CC BY
9УДК 631.417.2:631.445.4(210.7)(262.5)(477.74)
Леонiдова I. В.
Гумус та чорноземоутворення на остров/ Зминий
Одеський нацюнальний уыверситет iменi I. I. Мечникова,м. Одеса e-mail:leonidova999@gmail.com
Анотаця. Наведено результати доЫдження гумусового стану чорноземних фунт/'в острова Змнний, включно й оптичноI щ'льност/' гумнових кислот. Встановлено особливой вмсту та яюсного складу гумусу фунт/'в у залежной в/'д умов зволоження, впливу материнських i п/'дстильних силкатних пор/'д, засоленост-солонцюватост/' фунт/'в. Зроблено висновок щодо генетичноI природи гумусо- чорноземоутворення на островi, класифкац^йно! належностi тутешн/'х чорноземних фунт/'в.
КлючовI слова: острiв ЗмП'ний, чорноземн фунти, гумусовий стан, гумусо- i чорноземоутворення.
Вступ
Гумус - специф1чний I найважлив1ший компонент складу фунту, один 1з основних показниш його генетико-продуцшного статусу I кпасифкацшноТ належностк Грунтотворення, по сут1, тюно пов'язане I зумовлене процесами утворення I накопичення гумусових речовин. Вмют I запаси гумусу, його якюний склад, будова молекул та форма I мщнють органо-мшеральних зв'язк1в I утворень штегрально вщображають сутнють I специф1ку фунтотворення. Вщ к1лькост1 та якост1 гумусу значною м1рою залежать основн1 режими I властивосп фунт1в, умови життя рослин та формування Тх бюпродукцп [1-4].
В практиц1 досл1джень гумусност1 фунт1в, ТТ контролю та оц1нки широко використовуеться поняття гумусового стану (ГС) фунт1в. Л. О. Гр1шиною та Д. С. Орловим 1978 року розроблено систему показниш ГС фунт1в та р1вн1в Тх вираженост1 [5], яка дозволяе встановити направленють I характер гум1ф1каци оргашчноТ речовини, оцшити забезпечен1сть Грунту гумусом, як1сть гумусу тощо. Система включае наступн1 показники I характеристики: вмют I запаси гумусу, його профтьний розподт, збагаченють азотом, ступ1нь гум1ф1кац1Т, тип гумусу, його фракцшний склад, оптичну щтьнють гум1новоТ кислоти (ГК) та деяк1 1нш1.
Особливо актуальним в генетико-класифкацшному план1 е визначення показник1в ГС чорноземних фунт1в о. Зм1Тний, як1 вир1зняються низкою особливостей морфолог1чноТ будови, речовинно-х1м1чного складу I властивостей, що в1дм1чалось як нами, так й шшими досл1дниками ран1ше [6-8 та ш.].
З метою з'ясування специф1ки гумусових речовин чорноземних фунт1в о. Зминий, Тх генетичноТ природи та природи чорноземоутворення на остров! загалом, у 2009-2013 рр. проведено вивчення морфологи, речовинно-х1м1чного складу, властивостей та бюпродуктивносп фунт1в ключових д1лянок наших дослщжень. Визначено також основн1 показники ГС фунт1в, в т. ч. вперше оптичну щ1льн1сть Тхшх ГК, що й висв1тлено у пропонованш статт1.
Матерiали i методи
В основу роботи покладено матер1али проведених нами та за нашою участю у 2009-2013 рр. досл1джень чорноземних фунт1в о. Зм1Тний, визначення показниш Тхнього ГС зокрема. При виконанн роб1т I досл1джень використано загальноприйнят1 у в1тчизнян1й фунтознавчо-географ1чнш практиц1 методи польового вивчення фунт1в та Тх бюпродуктивносп, лабораторного анал1зу фунт1в та визначення показниш I характеристик Тхнього ГС, в т. ч. оптичноТ щшьносп ГК [1, 3, 9-12]. Результати вивчення фунт1в острова та показниш Тхнього ГС наведено у наступних по тексту таблицях I на рисунку.
Результати i обговорення
Вмют i профтьний розподл та яксний склад гумусу. Вмют гумусу вважаеться одним 1з головних показниш ГС фунт1в, осктьки в значнш м1р1 репрезентуе еколого-генетичний статус фунтотворення I фунт1в, визначае р1вень ТхньоТ родючост1 [1, 3, 10].
Наведет у табл. 1 I на рис. 1 дан1 засвщчують дуже високий вмют гумусу як у верхн1х гумусоакумулятивних горизонтах чорноземних фунт1в острова (вщ 12-14 до 16-18 %), так I нижн1х горизонтах профтю - 5-8 %. Найвищий вмют гумусу у фунтах в межах вододтьного плато та його схил1в (ОЗ-13, 19, 20) - вщ 12-18 % у верхых горизонтах Щ до 8-11 % у нижнш частин1 проф1лю на глибин 25-35 см. В фунтах же на делюв1ально-акумулятивних п1дн1жжях схил1в (ОЗ-15) I днищах улоговин (ОЗ-21) величини вмюту гумусу дещо нижч1 - вщповщно 15-13 I 5-6 %. Однак потужн1сть
гумусоакумулятивного горизонту тут суттево бтьша порiвняно iз чорноземами в межах вододтьного плато та його схилiв, й особливо порiвняно iз Грунтами на ксероморфшших схилах швденно' i схщноТ експозицiй (наприклад, 03-13).
Таблиця 1.
Загальш вiдомостi про ключовi дiлянки фунтово-генетичних дослiджень на о. Змпний _(липень, 2009)_
Д1лянки (розр1з), ^рунт* Горизонт Глиби-на, см Гран. частки Гумус I солей рН Пдрол. кисл-сть Поглинут1 основи
>1мм, % вщ маси Грунту < 0,01 мм Сума у тому числ1
Са2+ Na+
% вщ маси др1бнозему водн. сол.
