ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ГОРНО-ЛЕСНЫХ ЖЕЛТОЗЕМНЫХ ПОЧВ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 631.47

ГУМУСНОЕ СОСТОЯНИЕ ГОРНО-ЛЕСНЫХ ЖЕЛТОЗЕМНЫХ ПОЧВ

БАЙЛИ АЛИЕВА БАХАД

Доктор философии по аграрным наукам, доцент, ведущий научный сотрудник, Институт Почвоведение и агрохимии, Лаборатория Биологии почв. Баку, Азербайджан.

Аннотация. В данной статье приводятся сведения о гумусном состоянии горнолесных желтоземных почв Ленкоранской области. Горно-лесные желтоземные почвы являются одним из доминирующих типов почв влажных субтропиков Азербайджана. Развиваются эти почвы под дубовым, грабовым древостоем и разреженным травянистым покровом. Изучаемые почвы характеризуются тяжелосуглинистым и глинистым механическим составом, особенно верхние горизонты, где содержание глины составляет 63-69%, а илистой фракции 26-47%. Содержание гумуса в выбранных биотопах горнолесных желтоземных почвах изменяется в лесном ценозе между 2,9-6,5%, Ханбуланчайском ценозе между 2,5-5,6%. Реакция почвенной среды обычно кислая и слабокислая, рН водной суспензии равна 5,0-6,5. Эти почвы характеризуются также большей емкостью обмена их катионов. Установлена тесная взаимосвязь гумусосодержания почв от запасов фитомассы и численности микроорганизмов.

Ключевые слова: почва, гумус, биотопы, фитомасса, микроорганизмы

Введение. Изучаемые горно-лесные желтоземные почвы входит в состав Ленкоранской области которая по обоим физико-географическим условиям подразделяются на горную и низменную систему. Почвы развиваются на желтоземной коре выветривания представленные премущественно щебнистыми бескарбонатными суглинками. Механический состав горно-лесных желтоземных почв тяжелосуглинистый. Содержание физической глины в профиле почв изменяется в пределах 42-69%. При этом верхние горизонты до 57 см глубины более глинистые. Поэтому, на этой глубине слабо выражены маломощный иллювиальный горизонт. Содержание гумуса в горно-лесных желтоземных почвах колеблется в широких пределах и зависит от количества лесного опада и от условий его разложения. Гумус распределен по профилю неравномерно. Основная масса гумуса накапливается в верхних горизонтах, с глубиной содержание гумуса резко уменьшаются. Горно-лесные желтоземные почвы обычно характеризуются большей емкостью поглощения их катионов. Гумусовый горизонт имеет серовато-полевый цвет, комковато-ореховатый, реже глыбистый с плотным структурным сложением. Морфологически эти почвы отличаются нечеткой дифференциацией профиля, среднемощным мелкоземистым слоем, что выражается также маломощным слоем подстилки (0-3 см). Реакция почвенный среды обычно слабокислая и кислая, рН водной суспензии изменяется в пределах 3,4-5,5-6,5. Верхние горизонты и нередко средняя часть отличаются более кислой реакцией почвенной среды. Эти почвы характеризуются обогащенностью глинистыми минералами монтмориллонитового характера.

Относительно небольшое накопление гумуса связано с особенностями гумусообразования в условиях теплого, влажного субтропического климата. Продолжительный климат способствует интенсивной минерализации органических остатков и глубокому распаду лесной подстилки, что значительно лимитирует накопления гумуса и образование мощного гумусового горизонта [1;3].

В настоящее время проблема органического вещества почв и процессы его трансформации широко дискутируется в научной литературе. Анализ литературных источников показывает на широкий спектр изучаемых вопросов. Естественно, формирование

гумуса связывались с интенсивностью разложения растительных остатков и состава остатков фитомассы. В агроценозах на химические свойства лабильных гумусовых веществ существенно влияют почвенные остатки сельскохозяйственных культур [7;8]. Рассматриваются также вопросы достаточно сложного процесса гумификации органических остатков в характерных физических и гидро-термических условиях на примере дерново-подзолистой почвы, а также влияние гранулометрического состава на гумусонакопление в почвах сухо-степной зоны [5;6;9].

