Гумусное состояние почв Красноярского края

Черные гуминовые кислоты связаны с кальцием. Значительная часть этих кислот остается в состоянии недоусреднения кальцием, проявляет повышенную растворимость в воде и мигрирует из горизонта A1 в среднюю часть профиля. Здесь гуматы кальция осаждаются на гранях ореховатых и призматических структурных отдельностей, придавая им темно-коричневую глянцевую лакировку.

В группе фульвокислот доминирует также фракций, связанная с кальцием (ФК-2). Неравномерно распределена в профиле почвы фракция ФК-1, входящая в полимерные комплексы с бурыми гуминовыми кислотами. “Агрессивные” фракции фульвокислот (ФК-1а) которых, кстати, больше всего в дерново-подзолистых почвах, также представлены в серых лесных почвах, достигая максимума в аллювиальном горизонте.

Благоприятные гидротермические условия, качество и количество поступающих в почву растительных остатков, большая численность и богатый видовой состав микроорганизмов обусловливает в зоне черноземных почв высокую интенсивность биохимических процессов в течение летнего сезона. Такие условия способствуют накоплению гумуса с высококачественным гуматным или фульватно-гуматным составом. Содержание гумуса в слое 0-20 см в черноземах различных административных районов края колеблется от 6,16 до 12,43%. Запасы гумуса в слое 0-20 см составляют 90-225 т/гa, в слое 0-100 см - 200-600 т/га .

Дрейф региональных различий черноземов по содержанию к запасам гумуса и отношению C:N бесконечно мал. Однако подтиповые различия черноземов по этим показателям прослеживаются довольно отчетливо. По содержанию, запасам гумуса к отношению C:N подтипы черноземов края располагаются в следующий убывающий ряд: оподзоленные - выщелоченные - обыкновенные - южные. Высокие запасы гумуса и энергии, аккумулированной в гумусе большинства подтипов черноземов, определяют не только высокое потенциальное плодородие, но в устойчивость их положительных качеств.

В оподзоленных черноземах зона преимущественного накопления гуминовых кислот охватывает гораздо большую часть профиля, чем в выщелоченных и обыкновенных. Господство фульвокислот и слишком узкое отношение ГК:ФК совпадает с резким уменьшением содержания гумуса. Значит, размеры накопления органического вещества в черноземах определяется величиной накопления гуминовых кислот.

Гумус изученных черноземов беднее гуминовыми кислотами, чем гумус европейских черноземов. Вместе с тем в гумусе этих почв значительную величину составляет нерастворимый остаток (гумины). Содержание гуминов находится в обратной зависимости от количества гуминовых кислот: чем больше в составе гумуса содержится гуминовых кислот, тем меньше содержится гуминов. Роль  гуминов в агрономической характеристике почв еще не оценена, хотя функции их в почвенных процессах многообразны.

Гумус черноземов имеет сложный многокомпонентный состав. В оподзоленных черноземах значительная часть гуминовых кислот извлекается при непосредственной обработке почвы 0,1 н NaОН (ГК-1). Это бурые гуминовые кислоты, генетически связывающие эти почвы с почвами, в которых имеет место подзолистый процесс. ГК-2 составляют 20-26% от общего углерода или 47-58% от суммы гуминовых кислот. В составе фульвокислот доминируют ФК-2, 36-50% от суммы всех фракций этой группы.

В полимерных комплексах гумусовых веществ выщелоченных и обыкновенных черноземов гуминовые кислоты  представлены фракцией, связанной с кальцием, тогда как однократной обработкой 0,1 н NaОН гуминовые кислоты извлекаются лишь частично.. Накопление в составе гумуса черных гуминовых кислот и небольшое  содержание бурых гуминовых кислот, как  правило,  сочетается с высоким содержанием в этих почвах обменного калия, вследствие чего основная роль в процессах закрепления почвенного гумуса принадлежит кальцию.

Итак, в черноземах края присутствуют все формы гумусовых соединений черноземного типа. Их гумусовый профиль имеет аккумулятивную направленность. Способность черных гуминовых кислот к миграции реализуется в оподзоленных и выщелоченных черноземах в большей мере, чем в упомянутых серых лесных почвах. Это приводит к увеличению содержания гумуса, формированию более растянутого гумусового горизонта с признаками языковатости и гумусовой лакировки на гранях структурных отдельностей. Однако провинциальные особенности черноземов описываемого региона нивелируют черты гумусообразования, характерные для европейских черноземов. Особенно это проявляется на примере обыкновенных черноземов края, в которых содержится меньше, чем в других подтипах черноземов, основного «красителя» почв - черных гуминовых кислот и отсутствуют условия для их миграции по профилю, что еще заметнее сокращает мощность гумусового горизонта.