ммоль/100 г др1бнозему
Геоморфно-гПсометричний р/'вень (зона) вершинно-вододльного плато i привододльних пологих схил/'в
03-19, Чн* Нр 5-15 61,5 25,1 14,6 0,22 5,4 5,0 13,1 35,5 25,2 1,20
Нрр 16-24 73,6 28,3 14,6 0,39 5,0 4,3 18,8 30,4 17,6 1,90
24-34 76,9 32,2 10,9 0,72 4,3 3,7 22,8 24,6 14,4 2,70
Геоморфно-гПсометричний р/'вень (зона) схилових мюцевостей ухилом до 3-5°
03-13, схил схщ. експ.; Чн Нр 4-14 70,1 25,2 17,9 0,15 4,8 3,8 24,1 23,3 10,8 0,83
Нрр 14-23 85,8 25,1 15,1 0,15 4,2 3,3 35,0 19,1 8,0 1,62
Рhq 23-32 81,0 26,7 8,5 0,14 4,3 3,2 25,4 9,8 4,0 1,24
03-20, схил твн. експ.; Чк Нр 9-19 70,0 27,1 18,2 0,16 4,7 3,7 28,4 21,2 10,4 1,68
Нрр 27-37 68,0 28,5 14,7 0,13 4,6 3,4 29,3 14,7 7,6 1,28
Геоморфно-гПсометричний р/'вень (зона) делю&ально-акумулятивних пiднiж схил/'в та днищ улоговин
03-15, пщшжжя схилу; Чк Нрот. 7-17 40,2 19,9 14,8 0,19 5,7 4,8 11,8 27,2 14,4 1,99
Нр 20-30 46,6 28,2 14,0 0,41 4,6 3,9 22,3 20,8 11,2 1,16
Нрр 33-44 52,5 19,2 12,8 0,50 4,4 3,8 23,2 20,9 8,4 1,08
Рhq 44-52 34,0 38,1 5,0 0,53 4,3 3,6 14,9 15,0 2,4 0,95
03-21, днище улогови-ни; Чл Нс11 6-15 38,1 38,1 12,3 0,15 5,8 4,8 10,9 34,4 15,6 1,63
[Н] 20-30 56,1 35,2 13,4 0,11 5,5 4,2 17,5 23,8 12,4 1,92
[Н] 40-50 56,0 35,7 13,5 0,15 5,3 3,9 24,9 22,9 10,0 3,13
Нррд1 60-70 65,0 40,9 5,9 0,09 5,3 3,8 13,1 15,5 2,8 2,13
*1ндекси грунт1в: Чн - чорнозем неповнорозвинений; Чк - чорнозем короткопрофтьний; Чл - чорнозем намитий лучнуватий
Ул!овн1 яашашшя
Гумусов1 прс1ф1.п1 Грунта у межа?"
— видидты-юго плато
— —/^хилових мюцеьостей
. . . ПЩНЬК схил1в, дннш,улоповин г
03-13 нижня межа п[:оф1лю фунту
Рис.1. Проф1льний розпод1л гумусу в чорноземних Грунтах острова
Дуже високий вмют гумусу в дослiджуваних Грунтах можна пояснити доволi високою як надземною фiтомасою тутешнiх степових ценозiв, так особливо зосередженютю 71-80, до 85% загально' бiомаси трав у приповерхневому горизонт фунтово' дернини Нd + наземному шарi (горизонтi) степово' повст Нс та максимально кореневмiсному гумусоакумулятивному горизонт Нq до глибини переачно 15-25
см. Причому 60-70 % загальноТ бюмаси зосереджено саме у приповерхневому органогенному горизонт! Ш+Нс. Загальновщомо, що шсля в1дмирання трав'яна рослинна маса розкладаеться I в значнш к1лькост1 перетворюеться у гумусов1 речовини. Оск1льки поверхневий органогенний горизонт Ш+Нс в умовах острова поступово "товщае" доверху, це й зумовлюе поступове наростання доверху I профт1в тутешн1х Грут1в [13].
Як зазначають В. В. Пономарьова I Т. О. Плотшкова [3], гумус чорнозем1в - це похщна степовоТ трав'яноТ рослинност1, в значнш м1р1 пов'язана з ТТ життед1яльнютю. Гумус I степовий ф1тоценоз сшвюнують в единому життевому ритм1: в перюд весняного I ранньол1тнього бурхливого наростання вегетативноТ маси трав вщбуваеться 1нтенсивна м1нерал1зац1я гумусу I споживання продукт1в м1нерал1зац1Т рослинами. В к1нц1 л1та, коли розвиток рослин практично припиняеться, вони "вщдають" у фунт з прижиттевими кореневими видтеннями нову синтезовану орган1чну речовину. Тобто, вищ1 зелен1 рослини впливають на фунт, фунто- I гумусоутворення не ттьки в1дмерлими орган1чними рештками, але й продукуванням ще за життя у фунт через активну частину корешв р1зних оргашчних I м1неральних компонент1в - орган1чних кислот, 1он1в ОН-, Н+, НСО3-, ам1нокислот, фермент1в, гелепод1бних вид1лень тощо.