Целесообразным следует отметить изыскания связанные с ролью биологических агентов почвообразования-микробов, ферментов и живых организмов (макрофауны) в формировании гумуса в песчаных, супесчаных почвах и в почве лиственных лесов [4;6]. Все перечисленные работы имеют важную значимость в контексте проводимых нами исследований связанные с гумусным состоянием горно-лесных желтоземных почв, а также уточнения взаимосвязи между органической частью (гумусом) почвы с количественными показателями микроорганизмов, а также с запасами фитомассы.

Объект и методы исследования. Как известно содержание в почве органического вещества или гумуса - важнейший показатель их плодородия. Гумус влияет на тепловые, водные, воздушные свойства почвы, ее поглотительную способность и биологическую активность. Почвенный гумус, наиболее существенный результат почвообразовательного процесса, вместе с тем является одним из последних звеньев пищевых цепей от фотосинтезированного органических веществ до конечных продуктов его превращения. Таким образом, гумус это сложный динамический комплекс органических соединений, образующихся при разложении и гумификации органических остатков растительного и животного происхождения. От содержания гумуса в почве существенно зависит формирование растительной продукции.

Поэтому первым этапом наших исследований было определение общего гумуса в почвенных пробах взятых из отдельных слоев 0-10; 10-20; 20-30 см лесного и Ханбуланчайского биотопов. Количественные показатели гумуса в почве лесного биотопа изменялись между 6,5-2,9%. В средних горизонтах его количество составило 5,3%.

В почвенных пробах Ханбуланчайского биотопа показатели гумуса изменялись между 5,6-2,5%. В средней части профиля содержание гумуса составило 4,7%. Как видно из этих данных в обеих биотопах содержание гумуса распределен по профилю неравномерно, большая часть которой локализуется в верхних горизонтах постепенно уменьшаясь с глубиной до самых минимальных значений (рис. 1). Общие запасы гумуса в обеих биотопах изменялись между 37,41-71,50 т/га и 32,25-61,60 т/га. Аналогично гумусу общее содержание азота варьировало между 0,16-0,36% и 0,14-0,31%. Соответственно общие запасы азота составили 2,1-4,0 т/га и 1,81-3,41 т/га. Отношение углерода к азоту (С/N) достаточно широкое равная 10,4-10,7. По литературным данным (2004, 2011) это отношение в более нижних горизонтах уменьшается до 3,3-4,7. Выраженное широкое отношение углерода к азоту указывает на низкое процентное содержание азота в гуминовых кислотах, что является показателем слабой биогенности желтоземных почв. Отличается также уменьшение углерода в гуминовых кислотах и постепенное увеличение количества водорода приводящая к снижению отношения углерода к водороду (С/N), до 11,8-8,9-6,3 которая свидетельствует о последовательном уменьшении степени конденсированности молекул, ослабления выраженности ароматического ядра и повышенное содержание гидрофильных групп. Наиболее отчетливо это проявляется по мере перепада от верхних горизонтов к нижним.

Условные обозначения:

-Данные автора X;« -Данные М.Э.Салаев, М.П.Бабаев [10 ] С.А.Алиев, 1978

Рис .1. Динамика изменения гумуса по генетическим горизонтам горно - лесной желтоземной почвы Интенсивность и направленность почвообразовательного процесса все цело зависит не только от экологический условий, но и от продуктивности растительных сообществ. Эта взаимосвязь определяется накоплением в фитомассе органических и минеральных веществ, поступлением их в почву в процессе разложения, образованием в результате гумификации растительных остатков гумусовых веществ и органо-минеральных соединений [ 1; 10].

В естественных экосистемах вся растительная масса образующаяся в результате фотосинтеза, остается в экосистеме, формируя почвенный гумус. На рисунке 2 представлен график показывающий взаимосвязь фитомассы и гумуса горно-лесной желтоземной почвы. Как видно из графика, по мере увеличения запасов фитомассы адекватно возрастает и общее содержание гумуса в изучаемой почве.