 Количество и состав гумуса в почвах Красноярского края колеблются в широких пределах и представляют собой важный диагностический признак (Бугаков, Чупрова, 1995).

Средневзвешенное содержание гумуса в агропочвах, по данным ФГУ ГЦАС «Красноярский», равняется 6,5%. Содержанием гумуса до 4% характеризуются 16%, содержанием гумуса 4-8%-53% и содержанием гумуса более 8% - 31% пахотных массивов. Самыми гумусированными являются почвы в Балахтинском, Назаровском, Идринском и Шарыповском районах. Здесь на значительной площади (56-84%) распространяются почвы с содержанием гумуса более 8%. Почвы легкого гранулометрического состава в степной зоне (Шушенский, Минусинский), а также дерново-подзолистые и серые лесные почвы в таежной и северной части лесостепной зоны (Абанский, Богучанский, Дзержинский, Енисейский, Казачинский, Кежемский, Пировский, Тасеевский) отличаются пониженным количеством гумуса (менее 4%). Агрогенное использование почв региона приводит к ежегодным потерям гумуса, равным 0,23 т/га. По материалам 4 циклов агрохимического обследования эта тенденция усиливается. Если в третьем туре обследования достоверное снижение содержания гумуса фиксировалось только в одном Канском районе, то по результатам четвертого тура оно проявляется уже в семи (Казачинский, Ужурский, Шарыповский, Канский, Партизанский, Рыбинский, Шушенский) районах (Чупрова, Кураченко, Сорокина и др., 2012).

 

Заключение

Органическое вещество почвы - это совокупность живой (биомассы, мертвых остатков животных и растений, продуктов  их метаболизма и гумусовых веществ.

Превращение  органических остатков представляет собой совокупность различных процессов. Эти процессы разложения до полной минирализации с образованием углекислоты и воды,  и синтез более сложных органических соединений из более простых. Кроме того, в почве идут иные синтетические процессы, в результате которых продукты разложения подвергаются частичному окислению, полимеризации, уплотнению, соединению друг с другом. В итоге в почве образуются  совершенно новые вещества, не содержащиеся ни в исходных органических остатках, ни в продуктах микробного синтеза. Совокупность явлений, относящихся к последней категории, и носит по преимуществу название процесса гумификации.

Гумус - совокупность специфических и неспецифических органических веществ. Специфические гумусовые вещества представляет собой систему высокомолекулярных азотсодержащих органических соединений циклического строения и кислотной природы. Неспецифические гумусовые вещества представляют собой совокупность азотистых соединений, углеводов, лигнина, липидов, смол, дубильных веществ и органических кислот. Неспецифических органических соединений в гумусе не более 10-15%.

Групповой состав гумуса — это набор и количественное содержание групп специфических и неспецифических веществ, входящих в состав гумуса. Под группой веществ понимается совокупность родственных по строению и свойствам соединений. Важнейшими группами являются:

- гуминовые кислоты (с подгруппами черных (серых) и бурых ГК);

- гиматомелановые кислоты;

- фульвокислоты;

- гумин (условное наименование);

- группы неспецифических соединений.

Гумусное состояние почв - совокупность показателей, характеризующих содержание гумуса, его распределение по профилю, качественный состав и запасы. Для оценки количества гумуса используют: содержание гумуса в верхнем горизонте (%), его изменение по профилю почв и запасы (т/га). Основными показателями качественного состава являются: отношение Сгк:Сфк (тип гумуса), содержание отдельных групп (групповой состав) и фракций (фракционный состав), обогащенность гумуса азотом (в %) и ряд других. По отношению Сгк:Сфк различают следующие типы гумуса: гуматный (>1,5), фульватно-гуматный (1-4,5), гуматно-фульватный (1-0,5) и фульватный (< 0,5).