Нижче гумусоакумулятивного горизонту Щ, на фон1 р1зкого зменшення ризомаси трав до 1-2 % загальноТ бюмаси [13], р1зко зменшуеться I вм1ст гумусу - до 5-10 (11) % (див. табл. 1 I рис. 1), хоча згщно модел1 оцшки [1, 5] залишаеться на середньому I високому р1вн1. Ймов1рно, в чорноземних фунтах острова мае мюце низх1дна профтьна м1грац1я гумусових речовин I кореневих видтень трав, що в свш час було встановлено Пономарьовою I Плотшковою у вилугуваних (некарбонатних - прим. наша) чорноземах Волино-ПодтьськоТ височини [3, ст. 85-91].
Важливим показником ГС фунт1в е збагачен1сть гумусу ытрогеном, яка оц1нюеться в1дношенням С^. Якщо у верхн1х горизонтах розорюваних чорнозем1в п1вденних суходолу п1вдня УкраТни к1льк1сть валового N складае переачно 0,15-0,25 (до 0,30)% [14], то у чорноземних фунтах острова ця величина повсюдно бтьше 1 % вщ маси др1бнозему (табл. 2). Максимальн значення вм1сту валового N у верхшх горизонтах Грунт!в вододтьноТ та приводод1льно-схиловоТ частин острова (розр1зи ОЗ-13, 19, 20), з глибиною ктькють валового н1трогену тут дещо менша. У Грунтах на делюв1альних шлейфах та днищах улоговин (ОЗ-15, 21) валовий вмют N зростае з глибиною, що, очевидно, зумовлено елююванням його сполук 1з верхшх горизонт1в. Незвично високий вмют валового штрогену в дослщжуваних фунтах, в1рогщно, е результатом прогресуючоТ акумуляц1Т цього елемента в процес б1олог1чного колооб1гу та надходження на поверхню острова з послщом численноТ орн1тофауни [7, 13]. Не виключаеться також роль у накопиченш н1трогену в фунтах острова I надходження його з атмосферними опадами I вщкладеннями [15]. Вщношення С^ у гумус1 верхн1х горизонт1в Грунт!в на р1вн1 7-8, що згщно 1з [1, 5] засвщчуе високу збагачен1сть гумусу н1трогеном. З глибиною це в1дношення зазвичай дещо звужуеться, що св1дчить про певне зростання збагаченост гумусу н1трогеном донизу по проф1лю досл1джуваних фут1в.
Як1сний склад гумусу оц1нюеться за вмютом I сп1вв1дношенням р1зних за властивостями груп гумусових речовин: гумшових I фульвокислот (ФК) та нерозчинного залишку (гум1н1в) I е функц1ею б1ох1м1чноТ активност1 Грунт!в I процесу гум1ф1кацп в умовах р1зних тип1в Грунтотворення. Фракц1йний склад гумусу характеризуе розподт гумусових речовин за формою Тхнього зв'язку з мшеральною частиною Грунту I е функц1ею мшералопчного складу мулистоТ фракц1Т, вм1сту I складу солей та умов прот1кання процеав взаемод1Т, серед яких найважлив1шою е реакц1я середовища. Таким чином, фракцшно-груповий склад гумусу слугуе важливим д1агностичним (1ндикативним) показником сутност1 I специф1ки Грунтотворення та класиф|кац1йноТ належносп Грунт1в [1-3, 4, 10, 17].
Анал1з фракц1йно-групового складу гумусу чорноземних Грунт1в острова виконано за методикою I. В. Тюрша в модифкацп В. В. ПономарьовоТ I Т. О. Плотн1ковоТ [11]. Результати анал1зу групового складу гумусу (табл. 2) загалом типов! для Грунт1в чорноземного типу [1, 3, 4, 10, 14, 16]. У склад1 гумусу тут р1зко домшують ГК - 60-65 % вщ Сзаг, що засвщчуе надзвичайно високий ступшь гум1ф1кацп орган1чних речовин у Грунтах острова. Частка ж ФК становить лише 20-25 % Сзаг. Вщношення Сгк:Сгф зазвичай у межах 2,5-3,3, що засвщчуе гуматний тип гумусу [1, 5] дослщжуваних Грунт1в. Дещо вир1зняються за цими показниками результати анал1зу групового складу гумусу чорнозему намитого лучнуватого розр1зу ОЗ-21. Вмют ГК у верхньому делюв1ально-наносному горизонт! Н тут знижуеться до 48,4 %, а ФК зростае до 27,9 % Сзаг, вщношення Сгк:Сфг зменшуеться до 1,7, що характеризуе гумус цього горизонту як фульватно-гуматний. На нашу думку, вщмшносп складу гумусу у верхньому горизонт! цього Грунту зумовлеш накопиченням пор!вняно "молодих", так званих передгумусових речовин, ще недостатньо гум!фкованих та пол!меризованих [15]. Вщм!тимо також дещо пщвищений у цьому горизонт! вмют нерозчинного залишку гумусу (гумшу). Донизу по профтю в похованому гумусовому горизонт! [Н] вмют ГК та вщношення Сгк:Сфк зростають, а доля гумшу знижуеться до р!вня фонових значень чорноземних Грунт1в острова.
Результати анал!зу фракцшного складу гумусу чорноземних Грунт1в острова (див. табл. 2) суттево вщр!зняються вщ складу гумусу чорнозем!в швдня УкраТни на лесових породах [14, 16 та ¡н.]. У склад! ГК тут р1зко домшуе фракц!я ГК-1 - "в!льних" (новоутворених) ! зв'язаних з п!втораоксидами Fe та А1 бурих ГК. Вмют ц1еТ фракц1Т у верхн!х горизонтах 41-48% Сзаг, дещо нижчий вш у верхн!х горизонтах
Грунт1в на делюв1альних шлейфах та днищах улоговин (ОЗ-15, 21). Вщносний вмют фракци ГК-1 у верхн1х горизонтах дослщжуваних Грунт1в становить 65-75 % загальноТ суми ГК, що оцшюеться як високий [1, 5]. З глибиною по профтю вмют ц1еТ фракцп зростае до 53-58, навпъ до 65 % Сзаг, що сягае 80-84 % вщ суми ГК (дуже високий вмют). На думку дослщниш попередн1х рок1в [8, 18], аномально високий вмют у Грунтах острова фракци ГК-1 пояснюеться активною взаемод1ею новоутворених ГК з1 щойно утвореними ("молодими") оксидами Fe та А1 - продуктами вив1трювання кислих материнських пор1д. Це, разом з п1двищеним вм1стом вщповщних фракц1й ФК (ФК-1 та ФК-1а), най1мов1рн1ше, I е одною 1з причин кислотност1 досл1джуваних Грунт1в [1, 3].
