гумусні стан чорноземів, луговочерноземних,
чорноземно-лугових грунтів і екологічна роль гумусу
Г. А. Шевченко
гумусні
стан грунтів значною мірою визначає їх родючість, у зв'язку з чим
проблема оптимізації гумусного стану має важливе практичне значення.
Крім того система показників гумусного стану грунтів може бути використана
для характеристики генетичних особливостей і класифікаційного положення тих
чи інших грунтів (Гришина Л.А., Орлов Д.С., 1978). Комплекс показників гумусного
стану грунтів включає в себе зміст і запаси гумусу, характер
розподілу гумусу за профілем, тип гумусу, ступінь гуміфікаціі, зміст
рухомих гумінових кислот і гумату кальцію та інші показники. У даній
роботі розглядається гумусні стан чорноземів, лучно-чорноземних і
чорноземно-лугових грунтів Оксько-Донський рівнини. Найбільш інформативними
показниками для цих грунтів є вміст і запаси гумусу, тип гумусу,
вміст рухомих гумінових кислот і гумінових кислот, пов'язаних
переважно з кальцієм.
Процеси
гумусообразованія і гумусу-накопичення, як відомо, пов'язані з
біокліматичних і геологічними особливостями тієї чи іншої території.
Виростає в минулі часи різнотравно-злакова трав'яниста
рослинність, для якого характерне значне переважання кореневої маси
над наземної, гідротермічний режим з відносно високими літніми і низькими
зимовими температурами і недостатнім зволоженням, що обумовлює ритмічність
мікробіологічних процесів у грунтах, а також багатство почвообразующіх порід
підставами - ось ті основні екологічні умови, які сприяють
інтенсивному гумусообразованію і закріпленню в грунтах гумусових речовин. Саме
такі екологічні умови гумусообразованія і гу-мусонакопленія характерні
для центральної і південної частини Оксько-Донський рівнини. Причому на південь зростає
карбонатність почвообразующіх порід і, таким чином, зростає ступінь
закріплення в грунтах новоутворених гумусових кислот. Особливе місце в
процесах гумусообразованія і гумусонакопле-вання займає антропогенний фактор.
Залежно від рівня культури землеробства антропогенний фактор може
сприяти процесам гумусонакопленія і поліпшенню складу гумусу або ж,
навпаки, може призвести до втрат гумусу і зміни його складу в
несприятливу сторону. В даний час більшу тривогу викликають
значні втрати гумусу в орних грунтах (Російська ..., 1983, Шевченко Г.А.,
Щербаков А.П., 1984).
Екологічні
особливості гумусообра-зованіядарактерние для різних типів і підтипів грунтів,
обумовлюють і особливості змісту і складу гумусу цих грунтів. Чорноземи
Оксько-Донський рівнини характеризуються згідно "Класифікації і
діагностиці грунтів СРСР "(1977) в основному середнім вмістом гумусу. У
легкосуглинистих чорноземах вміст гумусу в орному шарі падає до 3,5%.
Чорноземи
типові містять в орному горизонті 6,5-8,5% гумусу. На глибині 70-80 см
вміст гумусу складає близько 2%, тобто переважають середньогумусні
середньоглибокі чорноземи. У південній частині рівнини часто зустрічаються чорноземи
типові потужні з вмістом гумусу на глибині 90-110 см 2,2-2,6%. За потужністю
чорноземи Оксько-Донський рівнини в більшості своїй знаходяться на кордоні
переходу среднемощ-них в потужні, а за вмістом гумусу вони є
середньогумусними.
В
чорноземах типових малогумусних суглинного гранулометричного складу
запаси гумусу в метровому шарі становлять 340-360 т/га, в середньоглибокі
тяжелосутліні-стих вони зростають до 450-570, а в гладких потужних запаси гумусу
досягають 600-650 т/га. Слід зазначити, що 63-65% запасів гумусу сконцентровано
у верхній півметрової товщі (Ахтирцев Б.П., Ахтир-ців А.Б., 1993).
Чорноземи
Оксько-Донський рівнини характеризуються більш високими запасами гумусу, ніж
чорноземи Середньоросійської височини.
Лучно-чорноземні
грунти характеризуються глибоким проникненням гумусу за профілем. У горизонтах А
і АВ гумус з глибиною зменшується поступово, а на глибині 70-80 см (або 80-90
- У потужних видів) спостерігається досить помітне зниження вмісту гумусу.
Потужність гумусових горизонтів в основному складає 60-80 см, а вміст
гумусу в горизонті А коливається від 7 до 10%, знижуючись в горизонті АВ до 3-5%. З
глибиною вміст гумусу знижується помітніше, ніж у чорноземах типових.
