Содержание и запасы лабильного органического вещества в почвах агроценозов и залежей

11. Ильин, В.Б. Фоновое количество тяжелых металлов в почвах юга Западной Сибири / В.Б. Ильин [и др.] Почвоведение. - 2003. - №5. - С. 550-556.

12. Виноградов, А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах / А.П. Виноградов. -М.: Изд-во АН СССР, 1957. - 259 с.

13. Ильин, В.Б. Мониторинг тяжелых металлов применительно к крупным промышленным центрам / В.Б. Ильин // Агрохимия. - 1997. - № 4. - С. 81-86.

14. Матвеев, Ю.М. Проблемы нормирования содержания химических соединений в почве / Ю.М. Матвеев, И.В. Попова, О.В. Чернова // Агрохимия. - 2001. - №12. - С. 54-60.

15. Протасова, Н.А. Особенности формирования микроэлементного состава зональных почв Центрального Черноземья / Н.А. Протасова, А.П. Щербаков // Почвоведение. - 2004. - №1. - С. 50-59.

16. Протасова, Н.А. Формы соединений никеля, свинца и кадмия в черноземах Центрально-Черноземного региона / Н.А. Протасова, Н.С. Горбунова // Агрохимия. - 2006. - №8. - С. 68-76.

17. Экотоксиканты в системе «почвы - растения - животные» (на примере отдельных зон Алтайского края) / Л.М. Бурлакова, О.И. Антонова, Н.Г. Деев [и др]. - Барнаул: Изд-во АГАУ, 2001. - 236 с.

18. Иванов, Г.М. Марганец и медь в почвах Забайкалья / Г.М. Иванов, В.К. Кашин // Почвоведение. - 1998. -№4. - С. 423-426.

19. Кашин, В.К. Никель в почвах Забайкалья / В.К. Кашин, Г.М. Иванов // Почвоведение. - 1995. - № 10. -С. 1291-1298.

20. Кашин, В.К. Цинк в почвах Забайкалья / В.К. Кашин, Г.М. Иванов // Почвоведение. - 1999. - №3. -С. 318-325.

21. Кашин, В.К. Хром в почвах Западного Забайкалья / В.К. Кашин, Г.М. Иванов // Почвоведение. - 2002. -№3. - С. 311-318.

22. Мальгин, М.А Медь в почвах Тывы / М.А. Мальгин, А.В. Пузанов // Сиб. экол. журн. - 1998. - №6. -С. 587-589.

23. Пузанов, А.В. Цинк в почвах Тывы / А.В. Пузанов, М.А. Мальгин // Сиб. экол. журн. - 1998. - №6. -С. 599-606.

24. Пузанов, А.В. Кобальт в почвах и почвообразующих породах преобладающих ландшафтов Тувинской горной области / А.В. Пузанов // География и природные ресурсы. - 2000. - №2. - С. 66-73.

25. Водяницкий, Ю.Н. Выявление техногенности химических элементов в почвах / Ю.Н. Водяницкий, В.А. Большаков // Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения: тез. и докл. Всерос. конф. - М., 1998. - Т.2 - С. 116-119.

26. Волошин, Е.И. Микроэлементы в агроценозах Красноярского края / Е.И. Волошин; Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 2006. - 288 с.

---------♦'----------

УДК 631.411.4 Л.Р. Мукина, А.А. Шпедт

СОДЕРЖАНИЕ И ЗАПАСЫ ЛАБИЛЬНОГО ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ПОЧВАХ АГРОЦЕНОЗОВ И ЗАЛЕЖЕЙ

В земледельческой части Красноярского края проведены многолетние исследования по изучению влияния разновозрастных залежей на содержание и запасы лабильного органического вещества в почвах. Показано, что в условиях залежи количество лабильной органики возрастает в 1,8-5,4 раза. Накопление лабильного органического вещества в почвах разных природных округов Красноярского края происходит неодинаково. Оно определяется климатическими условиями округов, типом почвы, периодом пребывания почвы в залежи и исходным содержанием ЛОВ в почве. Для оценки степени выпаханности почв предлагается использовать показатель содержания легкоразлагаемого органического вещества, выраженного в процентах от общего содержания углерода почвы.