Вмют фракци ГК-3, мщно зв'язаноТ з п1втораоксидами та глинистими мшералами, у чорноземних Грунтах вододтьного плато та приводод1льних схил1в острова сягае 10-20 % Сзаг (20-30 % в1д суми ГК), що також оцшюеться як високий. Дещо нижчий його вмют у нижшх горизонтах профтю чорноземних Грунт1в делюв1альних шлейф1в та днищ улоговин (ОЗ-15 I 21) - 11-16% вщ суми ГК, що вщповщае середньому р1вню оц1нки вм1сту ц1еТ фракци [1, 5].
Другою специф1чною особливютю фракц1йного складу гумусу чорноземних Грунт1в острова е практична вщсутнють фракц1Т ГК-2 (див. табл. 2), яка е типовою для чорнозем1в на лесових породах [3, 4, 14, 16] I представлена темними ГК, зв'язаними з Са. У Грунтах острова дуже низький вмют ц1еТ фракци виявлено лише у верхн1х гумусоакумулятивних горизонтах, у нижшх горизонтах вона зовам вщсутня. На нашу думку, це спричинено незначною ктькютю Са у бюгеох1м1чному колооб1гу в межах острова, осктьки цей елемент практично вщсутнш у геолопчних породах його поверхш. З штенсиф1кац1ею бюлопчного колооб1гу х1м1чних елемент1в I речовин та дерново-гумусоакумулятивного (чорноземного) процесу Грунтотворення верхн горизонти Грунт1в збагачуються Са бюгенноТ природи, суттево зростае його ктькють у ГвК, що й е передумовою утворення фракци ГК-Са у склад1 гумусу.
Цим, в1рогщно, й можна пояснити наявнють ц1еТ фракц1Т саме у верхшх горизонтах чорноземних Грунт1в острова, де загальна бюмаса трав'яноТ рослинност1, а вщповщно й емн1сть б1олог1чного колооб1гу х1м1чних елемент1в I речовин та вмют бюгенного Са, максимальн1. Причому у Грунтах кращого вологозабезпечення (ОЗ-19, 20) вмют фракци ГК-Са у верхшх горизонтах бтьший, н1ж у Грунтах вщносно ксероморфшших (ОЗ-13), що й тюструе залежн1сть вм1сту ц1еТ фракц1Т в1д емност1 б1олог1чного колооб1гу х1м1чних елемент1в.
Оптичнi властивост/ гумнових кислот. Нин1 одним 1з ефективних метод1в досл1дження природи гумусу Грунт1в I Грунтотворення загалом е визначення оптичноТ щ1льност1 гумусових речовин, I ГК зокрема. Згщно з сучасними уявленнями, ГК - це складна сум1ш високомолекулярних I пол1функцюнальних сполук ал1цикл1чноТ, гщроароматичноТ, ароматичноТ та гетероцикл1чноТ природи, як1 зам1щен1 алктьними ланцюжками р1зноТ величини як нормальноТ, так й 1зомерноТ будови, що включають кшцев1 I нек1нцев1 зв'язки з р1зними функц1ональними групами (карбоксильними, гщроксильними та 1н.). Структура ГК Грунт1в р1зних умов утворення може суттево вщр1знятися, що пояснюеться високим ступенем пол1морф|зму ТхньоТ х1м1чноТ будови. В результат! гумусов1 речовини р1зних тип1в Грунт1в та р1зних Грунтових горизонт1в характеризуються неоднаковим забарвленням, що е наслщком р1зних умов I характеру поглинання св1тлових хвиль у залежност в1д особливостей ГК, I в першу чергу вщ сп1ввщношення в Тх молекулах ароматичних та ал1фатичних структур. За величиною оптичноТ щтьносп можна скласти уявлення про сп1ввщношення м1ж перифер1йною та ядерною частинами молекул ГК, що е д1агностичною ознакою типу Грунтотворення, про мюцев1 особливост г1дролог1чних I галогеох1м1чних умов утворення Грунту, г1дроф1льн1сть I рухливють ГК та здатн1сть Тх до утворення комплексних сполук [1-3, 10, 17].
Вперше оптичну щтьнють ГК чорноземних Грунт1в о. Зминий визначено нами у 2010 р. в гуматах натр1ю, виокремлених пщ час анал1зу складу гумусу. Згщно з методичними вказ1вками [3, 10, 12], концентрацш карбону ГК у розчинах гумат1в перераховано на 0,136 г/л, довжина кювети -1 см. Результати визначення оптичноТ щтьносп наведено в табл. 3.
Отримаш результати засвщчують довол1 високу оптичну щтьнють ГК, властиву зазвичай Грунтам чорноземного типу [1, 10, 17]. Як зазначае М. М. Кононова [10], висока оптична щтьнють ГК чорноземних Грунт1в е показником високоТ конденсованост ароматичного ядра I невисокого вмюту в Тхшх молекулах бокових радикал1в, що несуть гщрофтьш групи. Очевидно, умови Грунтотворення на остров1, зокрема чергування перюд1в весняно-ранньол1тнього зволоження та л1тньо-осшньоТ посушливоТ погоди, сприяють утворенню в чорноземних Грунтах ГК довол1 складних структури I складу.
