Гумус каштановых почв Тугнуйской котловины Забайкалья

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПЛОДОРОДИЯ

ГУМУС КАШТАНОВЫХ ПОЧВ ТУГНУЙСКОЙ КОТЛОВИНЫ

ЗАБАЙКАЛЬЯ

Э.О. Чимитдоржиева, Е.А. Бодеева, Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН

Статья рекомендована д.с.-х.н. Г.Д. Чимитдоржиевой.

Приведены материалы о гумусном состоянии целинных и пахотных каштановых почв Тугнуйской котловины. Показано изменение качественного состава гумуса в процессе сельскохозяйственного использования почв.

Ключевые слова: состав гумуса, гумусное состояние, каштановая почва.

Гумус - универсальная система, определяющая и регулирующая практически все факторы, влияющие на формирование почвенного профиля и рост плодородия. Он является одним из основных звеньев непрерывной цепи трофических связей между различными жизненными формами. Гумус замыкает эту цепь и в то же время служит ее первым звеном. Для непрерывности жизни на Земле необходимо, чтобы после завершения очередного цикла биологического круговорота оставалось какое-то количества гумуса - источника энергии для микроорганизмов, начинающих новый цикл [6]. Однако после освоения почв и вовлечения их в сельскохозяйственное производство происходит значительное ослабление и даже нарушение основных функций почвенного гумуса [4]. Превалирование процессов распада над накоплением гумуса может привести к разрыву этой цепи и резкой смене экологических условий [6].

Цель исследования - дать характеристику состава гумуса каштановых почв Тугнуйской котловины.

Методика. Объектами исследований были целинные (Е108о02.210', №1°10.890') и пахотные (Е108о03.021', №1°11.570') каштановые почвы, расположенные в Тугнуйской котловине Республики Бурятия. Физико-химические свойства почв определены общепринятыми в почвоведении и агрохимии методами [1, 2]. Фракционный состав гумуса определяли по методу И.В. Тюрина в модификации В.В. Пономаревой и Т.А. Плотниковой [8].

Результаты и их обсуждение. Исследуемым каштановым почвам, в условиях жесткого режима увлажнения свойственна незначительная мощность горизонта А (24-26 см). Легкий гранулометрический состав определяет низкое содержание гумуса (1,0-2,3 %) и низкую емкость катионного обмена. В почвенном поглощающем комплексе доминируют катионы кальция. Для верхних горизонтов характерна реакция среды, близкая к нейтральной (рН 6,7-6,9), а в средней и нижней частях профиля, соответственно, слабощелочная и щелочная реакция почвенного раствора (табл.). Результаты исследования фракционного состава почв показали, что в гумусе целинных каштановых почв фульвокислоты преобладают над гумино-выми. Отношение Сгк:Сфк в верхнем горизонте составляет 0,8, в нижнем - 0,7 (рис.). При смене экологической обстановки в результате сельскохозяйственного использования эта величина возрастает до 0,9, тогда как, например, даже в светло-каштановых почвах европейской части России это отношение в пахотном слое равно 1,3 [8].

Основные физико-химические показатели каштановых почв

Угодье Гене-тичес-кий горизонт Глубина, см Гумус N рН водн. Поглощенные основания Частицы <0,01 мм, %

Са Мg сумма

%

мг-экв/100 г почвы

Пашня А 0-24 1,0 0,08 6,9 8,8 3,3 12,1 20,5

АВ 24-34 0,8 0,04 7,3 8,5 3,1 11,6 18,0

ВСА1 34-67 0,4 - 7,9 10,0* 10,0 15,4

ВСА2 67-104 0,1 - 8,5 8,0* 8,0 10,8

Сса 104200 - - 8,6 8,0* 8,0 9,2

Целина а; 0-26 2,2 0,17 6,7 14,6 3,9 18,5 27,5

АМ 26-34 1,3 0,09 6,9 13,9 3,3 17,3 21,7

В 34-70 0,7 - 7,2 10,8 3,1 13,9 19,3

ВСА 70-88 0,1 - 8,0 16* 16,0 15,5

Сса 88-150 - - 8,4 14* 14,0 15,3

*Емкость поглощения.