Введение. Органическое вещество почв (ОВП) - ключевой компонент, контролирующий большую

часть биогеоценотических и эколого-биосферных функций почвы. Стабильность эволюционно-генетических

свойств и устойчивость почвы к внешним воздействиям, минерализационно-иммобилизационный круговорот биогенных элементов и состояние питательного режима, сорбционная емкость почвенного поглощающего комплекса и способность к дезактивации токсичных соединений, структура, физические свойства и биоразнообразие микробного сообщества прямо или косвенно связаны с содержанием и качеством органического вещества. В настоящее время теоретически обоснованно и экспериментально продемонстрировано возрастающее значение ОВП по мере интенсификации земледелия, особенно в экстремальных условиях [7]. Оптимизация органического вещества в почвах является одной из важнейших задач земледелия, решение которой создает необходимые предпосылки для роста его продуктивности и устойчивости.

Наиболее объективные данные по запасам лабильного органического вещества в пахотных почвах Красноярского края и Хакасии получены В.В.Чупровой с соавторами [12-13]. Запасы углерода ЛОВ в слое почвы 0-20 см изменялись от 2,99 т/га в светло-каштановой почве до 6,60 т/га в выщелоченном черноземе.

Методика исследований. Органическое вещество черноземов в условиях пашни и разновозрастных залежей изучали в 2003-2006 гг. в пределах Красноярского края в четырех природных округах: Канском, Красноярском, Назаровском и Южно-Минусинском. Привязка объектов к тому или иному природному округу проводилась в соответствии с литературными источниками [6; 10]. В данных природных округах генетический тип - чернозем - является господствующим.

При исследовании органического вещества использовали сравнительный анализ ряда аналогичных почв залежных и распаханных участков. Отбор почвенных образцов проводился при помощи агрохимического бура на глубину 0-10 и 10-20 см. Каждый вариант был представлен 10-ю объединенными пробами, состоявшими из 10-12 единичных проб. Лабильное органическое вещество (Слов) извлекали из почвы тяжелой жидкостью (Р=1,9 г/см3).

Результаты исследований. Органическое вещество почвы Н.Ф. Ганжара [3] разделил на три части:

1. Источники гумуса - свежие, неразложившиеся вещества растительного и животного происхождения, ежегодно поступающие в почву в виде наземного и корневого опада. 2. Детрит - промежуточные продукты разложения и гумификации источников гумуса, не связанные с минеральной частью почвы и содержащие много неспецифических веществ. 3. Гумусовые вещества специфической природы - связанные в различной степени прочности с минеральной частью почвы гуминовые кислоты, фульвокислоты и гумин. Автор полагает вполне логичным объединить в одну группу источники гумуса и детрит под общим названием - лабильное (легкоразлагаемое) органическое вещество почвы (ЛОВ).

Лабильное органическое вещество является наиболее динамичной составляющей почвенного органического вещества, заметно влияет на многие функции почв и биосферы, питание растений и почвенных животных, формирование почвенной структуры. Так, в лесостепных почвах Поволжья под влиянием органических удобрений количество ЛОВ возрастало на 20-30%, минеральных - на 8-36% [8]. Методика оптимизации ЛОВ разработана применительно к дерново-подзолистым почвам европейской части России. В опытах установлено [1-2], что оптимальное содержание углерода легкоразлагаемых форм органических веществ в пахотном слое дерново-подзолистых почв для зерновых культур находится в пределах 0,2-0,4% массы почвы, или 6-12 т/га. По мнению исследователей, при таком содержании в составе ЛОВ содержится достаточно азота, чтобы обеспечить получение 50% урожая. Остальные 50% должны формироваться за счет азота минеральных удобрений. Существует необходимость разработки рекомендаций по оптимизации ЛОВ для других типов почв [4-5]. Содержание ЛОВ менее 0,1% признано критическим [3]. Дефицит легкоминерализуемо-го органического вещества в почвах определяет ухудшение питательного режима и структурного состояния почв. Рациональное землепользование предполагает поддержание в почве определенного количества лег-коминерализуемого органического вещества. По мнению И.Н. Шаркова с соавторами [11]: «Длительное пребывание почвы в условиях отрицательного баланса углерода приводит к повышению консервативности ее органического вещества, биологической активности и, как следствие, снижению способности почвы продуцировать минеральный азот». Авторы отмечают, что бессменное в течение 7 лет парование, а также выращивание люцерны, существенно изменяют содержание в почве легкоминерализуемого органического вещества

- подвижного гумуса и мортмассы.

