Содержание гумуса в почвах Присулакской низменности

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

СОДЕРЖАНИЕ ГУМУСА В ПОЧВАХ ПРИСУЛАКСКОЙ НИЗМЕННОСТИ

Абдусаламова Р. Р., аспирант. Прикаспийский институт биологических ресурсов ДНЦ РАН, Гасанов А.Р., д.б.н., профессор, Дагестанский государственный университет1, ЧОО ВО «Социально-педагогический институт», г. Дербент2.

Аннотация. Исследования состава гумуса являются необходимым условием создания базы данных для мониторинга почв, выявление функциональной роли группового и фракционного состава гумуса и ее коррелятивной связи с климатическими условиями. Преобладание гуминовых кислот над фулвокислотами в составе гумуса почв характерна засушливым условиям недостаточного увлажнения; превышение величины фульвокислот над гуминовыми - наблюдается в зоне избыточного климатического увлажнения. Близкие величины по содержанию гуминовых кислот и фульвокислот обнаружены в почвах оптимального увлажнения. Ключевые слова: состав гумуса, геологические эпохи, поведение почв, возраст, морские террасы.

THE CONTENT OF HUMUS IN THE SOIL SULAK LOWLAND

Abdusalamovа R.R., a graduate student, Caspian Institute of Biological Resources, Dagestan Scientific Center RAN.

Hasanov A.R., doctor of biological sciences, professor.

Dagestan State universiteti, Socio-Pedagogical Institute of Derbent2.

Annotation. Research of humus properties and contents is principle in the theory of soil development in time and space. Its theoretical base is detection of functional role of group and fractional humus content and its correlation with climatic conditions. Predominance of humic acids on fulvic in humus composition is typical for dry conditions with insufficient humidification. Surplus of fulvic value on humic acids is observed in excess climatic humidification zone. Similar entities with humic and fulvic acids are observed in soils with optimal humidification in steppe zone. Key words: humus content, geological eras, soil development, age, sea terrace.

При подготовке базы данных по современным, погребенным и ископаемым почвам органическое вещество воспринимается в качестве основного показателя, позволяющего проследить процесс формирования почвенных профилей, горизонтов в их историческом развитии. Почвенные образования различных природных зон по морфологическим признакам представляют аналогичные объекты модельных опытов, отражающие влияние времени на их функционирование. Гумусооб-

разование, почвообразование тесно связаны между собой, проходящими ряд стадий, состоящих из элементарных почвообразовательных процессов. Сочетание их зависит от динамики биоклиматических изменений, а так же продолжительности и частоте смены циклов трансгрессии, регрессии Каспийского моря [4]. Полигенетическое происхождение почв объясняется наложением признаков, предшествующих стадии почвообразования - с одной стороны и сохранением унаследованных показателей - с другой [9].

Современные почвы находятся в зоне активного действия процессов гумификации на сформировавшую ранее систему гумусовых веществ [12]. Погребенные и ископаемые почвы лишены влияния современного процесса гумификации и в них отсутствуют процессы обновления гумусовых веществ. Они содержат органическое вещество, свойства которого сформировались в условиях прошлого геологического отрезка времени при интенсивном развитии процессов почвообразования. Несмотря на изменения характерные гумусовым веществам погребенных и ископаемых почв, сравнительный анализ древних разновозрастных гумусовых веществ позволяет наметить пути для определения диагенетических преобразований.

Выявление показателей характеризующих диагенез органического вещества и взаимосвязь возраста с гипсометрией территории впервые используются нами в разработке теории поведения почв на примере морских террас западного Прикас-пия. Значимость показателей органического вещества сводится к тому, что генетические, биологические, экологические свойства современных, погребенных и ископаемых почв могут служить достоверным признаком для диагностики прошедших стадий единого почвообразовательного процесса. Кроме того, показатели органического вещества индицируют условия образования почв, как самостоятельного стратиграфического горизонта геологических пород. [5].