Дещо вищ1 значення коефщ1ент1в оптичноТ щтьносп ГК у вщносно краще вологозабезпечених Грунтах захщноТ I п1вшчноТ частин острова (ОЗ-19 I 20) пор1вняно 1з чорноземними Грунтами в1дносно ксероморфшшоТ схщноТ частини територ1Т (ОЗ-13). Це може свщчити про кращ1 умови для утворення I нагромадження св1жого гумусу за кращого зволоження Грунт1в, що встановлено дослщженнями С. П. Позняка [16]. Найвищими е значення коефщ1ент1в поглинання ГК у похованих гумусових горизонтах чорнозему лучнуватого на днищ1 улоговини (ОЗ-21), де умови зволоження оптимальш для гумусоутворення та зростання при цьому ступеня конденсованост ароматичного ядра. До низу профтю практично вс1х дослщжуваних чорноземних Грунт1в значення показниш оптичноТ щтьносп ГК зменшуються.
Таблиця 2.
Вм^т гумусу в чорноземних Грунтах о. Зминий, його фракцшно-груповий склад i збагаченiсть нiтрогеном (липень 2009 року)_
Дтянки (розрЬ), ^рунт* Горизонт Гли-бина, см Сзаг, % ^ал,% С^ Гум1нов1 кислоти Фульвокислоти ГК+ ФК Гумш Сгк: Сгф
1 2 3 сума 1а 1 2 3 сума
в % в1д Сзаг
Геоморфно^псометричний рiвень (зона) вершинно-вододльного плато i привододЛьних пологих схилiв
ОЗ-19, Чн* 5-15 8,44 1,20 7,0 41,4 8,3 13,7 63,4 3,9 13,1 0,0 3,1 20,1 83,5 16,5 3,2
Нрq 16-24 8,43 1,20 7,0 50,4 0,0 12,8 63,2 4,2 11,7 0,0 3,3 19,2 82,4 17,6 3,3
24-34 6,31 1,00 6,3 58,0 0,0 15,4 73,4 4,3 12,1 1,4 3,0 20,8 94,2 5,8 3,5
Геоморс рно^псометричний рiвень (зона) схилових мсцевостей ухилом до 3-5°
03-13, схил схщ. експ.; Чн Щ 4-14 10,39 1,35 7,7 42,6 2,3 14,6 59,5 3,1 15,2 0,0 6,2 24,5 84,0 16,0 2,4
Нрq 14-23 8,78 1,30 6,8 53,1 0,0 17,3 70,4 3,1 13,9 4,0 7,2 28,2 98,6 1,4 2,5
Рhq 23-32 4,92 не визн. 53,1 0,0 17,3 70,4 3,1 13,9 4,0 7,2 28,2 98,6 1,4 2,5
03-20, схил твн. експ.; Чк Нq 9-19 10,56 1,30 8,1 48,2 3,3 12,0 63,5 2,6 9,6 0,0 4,9 17,1 80,6 19,4 3,3
Нрq 27-37 8,50 1,20 7,1 52,9 0,0 11,7 64,6 4,2 10,7 4,1 5,4 24,4 89,0 11,0 2,7
Геоморфно^псометричний рiвень (зона) делювiально-акумулятивних пiднiж схилiв та днищ улоговин
03-15, пщшжжя схилу; Чк Нq оторф. 7-17 8,61 1,10 7,8 39,3 0,6 20,0 59,9 3,1 10,8 6,3 3,8 24,0 83,9 16,1 2,5
Нq 20-30 8,10 1,25 6,5 48,9 0,0 12,2 61,1 2,8 10,7 0,4 7,2 21,1 82,2 17,8 2,9
Нрq 33-44 7,44 1,10 6,8 56,3 0,0 11,6 67,9 3,3 9,4 5,0 5,1 22,8 90,7 9,3 3,0
Нрq 44-52 2,90 не визначались
03-21, днище улогови-ни; Чл Н 6-15 7,12 1,00 7,1 36,0 0,0 12,4 48,4 4,4 11,6 6,3 5,6 27,9 76,3 23,7 1,7
[Н] 20-30 7,80 1,00 7,8 42,7 4,2 10,9 57,8 4,7 13,6 3,8 3,8 25,9 83,7 16,3 2,2
[Н] 40-50 7,81 1,20 6,5 65,2 0,0 12,5 77,7 2,9 14,4 1,9 2,2 21,4 99,1 0,9 3,6
Hpqgl 60-70 3,41 не визначались
* 1ндекси фунтв: Чн - чорнозем неповнорозвинений; Чк - чорнозем короткопрофтьний; Чл - чорнозем намитий лучнуватий
Дещо крутш з глибиною i кр^ спектрiв поглинання, що засвiдчуe збтьшення вмiсту бурих ГК, найiмовiрнiше, пщ впливом кислих материнських порiд, або ж спрощення Тхых молекул в умовах солонцюватостнзасоленосп фун™ [1, 17]. Не виключаеться в нашому випадку i мiграцiя бiльш рухомих форм ГК спрощеноТ будови iз верхшх горизонтiв, по аналоги з чорноземами швденними КустанайськоТ областi [19]. На думку М. М. КононовоТ [10], це може свщчити про генетичну спорщненють таких ГК з ФК та можливють iснування мiж ними перехщних форм. Поряд iз коефiцiентами оптичноТ щiльностi ГК за рiзних довжин хвиль, для характеристики ГК широко використовують коефiцiенти рiвняння Бугера-Ламберта-Бера (Е-величини за довжини хвилi 465 нм при концентрацп розчину 0,001 % та довжиш кювети 1 см - Е40,001). Вони мало змшюються в межах одного типу i мають близькi значення для генетично спорiднених фун™. Значення показника Е40,001 у верхнiх горизонтах дослщжуваних фут1в 0,091-0,100, що дае пщстави дiагностувати Тх чорноземами пiвденними з ознаками суттевого впливу кислих материнських порщ та солонцюватостнзасоленосп [1, 17]. Рiвень оцiнки цього показника ГС чорноземних фун™ острова - середнш, ближче до високого [за 1, 5]. Дещо вищi значення показника у вщносно