ВЕСТНИК ЮЖНОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА РАН, Том 2, №2,2006, стр. 68-74
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 631.41
КАЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ГУМУСА ЛОКАЛЬНО ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫХ ПОЧВ СКЛОНОВ НИЖНЕГО ДОНА
© 2006 г» Л.П. Ильина1
Представлены результаты изучения качественного состава гумуса переувлажненных почв склонов (мочаров) и черноземных почв. Показано, что гумус изученных почв имеет единую генетическую природу. Установлено, что при локальном переувлажнении в почвах происходит увеличение подвижных фракций гумуса (ГК-1, ФК-1а, ФК-1), уменьшение фракций гумуса, связанных с обменным кальцием (ГК-2 и ФК-2) и увеличение фракций гумуса, связанных с устойчивыми формами оксидов и с глинистыми минералами (ГК-3, ФК-3), особенно фракций фульвокислот. Выявлено, что при переувлажнении формируются гуминовые кислоты с более конденсированным ароматическим ядром и меньшим количеством алифатических структур. Высокий коэффициент цветности фульвокислот подтверждает, что в них присутствует значительное количество алифатических структур.
Актуальность проблемы изучения трансформации черноземов Нижнего Дона при локальном переувлажнении обусловлена тем, что в настоящее время в степной зоне среди автоморф-ных почв получили широкое распространение локально переувлажненные почвы склонов, или мочаристые почвы. Это в первую очередь связано с антропогенным воздействием, так как в связи с интенсивным сельскохозяйственным освоением происходит агрогенная деградация почвенного покрова. Располагаясь пятнами различной конфигурации и размеров (от 12 до 15-20 га и более), мочаристые почвы нарушают однородность полей, задерживают сроки проведения весенних полевых работ, служат очагами сорной растительности. В настоящее время в черноземной зоне мочаристые почвы занимают площадь более 10 млн га. Наиболее широко они распространены в Молдавии, на юге и юго-запа-де Украины, Северном Кавказе. В Ростовской области эти почвы приурочены к восточным отрогам Донецкого кряжа и занимают площадь 60-80 тыс. га.
В связи с тем, что черноземные почвы при локальном переувлажнении подвержены быстрой эволюции, их всестороннее изучение является актуальным и значимым для решения вопросов генезиса, классификации, морфолого-генетиче-ских и физико-химических особенностей, процес-
1 Южный научный центр Российской Академии наук, Ростов-на-Дону.
сов трансформации органической и минеральной части.
Происхождение, режим, локализация, распространение, свойства локально переувлажненных почв склонов черноземной зоны являются результатом особого сочетания климатических, геоморфологических, гидрологических, антропогенных и агроценотических факторов.
Специфичность процесса гумификации в мо-чаристых почвах обусловлена развитием процессов слитизации, засоления, осолонцевания, оглеения. Взаимосвязь процессов увлажнения и иссушения оказывает значительное влияние на деятельность почвенной микрофлоры, характер поступления в почву органических остатков, биологическую активность почв, что в конечном итоге вызывает существенные сдвиги биохимических процессов. Все эти процессы оказывают непосредственное влияние на изменение гумус-ного состояния черноземов.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Объектами исследований были локально переувлажненные почвы склонов, залегающие в комплексе с зональными черноземами обыкновенными карбонатными Октябрьского, Матвее-во-Курганского, Пролетарского районов Ростовской области.
Необходимо отметить, что почвенные разрезы закладывались преимущественно в гидроцентре, как наиболее измененной части локально
переувлажненного участка, поскольку почвенный покров мочаров и окружающих их черноземных почв имеет единую генетическую природу и соответствует различной степени преобразо-ванности исходных почв вследствие их подтопления [1, 2].
