ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2004, № 8, с. 918-926
УДК 631.417.2
ХИМИЯ
почв
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ГУМУСНОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ
И ИХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ГОРИЗОНТОВ*
© 2004 г. Д. С. Орлов, О. Н. Бирюкова, М. С. Розанова
Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, 119992, Москва, ГСП-2, Ленинские горы
Поступила в редакцию 19.09.2002 г.
Система показателей гумусного состояния почв является одним из необходимых критериев для оценки почв и земель. Изложены две системы показателей гумусного состояния почв. В переработанной системе показателей увеличено количество градаций для всех рассматриваемых показателей гумусного состояния почв, введены новые показатели: степень гумификации (ПГТ) и степень бензоидности (а), а также показатели, характеризующие условия гумификации: продолжительность периода биологической активности почв (ПБА) и величина рН водной вытяжки. Предлагаемая переработанная и уточненная система позволит не только характеризовать гумусное состояние почв, но и анализировать механизмы процессов гумусонакопления и гумусообразования.
Химический состав почв представлен тремя группами соединений. Это вещества ранее входившие в состав материнских пород; вещества, поступающие в почву с атмосферными и пылевыми осадками и, наконец, органические соединения, принадлежащие к различным классам соединений и накапливающиеся в первую очередь за счет остатков высших растений и в почвах, преобразуемые в гуминовые вещества.
Первая из этих подгрупп представлена преимущественно минералами и солями, вошедшими в состав почв за счет материнских пород, которые могут быть перемещены по почвенному профилю в процессе почвообразования или находиться в том же состоянии, в котором они присутствовали в материнской породе. Они могут быть трансформированы в результате различных химических процессов и реакций, протекающих в результате почвообразования.
Вторая подгруппа включает преимущественно оксиды углерода, образующиеся в атмосфере и поступающие в почвы с атмосферными осадками. В их составе могут быть также метан и другие углеводороды, а также оксиды азота и различные вещества техногенного происхождения, поступающие в атмосферу с промышленными и транспортными выбросами.
Наиболее актуальна третья группа, являющаяся практически чуть ли не единственным источником самых различных органических соединений, которыми теоретически и практически обусловлено как формирование гумусных гор. А1 фактически любых почв, так и образование и накопление в почвах специфических органических
соединений - гумусовых веществ. Именно эти ве-
*
Работа выполнена по гранту РФФИ < 02-04-48022.
щества придают почвам своеобразные облик и свойства, отличающие их от других природных тел.
Конечно, в природе часто встречаются и другого рода скопления органических веществ, например, в виде различных донных отложений, илов, торфяных масс, но по сумме различных признаков они не могут быть причислены к разряду почв. Если основываться на взглядах В.В.Докучаева, то собственно почвами должны считаться только наземные тела, сформированные при одновременном воздействии (участии) материнской породы, климатических факторов, растительных и животных организмов. При этом допускается влияние близко расположенных грунтовых вод, но только находящихся близко к поверхности, но не приводящих к полному затоплению территории.
Изложенные выше соображения должны служить исходной точкой при обсуждении тех признаков, которые можно принять в качестве минимально необходимого и в то же время исчерпывающего перечня показателей, характеризующих гумусное состояние дневных почвенных горизонтов, а также изменения свойств органического вещества почв по их генетическим профилям. Набор таких показателей ранее неоднократно обсуждался [6, 12]. Предложенная система показателей оказалась весьма удобной и полезной, поскольку способствовала обобщению многих ранее накопленных данных [4] но в то же время она оказалась очень ограниченной, поскольку предусматривала только небольшой набор уровней для различных показателей, явно сужающих признаки реальных почвенных образований как по их набору, так и по числовым пределам [1, 3, 12, 15-17]. Все это вынуждает обсудить новую,
уточненную и более расширенную систему показателей, пригодную не только для почв Российской Федерации, но и для почв всей нашей планеты. Такая система должна быть значительно более широкой.
В ранее опубликованной системе показателей есть ряд спорных моментов. Она требует существенного уточнения количественных пределов. Так, первые два показателя этой системы (табл. 1) были введены по желанию Л.А.Гришиной - это мощность лесной подстилки и соотношение запасов органического вещества в подстилке и профиле почв. По мнению другого автора этой системы, Д.С.Орлова, подстилка вообще не является почвенным образованием. Ее правильнее считать самостоятельным телом природы. Кроме того, мощность подстилки очень сильно зависит от хозяйственной деятельности и изобилия различных животных. Полное уничтожение подстилки не меняет тип и характер почвы, а мощность подстилки зависит от очень многих факторов, интенсивность которых практически не связана с генетическим типом почвы. Правда, в новейшем варианте "Классификации почв России" [7] целинные и пахотные почвы рассматриваются раздельно. Это не связано непосредственно с мощностью лесной подстилки. Поэтому при характеристике органогенных горизонтов почв даже это обстоятельство не позволяет считать подстилку почвенным горизонтом.