В таблице показаны содержание и запасы углерода ЛОВ, выделенного из почвы при помощи тяжелой жидкости. На объектах Канского природного округа содержание и запасы углерода ЛОВ составляли в черноземе выщелоченном и темно-серой лесной почве пашни соответственно 0,46-0,58%, 9,2-11,6 т/га и 0,83%, 16,6 т/га. На наш взгляд, это большие значения, указывающие на высокое эффективное плодородие данных почв. Перевод пашни в залежное состояние обусловил увеличение лабильной органики в черноземе в 1,82,8 раза, в серой лесной почве - в 2,0 раза.

Содержание и запасы углерода ЛОВ в почве (0-20см) пашни и залежи

Административный район Наименование почвы Вариант опыта Слов

% т/га

Канский природный округ

Дзержинский Чернозем выщелоченный среднемощный среднегумусный тяжелосуглинистый Пашня (овес) -контроль 0,46 9,2

-"- -"- Залежь 4 лет 1,10 22,0

-"- -"- Залежь 8 лет 1,31 26,2

НСР05 0,32 -

Sx,% 11,2 -

Ирбейский Темно-серая лесная среднемощная глубоко-вскипающая тяжелосуглинистая Пашня (яр. пшеница) - контроль 0,83 16,6

-"- -"- Залежь 10 лет 1,63 32,6

Чернозем выщелоченный среднемощный малогумусный тяжелосуглинистый Пашня (яр. пшеница) - контроль 0,58 11,6

Чернозем выщелоченный среднемощный среднегумусный тяжелосуглинистый Залежь 15 лет 1,05 21,0

Красноярский природный округ

Емельянов- ский Чернозем обыкновенный маломощный малогумусный тяжелосуглинистый Пашня (пар) -контроль 0,79 15,8

-"- -"- Залежь 7 лет 0,85 17,0

Большемур- тинский Чернозем выщелоченный маломощный малогумусный тяжелосуглинистый Пашня (ячмень) - контроль 0,26 5,2

-"- -"- Пашня (мн. травы 5 г.п.) 0,72 14,4

Сухобузим- ский Чернозем выщелоченный маломощный среднегумусный тяжелосуглинистый Пашня (пар) -контроль 0,24 4,8

Чернозем обыкновенный маломощный среднегумусный тяжелосуглинистый Залежь 15 лет 0,71 15,1

Назаровский природный округ

Назаровский Чернозем выщелоченный среднемощный многогумусный тяжелосуглинистый Пашня (яр. пшеница) - контроль 1,55 31,0

-"- -"- Залежь 15 лет 2,19 43,8

Шарыповский Серая лесная среднемощная глубоко-вскипающая среднеглинистая Пашня (яр. пшеница) - контроль 0,54 10,8

-"- -"- Пашня (яр. пшеница) контроль 0,32 6,4

-"- -"- Залежь 8 лет 0,63 12,6

НСР05 0,28 -

Sx,% 5,9 -

Южно-Минусинский природный округ

Минусинский Чернозем обыкновенный среднемощный малогумусный тяжелосуглинистый Пашня (мн. травы 2 г.п.) - контроль 0,79 15,8

Чернозем обыкновенный среднемощный среднегумусный тяжелосуглинистый Залежь 7 лет 1,67 33,4

-"- -"- Залежь 14 лет 4,25 85,0

НСР05 0,74 -

Sx,% 11,2 -

Минусинский Чернозем обыкновенный среднемощный малогумусный тяжелосуглинистый Пашня (яр. пшеница) - контроль 0,54 10,8

Чернозем обыкновенный среднемощный среднегумусный тяжелосуглинистый Залежь 5 лет 1,16 23,2

В Красноярском природном округе содержание углерода ЛОВ в распаханном черноземе обыкновенном составляло 0,79%. Данное значение являлось довольно высоким, что, очевидно, объясняет незначительное его увеличение при оставлении почвы в залежь на 7 лет. В черноземе выщелоченном под пашней содержание и запасы углерода ЛОВ было незначительное, поэтому возделывание многолетних трав в течение 5 лет и оставление почвы в залежь на длительный срок привели к росту лабильной органики в 2,83,0 раза.