Потужність гумусового горизонту в чорноземно-лугових грунтах менше, ніж у лучно-чорноземних,
і становить 50-70 см, в тому числі потужність горизонту А дорівнює 35-40 см.
Зміст
і склад гумусу лучно-чорноземних грунтів характеризується зональними
особливостями. Так, на півночі Оксько-Донський рівнини переважають
лучно-чорноземні вилужені середньоглибокі (70-80 см) середньогумусні
(6,4-7,2%) грунту з запасом гумусу в метровій товщі до 500 т/га, У південній частині
рівнини поширені лучно-чорноземні звичайні гладкі і середньогумусні
потужні і середньоглибокі грунту. Зустрічаються, серед цих грунтів карбонатні і
вилужені лучно-чорноземні грунти. Середній вміст гумусу в гладких
потужних лучно-чорноземних грунтах коливається від 8,4 до 10,2% в горизонті А. В
залежно від вмісту гумусу і потужності гумусового горизонту запаси гумусу
в цих грунтах коливаються від 540 до 600 т/га, а в гладких потужних
лучно-чорноземних грунтах досягають 750 т/га.
Тривалий
використання лучно-чорноземних грунтів у ріллі, в сівозмінах із значною
часткою просапних культур і недостатньою дозою органічних добрив призвело до
зниження вмісту гумусу і його запасів, і вміст гумусу в орних грунтах
на 1,5-2,5% менше, ніж на цілині.
Таблиця
Відносний
склад гумусу грунтів Оксько-Донський рівнини,%
Глибина зразка, см
З загальний
ГК
ФК
І.О.
СпсСфк
Всього
в тому числі
Всього
в тому числі
ГК-1
ГК-2
1а
1
2
Чорнозем типовий
0-10
4,55
39,3
3,3
31,9
15,7
2,9
1,6
6,5
45,0
2,5
20-30
4,25
39,5
2,5
32,3
19,2
3,2
1,5
7,7
41,4
2Д
Чорнозем вилужених
0-10
3,63
40,9
8,5
27,5
13,5
2,2
3,6
5,5
45,6
3,0
20-30
3,37
43, .0
5,4
32,9
13,9
2Д
1,2
6,4
43,1
3,1
Лучно-чорноземна вилужених грунт
0-20
3,64
53,0
8,0
37,0
17,7
1,5
4,4
6,7
29,3
3,0
25-35
2, .74
53,2
6,7
38,1
17,8
3,0
4,9
5,0
29,0
3,0
Лучно-чорноземна звичайна грунт
0-20
5.54
53,2
6.6
36,0
13.8
3,5
2,5
4,0
33,0
3,8
23-33
3,08
61,9
3,4
51,3
20,7
4.4
2,2
6,3
17,4
3,0
Чорноземної-Лугова грунт
0-24
4,45
58.5
9,2
40,2
13,8
1,8
3,7
2,4
27,7
4,3
25-35
4,52
58,7
7,8
40,8
13,6
1,9
5,1
1,3
27,7
4,3
З
наведеної таблиці видно, що вміст гумінових кислот у них становить
39-43%, а фульвокислот, як правило, не перевищує 20%, і, отже,
ставлення СгьсСфк коливається в гумусових горизонтах від 1,9 до 3,1. Глибина
гуміфікаціі, фракці-Онно-груповий склад гумусу чорноземів, як і інших грунтів,
значною мірою залежить від гранулометричного складу грунтів. Підвищення
змісту фізичного піску змінює умови гуміфікаціі рослинних залишків
і закріплення новоутворених гумусових кислот, що призводить до зниження
абсолютного вмісту різних груп гумусових речовин, гумату кальцію і
підвищення ступеня рухливості гумусових кислот, підвищення відносного
змісту фульвокислот і, як наслідок, призводить до звуження відношення СГК:
СФК.
Чорноземи
регіону характеризуються високим ступенем гуміфікаціі органічної речовини і,
як правило, гуматним типом гумусу, іноді відзначається фульватно-гумат-ний тип
гумусу (СГК: СФК = 1,7-1,9). Зміст першого фракції гумінових кислот
(рухливих) дуже низький або низька (2,5-8,5% загального вуглецю грунту), а що
стосується гумату кальцію (фракція 2), то чорноземи характеризуються високим або
дуже високим їх змістом.
Таким
чином, слід зазначити, що чорноземи Оксько-Донський рівнини важкого
гранулометричного складу характеризуються підвищеним вмістом і запасами
гумусу, сприятливим складом гумусу. Це позитивно відбивається на
фізичних та фізико-хімічних властивостях чорноземів. Проте, як показали наші
дослідження, інтенсивне і далеко але завжди раціональне використання
чорноземів у сільськогосподарському виробництві негативно позначається на
зміст, запасах і склад гумусу цих грунтів.