Первым показателем при характеристике любых почв, по нашему мнению, должна быть характеристика мощности верхнего гумусного (дневного) горизонта. Отсутствие данного показателя в прежней системе следует признать одним из крупнейших ее недостатков. Ясно, что очень трудно сопоставлять почвенные профили, в которых мощность гумусных горизонтов колеблется от нескольких первых сантиметров, как это имеет место в ряде подзолистых почв, до одного и даже более метров. Так, по классификации Пономаревой мощность дневного гумусного горизонта может достигать 100 см [15]. Если при этом использовать прежние принятые подходы, но с учетом реального разнообразия почв, то вполне возможно разделение почв по этому признаку не менее чем на 12-15 категорий. В этом случае, опять же в целях некоторого упрощения, целесообразно использовать только целочисленные уровни и ограничиться разделением почв по мощностям гумусовых горизонтов на ряд сравнительно простых уровней. В их числе могут быть очень маломощные гумусовые профили, где гумусовый горизонт не превышает 5 см, далее можно выделить ряд почв с мощностью до 10 см, 15 см и т.д. (табл. 2). Реже будут встречаться почвы с более мощными гумусовыми горизонтами, как это имеет место в приазовских черноземах, в которых
можно выделить варианты с большими мощностями гумусовых горизонтов.
Принципиальное значение имеет и среднее содержание гумуса в верхнем гор. А1. Расчет здесь может производиться послойно с выводом среднего значения, но ясно, что ранее приведенных степеней ее градаций явно недостаточно, особенно если принять во внимание особенности однотипных почв со сравнительно близкими уровнями накопления органического вещества. Для показателей о содержании и запасах гумуса в почвах ранее (табл. 1) было использовано пять градаций, что является явно недостаточным. Особенно когда речь идет об описании сходных по генезису почв. Это относится и к ряду других показателей гумусного состояния почв. По этим признакам приходится расширять диапазон величин и вводить более дробные градации для рассматриваемых показателей, которые более точно охватывают реальные почвенные типы. Эти предполагаемые уровни различного содержания и запасов гумуса представлены в табл. 2. Они значительно превышают и даже расширяют ранее приведенные уровни (см. табл. 1), но больше отвечают реальным свойствам почв и представляются значительно более удобными для большинства российских, а, может быть и многих мировых почв.
Распределение содержания гумуса по профилю почв практически остается неизмененным, хотя для этого показателя могут быть внесены некоторые дополнительные количественные градации. То же относится и к обогащенности гумуса азотом. Степень гумификации по названию и сути остается прежней, но параметры этого показателя должны быть расширены, что подтверждается аналитическими расчетами для многих почв России [12]. Что касается следующей графы: оценка типа гумуса, С гк/С фк, то этот показатель требует особого обсуждения. Ранее в нескольких опубликованных работах [9, 10, 12, 13,] было высказано мнение, подтвержденное экспериментально, что фульвокислоты, как особая группа соединений в свободном виде в почвах практически не существуют, хотя сам по себе показатель С гк/С фк очень удобен и характерен для типов гумуса очень многих почв, особенно при анализе зонального ряда почв. Правда, используемые при этом величины С гк/С фк теряют реальный физический смысл, но сами отношения по-прежнему практически удобны в классификационных целях. Одним из возможных вариантов замены этой величины может стать степень гумификации органического вещества, но, судя по всем накопленным данным, внедрение этого показателя в практику потребует различных и многочисленных исследований разнообразных почв многих природных зон. В настоящее время показатель - отношение С гк/С фк будет,
Таблица 1. Показатели гумусного состояния почв [6]
Признак
Уровень, характер признака
Пределы величин
Мощность подстилки, см (для лесных почв)
Отношение запасов органического вещества в подстилке и минеральном профиле
Содержание гумуса в минеральном профиле почвы, %
Запасы гумуса (т/га) в слое 0-20 см (0-100 см)
Профильное распределение гумуса в метровой минеральной толще
Обогащенность гумуса азотом, C : N
Степень гумификации органического вещества, С гк/С общ х 100%
Тип гумуса, С гк/С фк
Содержание "свободных" гуминовых кислот, % от суммы ГК
Содержание гуминовых кислот, связанных с Са2+, % от суммы ГК
Содержание прочносвязанных ГК, % от суммы ГК
„ „0.001 %ГК
Оптическая плотность гуминовои кислоты Е465нм 1см
Присутствие пигментов в гумусов
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.