Объекты и методы исследования

Почвы восточной части Присулакской низменности, представленные различной степени обеспеченности питательными веществами под естественной растительностью. Содержание гумуса, азота, фосфора, калия, особенно доступные формы рассматриваются как почвенные ресурсы обеспечивающие накопление фитомассы изменения соотношения длительность вегетации отдельных видов растений и их сообщества.

Были заложены почвенные разрезы на разном расстоянии от побережья Каспийского моря по трассе Сулак-Бабаюрт.

Для обработки аналитических данных использовались общепринятые методы для определения содержания и состава гумуса почв каштанового типа с применением общепринятых методов работы полевых исследований с применением современных достижений в области химии органического вещества [11, 12]. Для определения характера распределения гумуса и его связей выявлены следующие признаки: сложение, окраска, форма агрегатов, карбонатные новообразования. В отличие от современных почв в погребенных слоях выделяются 2 группы отложений по свойствам органического вещества. К первой группе отнесены консервативные (стабильные) показатели группового состава гумуса - степень и динамика гумификации и содержание органических веществ остаточного гидроморфизма.

Во второй группе объединены содержание общего органического углерода, фракционного состава гумуса и физико-химические свойства гуминовых кислот.

Для познания свойств органического вещества и диагностики погребенных почв с разработкой палеогеографических реконструкций рекомендуются использовать отношение СГК:СФК, как главного показателя возраста морфологически выделенных горизонтов.

Обработка материала и обсуждение результатов

Присулакская низменность входит в состав Терско-Сулакской подпровин-ции Дагестана и представляет собой аллювиальную слабоволнистую равнину с гипсометрическими отметками от - 26 до 100 м над уровнем моря. Она сформировалась под влиянием трансгрессий и регрессий Каспийского моря и аккумулятивной речной деятельности реки Сулак.

Результатами исследований установлено, что отношение содержания гуми-новых кислот к фульвокислотам является достоверной характеристикой органического вещества современных, погребенных, ископаемых почв.

При этом огромное значение имеет использование данных по современным почвам для интерпретации и прогноза изменений происходящих в профиле древних почв Прикаспийской низменности. Профильные показатели соответствуют параметрам первой группы признаков и отражают тип климатического увлажнения. Климатические условия способствуют формированию водных, воздушных свойств, каштановых почв характерных для зоны недостаточного увлажнения с непромывным типом водного режима [1].

Групповой состав гумуса, гуминовые кислоты, фульвокислоты относятся ко второй категории признаков, способных долго сохраняться неизменными. Свойства третьей категории почвенных гуминов способствуют стабилизации гумусового состояния, сохраняя первичные (до погребения) показатели, формируя поведение (реакцию) почвенных индивидумов во времени. Стабильность, устойчивость гуминов предполагает генетическую их связь с геологической породой, как надежного признака гумусообразования. Для характеристики содержания и состава гумуса приводятся данные по каштановым почвам, полученные А.С.Солдатовым [11], М.Е. Котенко [5] и З.Г. Залибековым [6,7].

Анализы проведены с охватом подтипов каштановых почв, распространенных в Терсо-Кумской и Терско-Сулакской дельтовой равнине (табл. 1).

Максимальное количество гумуса выявлено в темнокаштановой выщелоченной почве 4,8-4,9% при заметном уменьшении с глубиной. Гуминовые кислоты (относительно процентному содержанию углерода) отличаются уменьшением с глубиною, иллюстрируя влияние почвообразующих пород и острого недостатка атмосферных осадков. В фракционном составе гуминовых кислот у светлокашта-новых карбонатных почв выявлено значительное количество первой фракции, связанной с щелочными и щелочноземельными металлами (№, ^ Ca, Mg). Общая тенденция их увеличения указывает на индицирующую роль типов климата соотношений фракций гуминовых кислот в разработке палеоклиматических реконструкций. Максимальные показатели почвенных гуминов у светлокштановых почв (по отношению Сорг) достигает 30,08-31,08%, объясняя важную роль в их формировании в условиях острозасушливого климата (табл.2).