Полученные таким образом наши результаты полностью согласуются с выше указанными литературными источниками. Населяющие почву микроорганизмы обладают высокой физиологической активностью, участвуют в разных биохимических процессах, в том числе в превращении органического вещества и минеральных компонентов почвы. Почвенные микроорганизмы выполняют важную функцию деструкции остатков фитомассы и трансформации заключенной в ней энергии по трофической структуре пищевой цепи. Таким образом, разложение и гумификация органического вещества на поверхности почвы и особенно внутри почвы под влиянием жизнедеятельности низших организмов и микроорганизмов является главным источником гумуса и углекислоты в экосистемах. Гумусовые вещества, как продукт жизнедеятельности микроорганизмов в тоже время являются источником энергии для их развития, поэтому между содержанием гумуса и количественными показателями микроорганизмов обнаруживается характерная взаимосвязь необходимая для стабилизации биологической активности почв.

к

700- -

I? «

600500400 300 200

100--

1

2

3

4

5

6 7 Гумус, %

Условные обозначения: • -гумус; Хфитомасса © -Литьературные данные С .А.Алиев, [1] Рис. 2. Взаимосвязь между запасами фитомассы и содержанием гумуса горно-лесной

желтоземной почвы

На рисунке 3 хорошо прослеживается динамика изменения численности микроорганизмов по отдельным слоям почвы по мере изменения содержания гумуса. Тем самым подтверждается участие в гумусообразовании специфических автохтонных групп микроорганизмов в изучаемых биотопах горно-лесных желтоземных почвах.

8--

6 ■■

SX

s

4 ■■

2--

0-10 10-20 20-30 30-50

Глубина, см

Условные обозначения

• -гумус,% лесной биотоп

X ; -количество микроорганизмов млн/г. почвы лесной биотоп © -гумус,% Ханбуланчайчкий биотоп

<$ -количество микроорганизмов млн/г. почвы Ханбуланчайчкий биотоп

Рис. 3. Динамическая связь изменения количества микроорганизмов и гумуса по отдельным слоям горно-лесной желтоземной почвы

Выводы. Определено общее содержание гумуса в почвенных пробах лесного и Ханбуланчайского биотопах горно-лесных желтоземных почвах, который изменяется

соответственно между 2,9-6,5% и 2,5-5,6%. Проведен графический анализ и установлена динамическая взаимосвязь между содержанием гумуса и количественными показателями микроорганизмов. Составлен график показывающий тесную зависимость гумуса от запасов фитомассы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алиев, С.А. Экология и энергетика биохимического превращения органического вещества почв. Азербайджан, Баку «Элм», 1978, 258 с.

2. Аринушкина, Е.В. Руководство по химическому анализу почв. Московский Государственный Университет, Россия, Москва. 1970. 487 с.

3. Бабаев, М.П., Гасанов, В.Х., Джафарова, Ч.М., Гусейнова, С.М. Морфогенетическая диагностика, номенклатура и классификация почв Азербайджана. Баку. 2011. 452 с.

4. Башкин, В.Н., Галиулина, Р.А. Агрохимические технологии управления потоками СО2 в агроэкосистемах. Сообщение 2. Восстановление микробного звена агрохимического круговорота. Ж. Агрохимия, №7, 2023, 86 с.

5. Борисов, Б.А., Ефимов, О.Е., Елисеева, О.В. Органическое вещество и физические свойства постагрогенной эродированной дерново-подзолистой почвы в сравнении с пакетным аналогом. Журнал Почвоведение. №7, 2022, с. 909

6. Гуркова, У.А., Соколов, Д.А. Влияние гранулометрического состава на гумусонакопление в почвах сухих степей Тувы. Ж. Почвоведение №1, 2022, с. 106

7. Крылов, В.А. Мамонтов, В.Г., Лазарев, В.И., Рыжков, О.З. Влияние различного землепользования на элементный состав лабильных гумусовых веществ чернозема типичного Курской области. журнал Почвоведение №8, 2022, с. 981

8. Кузменко, Н.Н. Восстановление гумуса за счет пожнивно-корневых остатков в льняных севооборотах. журнал Агрохимия №7, 2023, 3 с.

9. Курчанов, И.Н. Телеснина, В.М. Лопес де Гереню, В.О. и др. Изменение запасов углерода, микробной и ферментативной активности агрозерново-подзолов южной тайги в ходе постагрогенной эволюции. ж. Почвоведение №7, 2022, с. 825

10. Салаев, М.Э., Бабаев, М.П., Джафарова, Ч.М., Гасанов, В.Г. Морфогенетические профили почв Азербайджана. Баку, «Элм», 2004, 202 с.