В гуминовых кислотах значительное содержание подвижной фракции ГК-1 (7-11% от суммы), что является особенностью качественного состава гумуса длительно-сезонномерзлотных каштановых почв. Каштановым почвам европейской части России и Западной Сибири свойственно незначительное содержание или практически отсутствие этой фракции [9].

В фульвокислотах наблюдается такая же закономерность в распределении по фракциям, как в гуминовых. Доля ГК в составе гумуса уменьшается с глубиной, а ФК изменяется незначительно, что способствует фульватизации гумуса вниз по профилю [10]. По-видимому, в условиях короткого и биологически активного периода создаются предпосылки для преимущественного образования более мобильных и упрощенных по структуре гумусовых веществ типа ФК. На долю негидролизуемого остатка (НО) почвы приходится 44-52 %. Данный факт объясняется тем, что в условиях жесткого гидротермического режима происходит быстрое обезвоживание новообразованных гумусовых кислот, способствуя их прочному связыванию с минеральной частью почвы и переходу в малоподвижные формы - гумин.

16

Плодородие №6*2011

1111111 ; IIIIII11III

пашня, гор. А  пашня, гор. АВ  целина, гор. А1 1 целина, гор. АМ Рис. Фракционный состав углерода гумуса каштановых почв

Распашка и использование на богаре каштановой почвы привели к значительной потере и изменению состава гумуса. В пахотном слое, по сравнению с гумусово-аккумулятивным горизонтом целинной почвы, произошло уменьшение количества ГК, тогда как содержание ФК осталось прежним. Подвижность ГК, как и у черноземов, возрастает и с глубиной увеличивается доля ГК-Са и ФК-Са.

Для сравнения приведем данные других авторов. В составе гумусовых веществ каштановых почв преобладают ФК, вследствие чего отношение С^Сфк меньше единицы и составляет 0,6-0,9, что отмечают Л.Л. Убугунов [10], Ц.Х. Цыб-житов [11], Г.Д. Чимитдоржиева с соавт. [12]. В гуминовых кислотах преобладают гуматы кальция, также в значительном количестве содержатся ГК, связанные с полуторными оксидами - ГК-3. В ФК наблюдается такая же закономерность в распределении по фракциям, как в ГК. На долю НО почвы приходится 28-44% от общего углерода. По данным В.Б.Ильина [3], в каштановых почвах Западной Сибири НО составляет 32-34%.

Таким образом, качественный состав гумуса характеризует, прежде всего, типовые признаки, формирующиеся в течение длительного времени и сохраняющиеся в основных циклах. Поэтому любое сельскохозяйственное использование каштановых почв сохраняет зональные особенности гумусо-образования. При этом наиболее положительный баланс углерода обеспечивает и лучший его качественный состав и, наоборот, уменьшение поступления растительных остатков ведет к фульвотизации гумуса.

Сложившийся к настоящему времени баланс групп и фракций в гумусовом профиле агрогенных почв обусловлен сложными процессами разложения одних компонентов, образованием и выносом за пределы гумусовой толщи других, непрерывным обновлением и перераспределением всех составляющих. В целом происходят потеря устойчивых фракций и восполнение подвижных [4].

Для обобщенной характеристики гумуса холодных почв была использована система показателей гумусного состояния, разработанная Д.С. Орловым, О.Н. Бирюковой, М.С. Розановой [7]. Система показателей гумусного состояния почв -один из необходимых критериев оценки почв и земель.

Гумусообразование здесь происходит по типу, свойственному сухостепному почвообразованию. Процесс гумификации совпадает по времени с периодом летних дождей и наибольшим промачиванием почв, а также максимальных темпе-

ратур. Краткость этого периода обусловливает слабую степень конденсированности новообразованных органических соединений. Профильное распределение гумуса и его запасов имеет характер поверхностной концентрации, что объясняется влиянием низких температур и общей сухости почвенной толщи [13]. Таким образом, своеобразие биоклиматических условий накладывает существенный отпечаток на органическое вещество и гумусное состояние исследуемых почв.