Таблица 1

Содержание гумуса и фракционный состав гумиовых кислот каштановых _почв Прикаспийской низменности, % Сорг_

Разрезы, Почвы Гумус Гумино- Гумины Фракции

глубины вые ки- 1 2 3 сум-

см слоты ма

12 Темно-

0-10 каштановая вы- 4,08 16,30 43,61 2,30 10,98 6,82 19,70

23-30 щелоченная 1,37 12,00 41,18 2,15 12,04 4,71 19,10

40-50 0,95 19,1 35,11 1,80 9,80 3,15 13,55

7 Темно-

0-5 каштановая кар- 4,59 27,31 46,47 12,18 12,00 3,53 27,71

5-12 бонатная 2,30 24,18 43,04 16,45 9,11 5,70 31,26

30-40 1,50 17,84 42,95 10,80 10,82 6,89 28,51

548 Каштановая со-

0-10 лонцеватая 3,04 26,09 45,22 2,40 10,58 4,82 17,82

25-35 1,97 29,71 43,13 2,01 12,94 4,71 19,66

40-50 0,91 18,55 41,40 1,80 9,60 3,80 15,20

64 Светлокаштановая

0-5 карбонатная 1,12 31,8 неогр. 3,4 20,3 7,6 31,80

5-10 0,93 30,8 то же 3,2 20,2 7,4 30,80

Таблица 2

Разрезы, глубины, Почвы Фракции Сумма

см 1 2 3

12 0-10 23-30 40-50 Темно-каштановая выщелоченная 10,57 15,29 10,01 9,25 7,11 3,96 3,88 2,79 19,82 22,40 12,80

7 0-5 5-12 30-40 Темно-каштановая карбонатная 19,53 8,23 12,03 - 9,93 8,23 5,27 29,47 16,46 17,30

548 0-10 25-35 40-50 Каштановая солонцеватая 9,95 9,56 7,11 3,79 3,48 2,15 7,11 6,96 4,57 13,74 13,04 20,00

64 0-5 5-10 Светло-каштановая карбонатная 6,97 5,94 4,55 3,17 6,17 5,11 17,69 14,22

Увеличение содержания вышеназванных элементов в гуминовых кислотах выступает в качестве интегрального показателя генетико-временного состояния почв морских террас. Влияние условий их почвообразования отражается на элементном составе гуминовых кислот, где преобладают гуматы Са, М§. Эти показа-

тели характеризуют общие черты, свойственные поведению (ощелачиванию) современных почв, приуроченных к геологическому отрезку по времени - голоцену. Информационные показатели гуминовых кислот и их динамика позволяют получать характеристику состава и свойств - с одной стороны и проводить оценку сохранности, устойчивости - с другой. Важное значение в диагностике гумусового состава почв имеет фракционный состав фульвокислот, как соединения, находящиеся в состоянии устойчивого функционирования.

Сравнивая первую фракцию фульвокислот с показателями других фракций можно отметить уменьшение абсолютной величины и неравномерное изменение по разновидностям почв. Максимальные показатели характерны к темно-каштановой карбонатной почве. В слое 0-5 см (разр. 7) определено 29,48% Сорг, где почвообразующая порода представлена легкосуглинистым гранулометрическим составом. Минимальное содержание третьей фракции характеризует доминирующую роль засушливого климата в гумусообразовании, ограничивая накопление фульватов алюминия и железа.

Особенностью фракционного состава фульвокислот является заметное уменьшение суммы всех фракций и долевого участия щелочноземельных металлов. Значительная сумма фракций фульвокислот темнокаштановых почв в поверхностном слое позволяет определить относительное превышение их возраста по сравнению со светло-каштановыми почвами.

Изменения, происходящие в свойствах почв по параметрам фульвокислот, являются одним из важных звеньев в исследовательских работах по созданию теории поведения почв во времени. Кроме того, этот показатель позволяет диагностировать признаки органического вещества и изменений, происходящих в определенной климатической зоне с соответствующими коэффициентами увлажнения и водно-тепловым режимом.