Лутово-чорноземні
і чорноземно-лучно-ші вилужені грунти характеризуються широким відношенням СГК
: СФК в гумусовим (3,6-4,3) і перехідному горизонтах і поступовим зменшенням
його вниз по грунтовому профілю до 2,0-2,2. За загальним змістом гумінових
кислот лучно-чорноземні грунти не поступаються чорноземам вилужених. Однак за
порівняно з чорноземами насиченість кальцієм гумусу в цих грунтах недостатньо
висока. Лучно-чорноземні грунти за складом гумусу на відміну від
чорноземно-лу-гових досить близькі до чорноземам вилужених і типовим: у них
значна частка припадає на гумату кальцію, але зменшується вміст
рухомих гумінових кислот. У верхніх горизонтах лучно-чорнозем-них грунтів
вміст рухомих гумінових кислот досягає 15% їх загальної кількості,
однак вниз за профілем воно знижується в 4-6 разів. У групі фульвокислот цих грунтів
переважають малорухомі фракції, на частку яких припадає до 60-70% загального
змісту цих кислот.
Гумус
лучно-чорноземних і чорнозем-но-лугових грунтів південній частині Оксько-Донський рівнини
відрізняється від північних аналогів грунтів меншою рухливістю, більшої
насиченістю гумінових кислот кальцієм, підвищеним вмістом негідролізуемого
залишку та гумінових кислот; відношення СГК: СФК зростає. Слід зазначити,
що для лучно-чорноземних і чорноземно-лугових грунтів характерна більш
значна глибина гуміфікаціі, ніж у чорноземах: якщо в чорноземах ставлення
СГК: СФК зазвичай не перевищує 2-2,5, то в лучно-чорноземних і чорноземно
лугових воно досягає 3,5-4,3.
Слід
відзначити також, що особливості складу гумусу пов'язані з гранулометричним
складом грунтів, з кількістю і якістю біомаси, що надходить в грунти, з
подзональ-ними особливостями умов гумусообразо-вання на території рівнини.
Велика
і багатогранна екологічна роль грунтового гумусу. Вона полягає, перш
за все, в тому, що гумус містить багато живильні елементи, є
джерелом вуглекислоти і, отже, визначає в значній мірі рівень
грунтової родючості. Все це впливає на умови зростання природної і
культурної рослинності, на інтенсивність приросту біомаси, визначаючи
умови життя тварин і людини. Крім того, значний вміст в
гумінових кислотах функціональних груп визначає їх високу поглотітельнуо
здатність; гумінові кислоти утворюють з важкими металами комплексні
з'єднання, виключаючи їх на тривалий період з біологічного кругообігу
речовин і значно знижуючи в грунті концентрацію рухомих форм важких
металів. У цьому також полягає важлива екологічна роль грунтового гумусу.
В
Нині актуальним завданням є оптимізація гумусного стану
грунтів, у тому числі і грунтів такого важливого в сільськогосподарському відношенні
регіону, як Оксько-Донська рівнина. Інтенсивне використання цих грунтів в
сільському господарстві без достатньої кількості органічних і мінеральних
добрив веде до втрати змісту і запасів гумусу, до зміни в несприятливу
сторону складу гумусу. Оптимізація гумусного стану грунтів важлива також і в
тому відношенні, що грунти і особливо їх органічна речовина відіграють велику
роль в екологічній ситуації території. При вирішенні питань оптимізації
гумусного стану грунтів важливо досягти не тільки оптимального змісту
гумусу, а й зберегти в загальних рисах співвідношення в грунті різних груп і
фракцій гумусу, характерний для цілинних грунтів. До основних заходів,
спрямованим на оптимізацію гумусного стану грунтів, слід віднести
заходи щодо боротьби з водної та вітрової ерозією грунтів, внесення достатніх
доз органічних і мінеральних добрив, введення в сівозміни культур,
найбільш збагачують грунт органічною речовиною: зернобобових і багаторічних
трав.
Список літератури
Ахтирцев
Б.П., Ахтирцев А.Б. Грунтовий покрив Середньоросійської Чорнозем'я. - Воронеж:
Изд-во Воронеж, ун-та, 1993. - 216 с.
Гришина
Л.А., Орлов Д.С. Система показників гумусного стану грунтів// Проблеми
грунтознавства. - М., 1978. - С. 42-47.
Класифікація
і діагностика грунтів СРСР. -М.: Колос, 1977.-224с.
Російська
чорнозем. 100 років після Докучаєва. -М.: Наука, 1983.-276с.
Шевченка
Г.А., Щербаков А.П. Гумусні стан чорноземів ЦЧО// Грунтознавство. - 1984.
- № 8. - С. 50-56.
Для
підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.vestnik.vsu.ru