Низкий уровень содержания ЛОВ может служить критерием выпахивания почв. Выпахивание - это деструктивный элементарный почвенный процесс, в результате которого снижается уровень плодородия пахотных почв (снижение гумусированности, обесструктуривание, переуплотнение) из-за их использования при низком уровне поступления источников гумуса. Для количественной оценки степени выпаханности почв предлагается использовать показатель относительного содержания углерода легкоразлагаемого органического вещества (Слов), выраженного в процентах от общего содержания углерода почвы (Сорг) [9]. Для черноземов рекомендуется 10-бальная шкала. К невыпаханным относятся почвы, в которых Слов составляет 10% и более от Сорг. В таких почвах принята нулевая степень выпаханности. Для расчета балла выпаханно-сти почв с более низким относительным содержанием Слов фактическое содержание Слов (в %) от Сорг вычитается из 10.

Согласно разработанным подходам, почва чернозем выщелоченный маломощный среднегумусный, находящаяся в Сухобузимском районе (учхоз «Миндерлинское»), содержащая 0,24% Слов и 4,34% Сорг относится к выпаханным. Степень выпаханности составляет 4,47 баллов (10-(0,24*100:4,34)=4,47). Следует заметить, что данная почва является единственной из всех изучаемых, которая находится в выпаханном состоянии.

В Назаровском природном округе в черноземе выщелоченном, используемом для возделывания яровой пшеницы, среди всех пахотных почв были зафиксированы самые высокие показатели ЛОВ. Содержание и запасы лабильной органики здесь составляли соответственно 1,55% и 31,0 т/га. Столь высокие значения объясняются тем, что пшеница возделывалась по многолетней распаханной залежи. Оставление чернозема выщелоченного в залежном состоянии на 15 лет позволило увеличить содержание и запасы лабильного органического вещества до 2,19% и 43,8 т/га соответственно. В серой лесной почве пашни содержание и запасы лабильной органики колебались соответственно в пределах 0,32-0,54% и 6,4-10,8 т/га от среднего до высокого значения. Пребывание почвы в залежном состоянии обусловило увеличение данных показателей в 1,2-2,0 раза.

В условиях Южно-Минусинского природного округа в черноземе обыкновенном пашни количество лабильной органики было довольно высокое. Оставление почвы в залежь на период от 5 до 7 лет повысило содержание и запасы ЛОВ в 2,1 раза, а на период в 14 лет - в 5,4 раза.

Таким образом, накопление лабильного органического вещества в почвах разных природных округов происходило неодинаково. Оно определялось климатическими условиями округов, типом почвы, периодом пребывания почвы в залежи и исходным содержанием ЛОВ в почве.

Выводы

1. Содержание и запасы ЛОВ в агроценозах составляют соответственно: в серых и темно-серых лесных почвах 0,54-0,83% и 10,8-16,6 т/га; в черноземах выщелоченных и обыкновенных - 0,24-1,55% и 4,8-31,0 т/га. Содержание и запасы ЛОВ в залежных экосистемах, по сравнению с агроценозами, увеличиваются соответственно в серых и темно-серых лесных почвах до 0,63-1,63% и 12,6-32,6 т/га; в черноземах -до 0,71-4,25% и 15,1-85,0 т/га.

2. Наиболее существенное увеличение содержания и запасов ЛОВ под влиянием залежи происходит в черноземах Назаровского и Южно-Минусинского природного округов - в 2,1-5,4 раза, достигая под 14-15-летними залежами 43,8-85,0 т/га. В Канском и Красноярском природных округах накопление ЛОВ в черноземах менее выражено, оно возрастает под влиянием разновозрастных залежей в 1,8-3,0 раза, достигая 15,1-26,2 т/га.

Литература

1. Ганжара, Н.Ф. Гумусообразование и агрономическая оценка органического вещества подзолистых и черноземных почв европейской части СССР: дис. ... д-ра биол. наук / Н.Ф. Ганжара. - М., 1988. - 410 с.

2. Ганжара, Н.Ф. Гумусообразование и агрономическая оценка органического вещества почв / Н.Ф. Ганжара, Б.А. Борисов. - М.: Агроконсалт, 1997. - 82 с.

3. Ганжара, Н.Ф. Почвоведение: учеб. / Н.Ф. Ганжара. - М.: Агроконсалт, 2001. - 392 с.