т-ч и о

В групповом составе гумуса темно-каштановой выщелоченной и каштановой карбонатной почвы преобладают гуминовые кислоты с соотношением СГК:СФК>1. Гуматная направленность почвообразования и наличие сдвигов в признаках зонального режима свидетельствуют о наступлении зрелой стадии формирования почв каштанового типа. Степень гуматности гумуса возрастает от каштановых к темно-каштановым, являясь одним из главных признаков поведения современных почв (табл. 3). Значительную часть гумусовых веществ представляют гуминовые и фульвокислоты 37,82-43,12% от общего углерода органического вещества. В темнокаштановых карбонатных почвах по сравнению с каштановыми обнаруживаются относительно высокое содержание гуминовых кислот, что связано с увеличением продолжительности почвообразовательных процессов, протекающих на разных геологических ярусах [2, 3].

Общее распределение гумусовых веществ по профилю характеризуется неравномерным изменением с глубиною, где максимальное количество их выявлено в поверхностном горизонте. Тенденция его уменьшения с глубиною видна (разрез 548) при переходе из верхнего слоя 0-10 см - 18,31%, к слою 25-35 см 16,84%. Распределение фульвокислот по профилю отличается близкими величинами по горизонтам, где растворимая часть (кислотах, щелочах) значительно меньше по

сравнению с нерастворимым остатком. Стабильно высокая величина характерна нерастворимой части гумуса, причем, абсолютная его величина по разновидностям почв и глубинам профиля существенных различий не показывает.

Таблица 3

Групповой состав гумуса темнокаштановой выщелоченной и каштановой карбонатной почвы

Группы Разрез 12 Разрез 548

0-10 см 25-35 см 0-10 см 25-35 см

Сорг,> % перевод на 100% Сорг,> % перевод на 100% Сорг,> % перевод на 100% Сорг,> % перевод на 100%

Воскосмолы 3,79 3,81 3,48 3,45 5,77 6,06 5,13 5,17

Гуминовые кислоты 21,27 22,37 26,09 25,86 18,31 18,18 16,84 16,94

Фульвокислоты 20,85 20,96 20,00 19,81 20,51 21,53 14,59 14,67

Нерастворимый оса- 43,13 13,33 45,22 44,83 46,47 48,82 45,95 46,19

док

Вещества, раств-ые в

1,0 N На 3,32 3,34 0,87 0,83 1,60 1,68 3,11 3,13

Вещества, раств-ые в

Н2SO4 6,16 6,19 5,22 5,17 3,53 3,71 12,84 12,90

Сумма 99,52 100,00 100,88 99,95 100,00 100,00 99,46 100,50

Заключение

Выявленные закономерности изменения состава и свойств органического вещества вносят определенный вклад в проведении мониторинга почв во времени. Систематический мониторинг почв с последующим созданием базы данных будет способствовать для прогнозных оценок будущего состояния нестабильных почвенных ландшафтов Прикаспийской низменности. При этом, для диагностики современных и древних почв необходимо применять современные методические подходы изучения почвенного гумуса, как зонально-климатического образования, формирование которого происходило в течение длительного геологического отрезка времени.

Преобладание гуминовых кислот над фульвокислотами характерно условиями недостаточного увлажнения - полупустынному, пустынному направлениям почвообразования, преобладающая роль фульвокислот над гуминовыми свойственно зоне избыточного увлажнения - лугового, дернового, подзолистого типов почвообразования, равновеликое количество гуминовых кислот и фульвокислот создается при умеренно-влажном климате черноземов луговых степей, лесостепного, лесного направлений почвообразования.

В профиле погребенных и ископаемых почв сохраняются компоненты группового и фракционного состава гумуса в течение длительного геологического отрезка времени за счет функционировавших прежних режимов почвообразовательных процессов. Это позволяет использовать показатели, полученные по современным почвам для определения возраста почв и их поведения во времени в геологические периоды развития погребенных и ископаемых почв.

