

        Отношения Е4/Е6 гуминовых кислот первой фракции почвы в березовом лесу варьируют от 4,2 до 11,2. В почве смешанного леса данный показатель для наиболее молодых гуминовых кислот изменяется в близких пределах – от 4,3 до 9,7.

        Наибольшие значения этого отношения в лиственном лесу  характерны для ГК подстилок, в них он варьируют от 10,0 до 11,2. В почве смешанного леса максимальное значение коэффициент цветности бурых  ГК достигает в одном случае в подстилке, в другом – в верхней части горизонта В, что указывает на большую долю периферической части в составе макромолекулы. Бурые ГК с наиболее зрелой ядерной частью обнаружены в нижней части горизонта АВ разреза 12-09 (коэффициент цветности 4,2) и горизонте А₀ разреза 13-09 (коэффициент цветности 4,3), последний факт не является типичным. Значения этого коэффициента в гумусовом горизонте, отражающем современные биоклиматические условия, колеблются от 6,2 до 6,9 в почве березового леса и в более широких, но в тех же пределах, от 5,9 до 7,3 в почве соснового леса.

        Отношение Е4/Е6 ГК фракции, связанной с Са, в почве лиственного леса варьирует от 3,2 до 6, 7, в почве соснового леса  – от 2,0 до 4,4. Самые низкие значения этого коэффициента, соответствующие наилучшей сформированности в макромолекуле гуминовых кислот ядерной части, приходятся на гумусовый горизонт почвенного профиля на первом участке и на середину иллювиального горизонта почвы второго участка. Ввиду того, что черные гуминовые кислоты закрепляются на месте своего формирования и не мигрируют по почвенному профилю, можно предположить, что самые зрелые гуминовые кислоты 2 фракции, обнаруженные в средней части горизонта В на глубине 23-33 см в почве смешанного леса  образовались в 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

прошлую эпоху почвообразования.

      Значения  коэффициента цветности в гумусовом  горизонте  в почве

березового  леса  составляют 3,3-3,6. Для почвы  смешанного леса значения этого коэффициента изменяются от 3,8 до 3,9. Таким образом, черные гуминовые кислоты современного горизонта гумусообразования серой лесной почвы г. Красноуфимска на участке под лиственным лесом отличаются от таковых на участке под смешанным лесом большей зрелостью макромолекулы, т.е. более развитой ароматической частью.

        Установленное для ГК третьей фракции почвы березового сообщества отношение Е4/Е6 изменяется от 3,6 до 7,4, смешанного леса – в более широких пределах от 2,3 до 7,7. Значения коэффициента в гумусовом горизонте на первом участке колеблются от 3,6 до 5,3, на втором – в тех же, но более узких пределах от 3,8 до 4,2.

        Следы гидроморфизма, устанавливаемые по наличию максимумов в кривых светопоглощения при длинах волн 281, 430, 448, 568 и 613 (Орлов, 1990) в исследуемых почвах не обнаружены.

       Таким образом, пределы изменения коэффициента цветности для ГК первой и третьей фракции сравниваемых почв близки. Гуминовые кислоты фракции, связанной с Са, в почве лиственного леса характеризуются менее развитой ядерной частью по сравнению с таковой в смешанном лесу. Что касается черных гуминовых кислот современного горизонта гумусообразования серой лесной почвы Красноуфимска, то на участке под лиственным лесом они отличаются большей зрелостью макромолекулы, т.е. более развитой ароматической частью. 
 
 
 
 

Заключение

В результате изучения серой лесной почвы окрестностей г. Красноуфимска следующие выводы:

1. Значения рН водной вытяжки гумусового горизонта почв,

соответствующего  современным биоклиматическим условиям,  под лиственным и смешанным лесом  соответствуют слабощелочным-щелочным условиям.

2. Гумусовый горизонт почвы, формирующейся под березовым лесом,

имеет большую мощность.

3. Запас гумуса в почвенном слое 0-20 см под  сравниваемыми  

сообществами  соответствует одной градации (средний).

4. Содержание различных фракций гумуса варьирует в изучаемых

почвах  в близких пределах.

5. Черные гуминовые кислоты современного горизонта

гумусообразования на участке под лиственным лесом отличаются большей зрелостью.

     6. Тип современного лесного сообщества не оказывает влияние на такие характеристики серых лесных почв как значение рН гумусового горизонта, запас гумуса в слое 0-20 см.

7. Березовое сообщество по сравнению с сообществом смешанного леса

способствует  образованию гумусового горизонта  большей мощности и гуминовых кислот второй фракции с более развитой ароматической частью макромолекулы. 
 