Лабораторные исследования отобранных образцов выполняли по общепринятым методикам [3]. Кроме анализов, выполненных общепринятыми методами, проводили следующие исследования: содержание, состав гумуса определяли по методу Тюрина в модификации Орлова-Грин-дел ь [4], фракционно-групповой состав гумуса (С фракций гумуса, в % к С^ почвы) по методу Тюрина в модификации Пономаревой и Плотниковой [5], оценку гумусного состояния проводили по методике Орлова [4,6], определение коэффициентов цветности (^-величины гумусовых кислот на 0,001%-ный раствор сухого беззольного вещества) спектрофотометрическим методом по Орлову [4].
Гумус неоднороден по составу, что предопределено степенью разложения органических веществ, характером их превращений и обусловлено связями гумусовых соединений друг с другом и с минеральной частью почвы. Схема анализа состава гумуса по Пономаревой-Плотниковой предусматривает определение трех групп гумуса: гу-миновых кислот, фульвокислот и гуминов (не-гидролизуемого остатка). Гуминовые кислоты подразделяются на фракции: свободные и связанные с подвижными полуторными окислами (ГК-1); связанные с обменным калием (ГК-2); связанные с устойчивыми формами оксидов железа и алюминия, а также с глинистыми минералами (ГК-3). Фульвокислоты в свою очередь подразделяются на 4 фракции: 3 фракции фульвокислот, находящихся в полимерных связях с гу-миновыми кислотами соответствующих фракций и минеральными компонентами этих фракций, и 1 фракция - свободные фульвокислоты (ФК-1а). Негидролизуемый остаток (НО) находится обычно по разности [5, 7].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Особенности гумусного состояния изучаемых зональных черноземов обыкновенных карбонатных и локально переувлажненных (моча-ристых) почв склонов тесно связаны с их формированием в сухостепной зоне. Для них характерно повышенное содержание гумуса в верхних горизонтах и постепенное уменьшение с глубиной (табл. 1).
Как правило, мочаристые почвы более гуму-сированны по сравнению с окружающими их зональными черноземами обыкновенными карбонатными. Так, если в черноземе обыкновенном карбонатном в пахотном горизонте содержание гумуса 4,78%, вниз по профилю отмечено его постепенное уменьшение до 0,95%, то в лугово-бо-лотной мочаристой почве в верхних горизонтах содержание гумуса до 5,56%, а в нижележащих не более 1,64%.
В связи с тем, что мочаристые почвы в большинстве случаев формируются на склонах, то часто они бывают разной степени эродированно-сти. В результате проведенных исследований установлено, что эродированные мочаристые почвы имеют более низкое содержание гумуса - до 2,3%. Однако закономерность в распределении гумуса по профилю остается неизменной - степень гумусированности гидроморфных почв оказывается выше, чем в почвах, не испытывающих локального переувлажнения. Более высокая гу-мусированность мочаристых почв обусловлена их гидроморфизмом, также сказывается развитие более богатой луговой растительности, но решающую роль играет замедление процессов минерализации органических остатков и гумуса ввиду недостаточного количества кислорода в почве [8].
Повышенный и постоянно меняющийся уровень минерализованных грунтовых вод в мочаристых почвах приводит к развитию процессов засоления, осолонцевания и оглеения. Все эти процессы оказывают влияние на гумусное состояние почв, в частности, на качественный состав гумуса.
Исследованиями И.С. Кауричева, Е.М. Нозд-руновой [9], A.A. Драчук [10] и Е.В. Яровенко [11] установлено, что при избыточном переувлажнении почвенного профиля черноземов наблюдается тенденция к потере фракции гумуса, связанной с обменным кальцием, что в свою очередь приводит к ухудшению структуры, появлению слитизации, образованию гумусовых затеков в нижней части профиля. Нашими исследованиями подтверждается эта тенденция: по сравнению с черноземом обыкновенным все мочаристые почвы имеют меньшее содержание фракции гумуса, связанной с обменным кальцием, что и определяет их неблагоприятные физико-хими-ческие свойства.