В качестве интегрального показателя генетико-временного состояния почв выступает увлажнение, содержание гуматов кальция, магния, характеризующие поведение (ощелачивание) современных почв свойственные поведению (ощелачиванию) современных почв. Отношение гуминовых кислот к фульвокислотам (СГК:СФК>1) характеризует гуматную направленность почвообразования и наличие сдвигов в развитии зональных почв зрелой стадии каштанового типа почвообразования.

Литература:

1. Баламирзоев М.А., Мирзоев Э.М-Р. Почвенно-агроэкологическое районирование территории Дагестана. Почвы аридных регионов, их динамика и продуктивность в условиях опустынивания . Махачкала 2007, с. 50-62.

2. Герасимов И.П. Абсолютный и относительный возраст почвы. // Почвоведение, 1969, № 5, с. 27-32.

3. Глазовская М.А. Погребенные почвы, методы изучения и их палеогеографическое значение. // Вопросы географии. М-Л., с. 19-68.

4. Дергачева М.И. Система гумусовых веществ почв. Новосибирск. Наука. Сибирское отделение, 1988. 94 с.

5. Дергачева М.И., Зыкина В.С., Волков И.А. Проблемы и методы изучения ископаемых почв. Новосибирск: ИГ и ГСО АН СССР 1984, 80 с.

6. Залибеков З.Г. Почвы Дагестана. М.: Наука, 2010. 256 с.

7. Залибеков З.Г. Аридные земли мира и их динамика в условиях современного климатического потепления. // Аридные экосистемы. Т. 17, № 1. 2011, с. 512.

8. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М., 1990, 325 с.

9. Ковда В.А. Основы учения о почвах. М.: «Наука», 1973. Т. II, 467 с.

10. Котенко М.Е. Некоторые изменения гумусового состояния светлокашта-новых почв Терско-Кумской низменности при различных пастбищных нагрузках. // Почвоведение, 1993. № 6, с. 108-111.

11. Солдатов А.С. Почвенные исследования в Дагестане. // Тр. отдела почвоведения Даг.филиала АН СССР, Махачкала. Т. III, 1956. С.46-59.

12. Тюрин И.В. Органическое вещество почвы и его роль в плодородии. М.: Наука, 1965. 320 с.

Literature:

1. Balamirzoev M.A. Mirzoev E.M-P. Soil and agro-ecological zoning of the territory of Dagestan. The soils of arid regions, their dynamics and productivity in terms of desertification. Makhachkala 2007, p. 50-62.

2. Gerasimov I.P. Absolute and relative age of the soil. // Soil Science, 1969, № 5, p. 27-32.

3. Glazovskaya M.A. The buried soils, methods of study and their paleogeographic significance. // Questions of geography. M-L., Pp. 19-68.

4. Dergacheva M.I. The system of soil humic substances. Novosibirsk. The science. Siberian Branch, 1988 94 p.

5. Dergacheva M.I., Zykina V.S., Volkov I.A. Problems and methods of studying fossil soils. Novosibirsk IG and GSO USSR Academy of Sciences in 1984, 80 p.

6. Zalibekov Z.G. The soils of Dagestan. M .: Nauka, 2010. 256 p.

7. Zalibekov Z.G. Arid lands of the world and their dynamics in today's climate warming. // Arid ecosystems. T. 17, number 1. 2011, p. 5-12.

8. Orlov D.S. Humic acid soils and the general theory of humification. M., 1990, 325 p.

9. Kovda V.A. Fundamentals of soils. M .: "Science", 1973. T. II, 467 p.

10. Kotenko M.E. Some changes of soil humus state light-Terek-Kuma Lowland pasture at different loads. // Soil Science, 1993. № 6, p. 108-111.

11. Soldatov A.S. Soil studies in Dagestan. // Tr. Department of Soil Science Dag.filiala USSR Academy of Sciences, Makhachkala. T. III, 1956. S.46-59.

12. Tyurin I.V. Soil organic matter and its role in fertility. M .: Nauka, 1965. 320

p.

Переводчик Google для бизнеса - Инструменты переводчика. Переводчик сайтов Служба "Анализ рынков"