4. Концепция оптимизации режима органического вещества почв в агроландшафтах / В.И. Кирюшин, Н.Ф. Ганжара, И.С. Кауричев [и др.]. - М.: Изд-во МСХА, 1993. - 99 с.

5. Кирюшин, В.И. Экологические основы земледелия / В.И. Кирюшин. - М.: Колос, 1996. - 367 с.

6. Крупкин, П.И. Черноземы Красноярского края: моногр. / П.И. Крупкин. - Красноярск: Изд-во КрасГУ, 2002.

- 332 с.

7. Лыков, А.М. Органическое вещество пахотных почв Нечерноземья (актуальность и состояние, проблемы, рабочие гипотезы исследований, сопряженность агрономических и экологических функций, динамика в агроценозах, принципы моделирования и технологий воспроизводства) / А.М. Лыков, А.И. Еськов, М.Н. Новиков. - М.: Россельхозакадемия, 2004. - 630 с.

8. Надежкин, С.М. Лабильное органическое вещество почв лесостепи Поволжья / С.М. Надежкин // Почвы -национальное достояние России: мат-лы IV съезда Докучаевского об-ва почвоведов. - Новосибирск, 2004. - Кн. 2. - С. 80.

9. Таразанова, Т.В. Степень выпаханности почв зонального ряда и их агрегатное состояние / Т.В. Тараза-нова, Б.А. Борисов // Почвы - национальное достояние России: мат-лы IV съезда Докучаевского о-ва почвоведов. - Новосибирск, 2004. - Кн. 2. - С. 267.

10. Топтыгин, В.В. Природные условия и природное районирование земледельческой части Красноярского края: учеб. пособие / В.В. Топтыгин, П.И. Крупкин, Г.П. Пахтаев. - Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2002. -144 с.

11. Шарков, И.Н. Изменение плодородия выщелоченного чернозема при контрастном сельскохозяйственном использовании / И.Н. Шарков, А.А. Данилова, Н.О. Пирогов // Аграрная наука - сельскому хозяйству: сб. ст. - Барнаул: Изд-во АгАу, 2007. - Кн.1. - С. 287-290.

12. Запасы и динамика легкоминерализуемой фракции органического вещества в почвах Средней Сибири / В.В. Чупрова, И.В. Люкшина, А.А. Белоусов [и др.] // Вестн. КрасГАУ. - 2003. - №3. - С. 65-74.

13. Чупрова, В.В. Экологическое почвоведение: учеб. пособие / В.В. Чупрова. - Красноярск, 2005. - 172 с.

---------♦-----------

УДК 631.415.12 Е.Н. Толстоконева

БУФЕРНОСТЬ К ОСНОВАНИЮ НЕКОТОРЫХ ПОЧВ ПРИМОРЬЯ

Проведено определение буферности почв к основанию и исследован процесс взаимодействия щелочи с почвой в гумусово-аккумулятивных горизонтах основных почв Приморья. Установлено, что при взаимодействии щелочи с почвой стабилизация кислотно-основного равновесия длилась от 4 до 7 суток. Она сопровождалась снижением уровня рН, установившимся через сутки, за счет усиления диссоциации слабых кислотных группировок в условиях повышенной реакции среды.

Введение. Большинство почв Приморья, формирующихся в условиях муссонного климата, глубокого сезонного промерзания, сухой холодной весны и высоких летних температур, приходящихся на период интенсивного переувлажнения, имеют повышенную кислотность и нуждаются в известковании [2; 9-10]. Известкование, как один из важнейших приемов повышения почвенного плодородия и как процесс щелочного воздействия на почву, не всегда приводит к нужному результату. Различный эффект при известковании во многом определяется буферными свойствами почв и особенностями процесса нейтрализации кислотных компонентов при щелочной обработке почвы. Исходя из этого была поставлена цель - выявить особенности протекания щелочного процесса в гумусово-аккумулятивных горизонтах основных типов почв Приморья. В задачи исследований входило определение буферности почв к основанию, времени установления стабильного кислотно-основного равновесия и способности почв к восстановлению кислотности.

Буферные свойства почв к основанию, механизмы буферности и особенности нейтрализации почвы щелочью детально изучены для почв европейской части России [6-7; 12-13]. В почвах Приморья подобные исследования проведены впервые и являются актуальными в связи с решением проблем известкования кислых почв.