вологозабезпеченiших фунтах захщноТ i пiвнiчноТ частин острова (ОЗ-19 i 20), де, як зазначалось вище, сприятливш умови для гумусоутворення. У фунтах ксероморфшшого схилу схщноТ експозицiТ (03-13) значення показника нижч^ що засвiдчуе не ттьки гiршi умови для гумусоутворення, а й вищий вмют у гумуа бурих ГК. Дещо нижчi значення цього показника i у верхшх горизонтах чорноземних фунт1в на делювiальних шлейфах i днищах улоговин (03-15 i 03-21): нашмовюшше, тут збiльшуеться вмiст вiдносно "молодих" ГК спрощеноТ будови. Найвищi ж значення Е40, 01(0,10-0,11) у похованому гумусовому горизонт [Н] чорнозему намитого лучнуватого на днищi улоговини (03-21), де, як зазначалось вище, в умовах оптимального зволоження фун^в оптимальн й умови для гумусоутворення та формування типових для чорноземiв гумусових речовин. У вах розрiзах значення цього показника зменшуються з глибиною, що, ймовiрно, спричинено збтьшенням вмiсту бурих ГК в умовах зростання впливу кислих материнських порщ або спрощенням молекул ГК за солонцюватостнзасоленосп фут1в.
Таблиця 3.
Показники оптичних властивостей гумшових кислот чорноземних фунлв о. Зминий
Дтянки (розр1з), ^рунт* Горизонт Глиби-на, см Е430 Е485 Е690 ,- 0,001 Е4 Е4/Е6 Кст
Геоморфно^псометричний рiвень (зона) вершинно-вододльного плато i привододЛьних пологих схилiв
03-19, Чн* 5-15 14,396 12,725 4,062 0,097 3,13 7,352
16-24 13,920 11,049 3,804 0,091 2,90 6,278
Геоморфно^псометричний рiвень (зона) схилових мсцевостей ухилом до 3-5
03-13, схил схщ. експ.; Чн 4-14 12,816 11,978 3,419 0,092 3,50 5,817
14-23 11,728 11,577 2,324 0,088 4,98 3,296
03-20, схил твн. експ.; Чк 9-19 14,637 12,520 4,800 0,100 2,61 8,586
27-37 12,660 12,142 3,102 0,092 3,91 4,334
Геоморфно^псометричний рiвень (зона) делювiально-акумулятивних пiднiж схилiв та днищ улоговин
03-15, пщшжжя схилу; Чк Нq оторф. 7-17 12,914 11,765 3,551 0,091 3,31 7,172
щ 20-30 11,435 11,859 3,309 0,087 3,58 5,424
Нрq 33-44 11,251 10,418 2,456 0,080 4,24 3,846
03-21, днище улогови-ни; Чл Н 6-15 13,791 11,287 5,156 0,091 2,19 10,142
[Н] 20-30 15,353 12,844 3,814 0,104 3,37 7,295
[Н] 40-50 15,763 13,043 3,904 0,107 3,34 6,463
* 1ндекси ^рунт1в: Чн - чорнозем неповнорозвинений; Чк - чорнозем короткопрофтьний; Чл - чорнозем намитий лучнуватий. Показники оптичних властивостей ГК: Е430, Е485, Еб90 - коеф1ц1енти оптичноТ щ1льност1 за довжини хвиль 430, 485 I 690 нм вщповщно; Е40,001 - коеф1ц1ент оптичноТ щ1льност1 за довжини хвил1 465 нм I концентрацп розчину 1 мг/ 100 мл, довжина кювети 1 см; Е4/Е6 - коефщ1ент забарвленост1; Кст - показник якост1 I стаб1льност1 гумусу
Для порiвняльноТ характеристики оптичних властивостей ГК, i зокрема оцшки ступеня конденсованостi Тхнього ароматичного ядра та алiфатичних структур, використовуеться також сшвставлення коефiцiентiв оптичноТ щiльностi або штенсивносп поглинання свiтла при довжинах хвиль 485 i 690 нм - Е4/Е6 (коефiцiент забарвленостi). Це стввщношення вiдображае ступiнь участi конденсованого ароматичного ядра у побудовi молекули ГК. Ширше вiдношення засвiдчуе переважання у молекулах ГК алiфатичних груп [10]. 1з наведених у табл. 3 даних видно, що це сшввщношення ширше в чорноземних фунтах схщноТ вщносно ксероморфшшоТ частини острова (0313). Ймовiрно, тут менш "зртГ' ГК iз слабкою конденсованютю ароматичного ядра в умовах дещо пршого зволоження. Звуження цього сшввщношення констатуеться у чорноземних Грунтах захщноТ та
швшчноТ краще вологозабезпечених частин острова (ОЗ-19 I 20), де штенсившшими е процеси гум1ф1каци, зростае "зртють" ГК та структурованють Тхн1х молекул. Неоднозначним е профтьний розподт коефщ1ент1в забарвленост у досл1джуваних Грунтах. Дом1нуе тенденц1я до розширення цього в1дношення донизу по профтю, що може бути наслщком процесу гщрол1тичного в1дщеплення вщ макромолекул ГК I винесення донизу по профтю бтьш лаб1льних б1чних ланцюг1в при посиленн1 процесу елюювання в умовах кращого зволоження чи прояву солонцевого процесу.