 
 
 
 

Список  литературы

1. Александровский А.Л. Эволюция почв Восточно-Европеиской равнины в голоцене./ А.Л. Александровский.-М.: Наука, 1983.-150 с.
2. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв / Е.В. Аринушкина. – М.: Издательство Моск. ун-та, 1970. – 487 с.
3. Ахтырцев Б.П. Лугово-черноземные палеопочвы эпохи бронзы окско-донской лесостепи. / Б.П. Ахтырцев, А.Б. Ахтырцев. // Почвоведение. – 1990. - №7. – С. 26-38.
4. Геоморфологическая карта Урала, М 1:500000 / УТГУ, Свердловск, 1978.
5. Глинка К.Д. Материалы по естественноисторическому исследованию Воронежской губернии./ К.Д. Глинка. - СПб., 1918.-32 с.
6. Дергачева М.И. Органическое вещество почв: статика и динамика./ М.И. Дергачева. – Новосибирск: Наука, 1984.-155 с.
7. Дергачева М.И. Органическое вещество ископаемых почв./ М.И. Дергачева, В.С. Зыкина. – Новосибирск: Наука, 1988.-129 с.
8. Дергачева М.И. Археологическое почвоведение. / М.И. Дергачева. – Новосибирск: Изд-во СОРАН, 1997.-228 с.
9. Дергачева М.И. Гумус и голоцен-плиоценовое почвообразование в Предбайкалье./ М.И. Дергачева, Н.В. Вашукевич, Н.И. Гранина. – Новосибирск: Изд-во СОРАН, Филиал «Гео», 2000.-204 с.
10. Дергачева М.И. Методы почвоведения в археологических исследованиях: Учеб.-метод. Пособие. / М.И. Дергачева. -  Новосибирск гос. ун-т, ин-т археол. и этногр. СОРАН, ин-т почвовед. и агрохим. СОРАН. Новосибирск, 2007.-97 с.
11. Деревянко А.П. Археология, геология и палеогеография плейстоцена и голоцена Горного Алтая. / А.П. Деревянко, С.В. Глинский, М.И. Дергачева и др. – Новосибирск: Изд-во ИАЭТ, 1998б.-312 с.
12. Добровольский В.В. Практикум по географии почв с основами почвоведения. / В.В. Добровольский. – М.: гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001. 144 с.
13. Докучаев В.В. Русский чернозем. / В.В. Докучаев. – СПб., 1883. 376 с
14. Золотун В.П. Развитие почв юга Украины за последние 50-45 веков: автореф. Дис. Д-ра геогр. Наук. / В.П. Золотун. – Киев, 1974. 74 с.
15. Иванов И.В. Методы изучения эволюции и возраста почв. / И.В. Иванов, А.Л. Александровский. – Пущино: Изд-во НЦ БИ АН СССР, 1984. 54 с.
16. Иванов И.В. Эволюция почв степной зоны в голоцене. / И.В. Иванов. – М.:, 1992. – 144 с.
17. Камышев Н.С. Растительный покров Воронежской области и его охрана. / Н.С. Камышев, К.Ф. Хмелев. – Воронеж: изд-во Воронеж. ун-та, 1976. 181 с.
18. Качинский Н.А. Механический и микроагрегатный состав почвы, методы его изучения. / Н.А. Качинский. – М.:, 1958. – 192 с.
19. Ковда В.А. Основы учения о почвах. / В.А. Ковда. – М.: Наука, 1973. Т.1. 447 с.
20. Колесников С. И. Почвоведение с основами геологии: учеб. Пособие. / С.И. Колесников. – М.: Изд-во РИОР, 2005. 150 с.
21. Морозова Т.Д. Морфологическое изучение погребенных почв. / Т.Д. Морозова. – Почвоведение. 1963. №9. с. 49-56
22. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. /Д.С. Орлов. – М.: Изд-во Моск. гос. ун-та, 1990. 323 с.
23. Пономарева В.В. Гумус и почвообразование / В.В. Пономарева, Т.А.Плотникова. - Л.: Наука, 1980. – 222 с.
24. Пономарева В.В. Методика и некоторые результаты изучения состава гумуса в черноземах / В.В. Пономарёва, Т.А. Плотникова // / Ф.И. Козловский // Почвоведение. – 1968. – № 11. – С. 104-117.
25. Феденева И.Н. Диагностика позднеплейстоценовых палеоэкологических условий по признакам гумуса почв и отложений: автореф. дис. канд. биол. наук. / И.Н. Феденева. – Новосибирск, 1992. 19 с.
26. Фирсова В.П. Почвы Уралмашевского лесхоза Свердловской области / В.П. Фирсова // Лесные почвы Урала: Труды Института Биологии. Свердловск. – 1966. – Вып. 55. – С.47-68.