Целинные каштановые почвы характеризуются содержанием гумуса - ниже среднего. Запасы его в слое 0-20 см низкие. Обогащенность гумуса азотом средняя-высокая. Степень гумификации органического вещества оценивается как средняя. В составе гумусовых веществ преобладают ФК, вследствие чего отношение С^Сфк меньше единицы (0,8-0,9). В ГК преобладают гуматы кальция, также значительно количество гуминовых кислот, связанных с полуторными оксидами - ГК-3. В гуминовых кислотах отмечается относительно низкое содержание подвижной фракции ГК-1.

Каштановые пахотные почвы имеют низкие запасы гумуса, он гуматно-фульватного типа, Сга:Сфк=0,9. Степень гумификации органического вещества средняя. Обогащенность гумуса азотом высокая. Содержание «свободных» гуминовых кислот низкое, с низким содержанием гуматов кальция и высоким - прочносвязанных ГК.

Таким образом, исследуемые каштановые почвы Тугнуй-ской котловины Забайкалья характеризуются низким потенциальным плодородием. При вовлечении целинных земель в пахотооборот уменьшается общее содержание органического вещества, меняется его качественный состав. При рациональном использовании почв, проведении научно обоснованных агрохимических и агротехнических мероприятий эти почвы могут давать хорошие урожаи.

Литература. 1. Агрохимические методы исследования почв.- М.: Наука, 1975.- 656 с. 2. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв.- М.: Изд-во МГУ, 1970.- 487 с. 3. Ильин В.Б. Агрохимические свойства каштановых почв Кулундинской степи // Почвы Кулундинской степи. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1967. - С. 176-225. 4. Кленов БМ. Устойчивость гумуса автоморфных почв Западной Сибири. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2000. - 176 с. 5. Нимаева С.Ш., Намжилов Н.Б., Петрова А.С. Микробиологические показатели эродированных каштановых почв Бурятии // Почвоведение. - 1975. - №5. - С.73-76. 6. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв.- М.: Изд-во МГУ, 1974. - 332 с. 7. Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Розанова М.С. Дополнительные показатели гумусно-го состояния почв и их генетических горизонтов // Почвоведение. -2004. - № 8.- С. 918-926. 8. Пономарева В.В., Плотникова ТА. Сравнительное сопоставление гумусовых профилей типичного чернозема, темно-серой лесной и темно-каштановой почв // Почвоведение. -1975. - №7. - С. 54 - 64. 9. Пономарева В.В., Плотникова ТА. Гумус и почвообразование.- Л.: Наука, 1980.- 219 с. 10. Убугунов Л.Л., Лаврентьева И.Н., Убугунова В.И., Меркушева М.Г. Разнообразие почв Иволгинской котловины: эколого-агрохимические аспекты. - Улан-Удэ, 2000.- 207 с. 11. Цыбжитов Ц.Х. Почвы лесостепи Селенгинско-го Среднегорья. - Улан-Удэ: Бур. Кн. изд-во, 1971. - 106 с. 12. Чимитдоржиева Г.Д., Егорова РА., Корсунова Ц.Д.-Ц. Биологическая активность каштановых почв бассейна озера Байкал при применении на них отходов различных производств. - Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2001. - 156 с. 13. Чимитдоржиева Г.Д., Борисова Т.С. Трансформация органического вещества дефлированных каштановых почв Забайкалья под влиянием удобрений. - Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2003.- 216 с

HUMUS IN CHESTNUT SOILS OF THE TUGNUI DEPRESSION, TRANSBAIKALIA

E.O. Chimitdorzhieva, E.A. Bodeeva Institute of General and Experimental Biology, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, ul Sakhyanovoi 6, Ulan-Ude, 67047

Russia. erzhena_ch@maiLru

Data on the humus status of virgin and arable chestnut soils in the Tugnui Depression of Transbaikalia were considered. Changes in the qualitative composition of soil humus under agricultural use were revealed. Keywords: humus composition, humus status, chestnut soil.

Плодородие №6^2011

17