A.A. Драчук [10], исследуя гидроморфные почвы склонов и водоразделов северной части Молдавии, выявил, что по фракционно-группо-вому составу гумуса гидроморфные почвы заметно отличаются от автоморфных. В гидроморфных аналогах чернозема по всему профилю гу-
т « а - ^ оо г» «о гч -н' о" о" о*
\о © ^ ^о сп
оо ^ ю тГ
-Г — <э о о'
М Ю Ю О*
« м « ш п о" о' о
2 3 8 5 3
ГЦ « « « (Ч ^ </1 — гп
(П л м « «
о. гп ^ 00 сч
го ?! ^
~ — О
о' СЧ £ П N т
СП ^
Г- — ОС О см
М •<)• ^ N м
сТ чо оС
N м т ^
ГП О Ю С-1 СП О «П СП О V©
5 3
3
ю <л о г-
» ф й й
« Г; Й ^ « ^ 00 « о
Г- 00 Д Д
Г- Г- >Л1 —'
5 тг п » «
с 8 я
о 2 2
* 3 9
я 2 » .
> №
^ « ш
г^ ч* <ч ** сп
« ОО VI ОО 1П 1У-) чО
« 2
£ $
3
»о о
и
т |
о.
ЕГ
«л ^ м м
^ СЧ «
« И N N Л
Г- СЧ
^ » Оу гч
С4 ч-ч (Ч »Л «-Г
^ ^ П N N
СЧ г)- Ю О1* СП
Ч. Ч
« Й щ' /
I
I
§
в
о
ь
ч
о
X
¡Г
СП Г- Г- Ю V© ГЧ Г-; 00 \Т
1Л К ОО » 2
о ^ 00 Сг ® "I 1 « <ч сп сп
8
СП 3 <§ ^ Г- Г) сп гп
сч оо гн г-\о "П ^ N » К К \С « 1Л
1Г1 1С О № 5
(Ч <4 СП СП ГП
т »п « м N ^
«гГ <4 V©
О П М М Ч
1 | 3 Р 3
2 2 ^
<ч
г-
2
N N ^ 00 № «1 N н н
00 00
Ч <1 ^ "1 Ч
ОО" »Л N в N
N М N н и
«П ^ N ^О ^ ^ Л
О 00 »Л О ем
СП 00 1Л О
м ^о ^ ^с ^
Л N N « н
^01 СЧ «Л »-н гп ч-н .—«
«л сп сч сч
N 00 « ^ н
СП -Н ^ 00 г-' чо гп см'
сч <ч —< о
8
N П N « ^ ^
сч~ Ы —* —* о
М М N н О
М Ш Ш N 1П ^ ^ « » »
т N О*
чо оо
ОС
СП СП СЧ о"
N
Р- » Р»
V© ^ г- сч ^
VI 00 г^ г^ V©
«Л "3-* ГП СЧ* ~
О «Л
2 2
о
«О N
_ - . о <Л
сч ^ 05 оо
О «О О щ ^Н
2 2 2 2 3
сч гп 1л г-
о о о
3 2 !
СЧ СП
о
О (Ч
С фракций гумуса, % к С^ц почвы
Ряс. 1. Содержание гуминовых кислот (ГК) и фульвокислот (ФК) в черноземе обыкновенном (I), черноземно-луговой моча-ристой почве (П) и лугово-болотной мочаристой почве (Ш)
мус фульватно-гуматного типа и для всех моча-ров характерна прочная связь гумусовых веществ с минеральной частью.
Е.В. Яровенко [11] показал, что развитие мо-чаристости как вторичного процесса в черноземных почвах вызывает деградацию их исходных свойств. Хотя в целом мочаристые почвы черноземной зоны Левобережной Украины близки к черноземам по фракционно-групповому составу гумуса, в то же время с усилением гидроморфиз-ма в качественном составе гумуса происходят заметные изменения, в связи с чем соотношение Ок : СФК сужается. В черн
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.