  Гумусное состояние дерново-подзолистых почв Красноярского края формируется при недостатке тепла, избыточном увлажнении, длительном и глубоком промерзании. Мощность гумусово-аккумулятивного горизонта небольшая, запасы гумуса в метровой толще низкие, 150-180 т/га, профильное распределение гумуса резко убывающее. Тип гумуса фульватный или гуматно-фульватный, превалируют подвижные фракции гумусовых кислот. Гумус дерново-подзолистой почвы отличается неблагоприятными для сельского хозяйства свойствами. Основными причинами неудовлетворительного состояния органического вещества этих почв можно считать небольшое  количество  поступающих в почву исходных гумусообразователей, плохие физико-химические показатели, являющиеся результатом развития подзолообразовательного процесса, и неблагоприятный для гумификации органических остатков биоклиматический  режим.

В серых лесных почвах Красноярского края складываются более благоприятные гидротермические условия, они богаты микроорганизмами, характеризуются довольно высокой биологической активностью в течение летнего сезона.

Это обусловливает высокую глубину гумификации органического вещества серых лесных почв, что приводит к большему образованию гуминовых кислот, чем в дерново-подзолистой почве. В серых лесных почвах уже фульватно-гуматный тип гумуса. Запасы гумуса в слое 0-20 см достигают 150 т/га, в слое 0-100 см - 380 т/га. В гумусе серых лесных почв практически отсутствует фракция бурых гуминовых кислот (ГК-1), преобладает фракция ГК-2.

Благоприятные гидротермические условия, качество и количество поступающих в почву растительных остатков, большая численность и богатый видовой состав микроорганизмов обусловливает в зоне черноземных почв высокую интенсивность биохимических процессов в течение летнего сезона. Такие условия способствуют накоплению гумуса с высококачественным гуматным или фульватно-гуматным составом. Содержание гумуса в слое 0-20 см в черноземах различных административных районов края колеблется от 6,16 до 12,43%. Запасы гумуса в слое 0-20 см составляют 90-225 т/гa, в слое 0-100 см - 200-600 т/га .

В черноземах Красноярского края присутствуют все формы гумусовых соединений черноземного типа. Их гумусовый профиль имеет аккумулятивную направленность.

Средневзвешенное содержание гумуса в пахотных почвах разных районов Красноярского края колеблется от 2,8 до 9,5%. Из разных природных зон края пониженное содержание гумуса отмечается в почвах подтаежной (5,0%) и Канской (5,3%) лесостепей. Высоким содержанием гумуса характеризуются пахотные почвы в Назаровской (9,0%) и Чулымо-Енисейской (8,3%) лесостепных зонах.

 

 

 

 

Библиографический список

1. Волошин, Е.И. Расчет баланса гумуса  и потребности в органических удобрениях в севооборотах / Е.И.Волошин, Ю.Ф. Едимеичев. – Красноярск: КрасГАУ, 2008. – 32 с.

2. Бугаков, П.С. Агрономическая характеристика почв земледельческой зоны Красноярского края / П.С. Бугаков, В.В. Чупрова.- Красноярск , 1995. - 176 с.

3. Гришина, Л.А.  Гумусообразование и гумусное состояние почв / Л.А. Гришина. – М.: МГУ, 1986. – 242 с.

4. Кауричев, И.С. Почвоведение / И.С. Кауричев,  Н.П. Панов, Н.Н. Розов и др. – М.: Агропромиздат, 1989. – 719 с.

5. Крупкин, П.И. Почвоведение6 курс лекций / П.И. Крупкин. – Красноярск: КрасГАУ, 2007. – 360 с.

6. Муха, В.Д. Агропочвоведение /  В.Д. Муха, Н.И. Картамышев, Д.В. Муха. – М.: Колос, 2003. – 528 с.

7. Орлов, Д.С. Химия почв / Д.С. Орлов, Л.К. Садовникова, Н.И. Суханова. – М.: Высшая школа, 2005. – 558 с.

8. Чупрова, В.В. Современное состояние земельных и почвенных ресурсов Красноярского края / В.В. Чупрова, Н.Л. Кураченко, О.А. Сорокина и др. // Почвы Сибири: особенности функционирования и использования. – Красноярск: КрасГАУ, 2012. – С. 13-37

9. Чупрова, В.В. Большой практикум по почвоведению с основами геологии / В.В. Чупрова, Н.Л. Кураченко, А.А. Белоусов и др. – Красноярск:  КрасГАУ, 2007. – 375 с.