Ще одним показником оптичних властивостей ГК е показник якост I стабтьносп гумусу (Кст), запропонований Б. Н. Рябшшим I Л. А. Рябшшою [20], який ефективно впроваджуеться в практику Грунтово-генетичних дослщжень [17]. Зг1дно 1з даними табл. 3, як1сн1шим I стабтьшшим е гумус чорноземних Грунт1в о. Зм1Тний знову ж таки в умовах кращого вологозабезпечення (ОЗ-15, 19, 20 I 21). Менш якюний гумус у Грунтах схщноТ ксероморфшшоТ частини острова (ОЗ-13). З глибиною по профтю у вс1х випадках показник якосп гумусу знижуеться, що як зазначалось вище, в1рогщно спричинено збтьшенням вмюту бурих ГК та зменшенням конденсованост Тхнього ароматичного ядра.
Отже, схарактеризоваш вище результати вивчення ГС чорноземних Грунт1в о. Зминий переконливо свщчать про чорноземну природу Тхн1х гумусових речовин, а вщповщно I Грунт1в загалом. Гумус тут гуматного типу, дуже високого ступеня гум1ф1каци, високозбагачений штрогеном, що типово для чорноземних Грунт1в. Якюшший I стаб1льн1ший гумус, а вщповщно й процеси гумусо- I чорноземоутворення в умовах краще вологозабезпечених захщноТ I швшчноТ частин острова, де глибш1 та штенсивнш процеси гум1ф1каци орган1чного опаду, зростають зр1л1сть ГК та оструктуренють Тхн1х молекул пор1вняно 1з ксероморфн1шими п1вденною I схщною частинами територ1Т.
Водночас у склад1 I властивостях гумусу досл1джуваних Грунт1в очевидн1 ознаки впливу кислого складу материнських порщ I солонцюватост1-засоленост1 Грунт1в. Зокрема, у склад1 ГК р1зко дом1нуе фракц1я ГК-1 "в1льних" (новоутворених) I зв'язаних з п1втораоксидами А1 I Fe бурих ГК, вмют якоТ зб1льшуеться до низу профтю. Незвично високий вмют ц1еТ фракци у дослщжуваних Грунтах I зростання його донизу профтю значною м1рою е наслщком впливу кислих материнських порщ, конкретшше - результат взаемодп новоутворених ГК з1 щойно утвореними оксидами АН Fe -продуктами вив1трювання цих порщ. Можливе також зростання вмюту бурих ГК внаслщок спрощення молекул ГК пщ впливом солонцевого процесу. Другою специф|чною особливютю гумусу дослщжуваних Грунт1в е дуже низький вмют типово чорноземноТ фракц1Т ГК-2, I лише у верхшх горизонтах, збагачених бюгенним кальц1ем. У нижн1х горизонтах профтю, де вплив кислих материнських I пщстильних порщ е визначальним, фракц1я ГК-2 (ГК-Са) цтковито вщсутня.
Насамк1нець акцентуемо увагу на тому, що чорноземш Грунти острова у визначальнш м1р1 насл1дують ознаки I властивост вих1дних материнських I пщстильних щтьних кислих пор1д (кам'янист1сть, некарбонатнють, кислотн1сть/сильну кислотн1сть, зр1днен1сть основами тощо). Догори по профтю пщ покривом степовоТ трав'яноТ рослинност1 вплив порщ поступово знижуеться й, вщповщно, зростае вплив дерново-гумусоакумулятивного (чорноземного) процесу Грунтотворення. У верхнш частиш профтю формуеться гумусоакумулятивний горизонт Щ 1з вмютом гумусу б1льше 1015 %, зростае вм1ст б1оф1льних елемент1в та основ, I зокрема кальцю Знижуеться кислотнють, у склад1 гумусу утворюеться фракц1я ГК-2 та 1н. Практично аналопчш за складом I властивостями некарбонатш кисл1 чорноземи на щтьних сил1катних породах Прського Криму Н. Б. Вернандер називае чорноземами "л1тогенно-кислими" [21, с. 140]. Аналопчно I чорноземш Грунти о. Зминий, як1 утворились на щтьних сил1катних породах та кор1 Тх вив1трювання, I визначальною м1рою насл1дують ознаки вихщних материнських пор1д, вплив яких посилюеться до низу профтю, нами, а дещо рашше Я. М. Бтанчиним [7, с. 99] пропонуеться класиф1кувати на р1вн1 роду як лтогенно-ки^.
Лтература
1. Орлов Д. С. Химия почв: Учебник / Д. С. Орлов, Л. К. Садовникова, Н. И. Суханова. - М.: Высш. шк., 2005. -558 с.: ил.
2. Хлесткова Е. А. Использование некоторых показателей гумусного состояния почв в целях диагностики / Е. А. Хлесткова // Почвоведение. - 1991. - №6. - С. 38-46.
3. Пономарева В. В. Гумус и почвообразование (методы и результаты изучения) / В. В. Пономарева, Т. А. Плотникова. - Л.: Наука, 1980. - 222 с.
4. Тюрин И. В. Некоторые результаты работ по сравнительному изучению состава гумуса в почвах СССР / И. В. Тюрин // Тр. Почв. ин-та им. В. В. Докучаева: Работы по органическому веществу почвы. - М.: Изд-во АН СССР, 1951. - Т. XXXVIII. - С. 22-32.
5. Гришина Л. А. Система показателей гумусного состояния почв / Л. А. Гришина, Д. С. Орлов // Приблемы почвоведения. - М.: Наука, 1978. - С. 42-47.
6. Бтанчин Я. М. Про генетичну природу чорноземiв о. Зминий, Тх речовинно-хiмiчного складу i властивостей / Я. М. Бтанчин, Л. М. Гошуренко, I. В. Свщерська // Вюн. Одес. нац. ун-ту. Сер. географ. та геол. науки. -2009. - Т. 14. - Вип. 1 - С. 240-245.
7. Бтанчин Я. М. Чорноземш Грунти острова Зминий / Я. М. Бтанчин // Агрохiмiя i Грунтознавство. Мiжвiдомч. темат. наук. збiрник. - Харюв: ННЦ "1ГА iменi О. Н. Соколовського", 2011. - Вип. 76. - С. 95-100.
8. Бтанчин Я. М. Дослщження Грунтового покриву о. Зминий / Я. М. Бтанчин, П. I. Жанталай, М. Й. Тортик, А. О. Буяновський // OcrpiB Зминий. Абютичы характеристики: монографiя / вщп. ред. В. I. Медшець; Одес. нац. ун-т iM. I. I. Мечникова. - Одеса: Астропринт, 2008. - С. 54-79.
9. Позняк С.П. Картографування Грунтового покриву: Навчальний поабник / С. П. Позняк, G. Н. Красеха, М. Г. Ют. - Львiв: Видавн. центр ЛНУ, 2003. - 500 с.
10. Кононова М. М. Органическое вещество почвы, его природа, свойства и методы изучения / М. М. Кононова. -М.: Изд-во АН СССР, 1963. - 315 с.
11. Пономарева В. В. Определение группового и фракционного состава гумуса по схеме И. В. Тюрина, в модификации В. В. Пономаревой и Т. А. Плотниковой / В. В. Пономарева, Т. А. Плотникова // Агрохимические методы исследования почв. - М.: Наука, 1975. - С. 47-55.
12. Плотникова Т. А. Упрощенный вариант метода определения оптической плотности гумусовых веществ с одним светофильтром / Т. А. Плотникова, В. В. Пономарева // Почвоведение. - 1967. №7. - С. 73-85.
13. Леонщова I. В. Бюлопчний чинник Грунтотворення острова Зминий / I. В. Леонщова // Вюн. Одес. нац. ун-ту. Серiя: Географ. та геол. науки. - 2013. - Т. 18. - Вип. 1 (17) - С. 133-146.
14. Черноземы СССР (Украина). - М.: Колос, 1981. - 256 с.
15. Медшець В. I. Атмосферно-хiмiчнi дослщження / В. I. Медшець, С. В. Медшець, В. В. Прощенко // Ост^в Зминий. Абютичш характеристики: монографiя; Одес. нац. ун-т iм. I. I. Мечникова. - Одеса: Астропринт, 2008. - С. 115-137.
16. Позняк С. П. Орошаемые чорноземы юго-запада Украины / С. П. Позняк. - Львов: ВНТЛ, 1997. - 240 с.
17. Мороз Г. Б. Грунти середньо-сухостепового педоекотону ^вычно-Захщного Причорноморя: монографiя / Г. Б. Мороз, В. I. Михайлюк. - Львiв: ЗУКЦ, 2011. - 184 с.
18. Бтанчин Я. Гумусовий стан чорноземних Грун^в острова Зминий / [Я. Бтанчин, Л. Гошуренко, I. Леонщова, I. Орлик] // Вюн. Львiв. ун-ту. Серiя геогр. - 2013. - Вип. 41. - С. 24-37.
19. Плотникова Т. А. Содержание и состав гумуса в южных черноземах и темно-каштановых почвах Кустанайской области / Т. А. Плотникова // Почвоведение. - 1969. - № 12. - С. 29-39.
20. Рябинин Б. Н. Изменение серых лесных почв после обработки препаратом 2,4-Д / Б. Н. Рябинин, Л. А. Рябинина // Восстановление мелиорированных лесов Северо-Запада РСФСР. Сб. научн. трудов. -Ленинград, 1980. - С. 118-120.
21. Природа Украинской ССР. Почвы / [Н. Б. Вернандер, И. Н. Гоголев, Д. И. Ковалишин и др.]. - К.: Наук. думка, 1986.- 216 с.
Аннотация. И. В. Леонидова Гумус и черноземообразование на острове Змеиный. Приведены результаты исследования гумусного состояния чернозёмных почв острова Змеиный, включая оптическую плотность гуминових кислот. Установлено особенности содержания и качественного состава гумуса почв в зависимости от условий увлажнения, влияния материнских и подстилающих силикатных пород, засоленности-солонцеватости почв. Сделан вывод о генетической природе гумусо- и черноземообразования на острове, классификационной принадлежности здешних чорноземних почв. Ключевые слова: остров Змеиный, черноземные почвы, гумусное состояние, гумусо- и черноземообразование.
Abstract. I. V. Leonidova Humus and chornozem soils formation on Zmiiny island. The article contains results of researches assessing humus conditions of the chornozem soils of Zmiiny island, what also includes assessment of optical density of humic acids. The peculiar features of composition and chemical constituents of humus which derive from the watering conditions, influence of maternal and underlying silicate rocks, and soil salinity have been pointed out. A conclusion has been drawn on the genetic nature of humus- and soil formation on the island, as well as on the classificatory belonging of the local chornozem soils.
Keywords: Zmiiny island, chornozem soils, humus conditions, humus- and chornozem soil formation.
Поступила в редакцию 21.01.2014 г.
