CC BY
44
© Нгуен Ван Дык, 2013
УДК 332.368;351.777 Нгуен Ван Дык
ХАРАКТЕРИСТИКА ГУМУСА В ГОРНЫХ ПОЧВАХ ВЬЕТНАМА
Представлены материалы исследований по характеристике гумуса в горных почвах Вьетнама, предлагаются мероприятия по защите пахотных земель подверженных эрозии на крутых склонах горного Вьетнама. Изучено гумусовое состояние горных почв и дана общая его оценка, рассмотрены возможности эффективного использования земель во Вьетнаме.
Ключевые слова: горные почвы, гумус, Вьетнам, химические вещества, факторы, влажные тропики, многолетние насаждения.
Гумус является продуктом процессов разложения животных и растительных организмов, микроорганизмов в физико-химических условиях природной среды. Содержание гумуса составляет 80— 90 % от органических веществ, содержащихся в почве. Гумус не однородное вещество — это комплекс сложных органических материалов, которые включают в себя: битум, кислоты гумуса (ульминовые, гуминовые, фульвокислоты и гумин). Кроме С, О, Н, Ы, содержащихся в комплексе гумуса, в нем содержатся такие минеральные вещества как Б, Р, Са, Мд, Ре и другие. При формировании земельных пластов, гумус создает сопротивление, и выступает как клей, а почва получает предпочтительную структуру. Гумус повышает водопроницаемость почвы, которая удерживает воду в10 раз больше, чем глина. Он также придает почве черную окраску, что способствует поглощению тепла, а потепление и охлаждение во времени происходят медленнее. С гумусом почвы связано уменьшение эрозии и её стабилизация. Ионы ЫН4+, К+, Са2+, Ре3+, А13+ гумуса обеспечивают прочные связи с кислотами, а форми-
рование гумуса в почве становится устойчивым. Кислоты и гуминовые вещества укрепляют растения и способствуют их росту.
Гумус также является источником питательных веществ, таких как азот, калий, фосфор, которые обеспечивают получение высокого урожая сельскохозяйственных растений. При этом процесс газообмена и транспорт питательных веществ в растениях происходит более интенсивно, увеличивается рост растений и повышается их устойчивость. Под влиянием стимулирования гумуса корневая система растений хорошо растет и поглощает больше количество питательных веществ. В целом по содержание гумуса дается оценка плодородия почв и их качество.
Содержание органического вещества в почвах Вьетнама по данным Нгуен Ту Сием (1970) не высокое в песчаных — около 1, редко до 3 % при низком рельефе, в засоленных 2 -4 %, в кислых сульфатных — от 2 до 15 %, в аллювиальных -2 %, глеевых -2,2 %. Наиболее богаты органическим веществом (30-40 % Собщ.) торфяные почвы. Почвы, образующиеся на древнем аллювии, содержат около 1 %, на нейтральных и щелочных
магматических породах -3 % (красные почвы) и 5 % (черные почвы), на известняках — от 3 до 4 %, сформировавшиеся на осадочных и кислых магматических породах — 1,3 %.
Гумусовое состояние почв Вьетнама во многом определяется типом и группами почв. Наибольшее распространение в стране получили горные почвы. Они занимают более 75 % земельного фонда страны.
Нгуен Ту Сием (1990) разделил почвы на три категории в соответствии с гранулометрическим составом и режимом гумуса.
— Тяжелые почвы — содержат преимущественно аморфные минералы и щелочные металлы, известняк, продукты склона конвергенции, которые имеют высокие гумусовые показатели, и содержат гуминовые кислоты, гуматный кальций и гумин.
— Средние почвы — содержат глинистые и аморфные минералы, которые являются неблагоприятной средой; фосфор закрепляется из аморфных минералов.
— Почвы крупного гранулометрического состава на кислой материнской породе, которые имеют типичный процесс обмена фульватов. Гу-мин составляет лишь 25-35 % гимусо-вых кислот с очень низкой степенью полимеризации.
Содержание органических веществ в гумусе для каждой конкретной почвы Рассмотрел В.М. Фридланд (1973):
— Желто — красная ферраллит-ная почва на вторичных лессах. В верхней её части (0 — 20см) содержится относительно большое количество гумуса, а ниже — его содержание гумуса заметно снижается.
— Тёмно — красная ферраллитная почва: количество гумуса в почве
уменьшается более медленно, и её физические свойства лучше. Корни растений укореняются глубже.
— Коричнево — ферраллитная почва, щелинная занятая низкорослым кустарником, похожа на желто-красную ферраллитную почву.
— Ферраллитная почва- используется под посевы риса. Содержание органических веществ и гумуса часто залегает ниже пахотного слоя, а иногда в очень глубоких слоях.
— Гумусово-ферраллитная почва в горных вершинах площади заняты лесами. В верхней части склона у её поверхности содержится много гумуса. Гумус постепенно снижается с понижением высоты.
— Гумусо-алитная на высокой горе расположена в высокогорной части имеет наибольшее содержание гумуса.
Особенность гумусовых почв гор и ферраллитно-гумусовых почв высоких гор заключается в том, что они имеют очень высокое содержание гумуса в поверхностном слое. Книзу по склону количество гумуса резко снижается. При этом растительные остатки обычно концентрируются в поверхностном слое почвы (0-30см).
В.М. Фридланд (1973): также показал, что «основная роль органического вещества в процессе формирования почв во влажно — тропической области происходит с помощью различных эволюционных процессов, происходящих в негумусовом и в верхно-гумусовом слое». Особое внимания автор уделял циклам органических веществ и элементов, связанные с золой, которые сыграли важную роль в поддержании запасов питательных веществ в почве.
Следовательно даже во влажных тропиках обмен веществ и передвижение органических веществ также
играют важную роль в процессе почвообразования.
Результаты исследований Нго Ван Фу (1976) показали что ингредиенты передвижно-фульвовых кислот в гумусе почвы составляют основной компонент (подгруппа I), устойчивых связей с учетом R2O3 промежуточное положение (подгруппа III) и форма ссылки устойчивости с кальцием меньшая (подгруппа II).
В магматической почве наоборот, крупнейшими являются кальциевые связи. Передвижные формы составляют небольшой объем._Связь между гуминовой кислотой и фульвокисло-той отражена через норму Сгк/Сфк.
Согласно многочисленных исследовании распределение гумуса в почвах Вьетнама рассчитано подвержено высотной зональности. В более высоких широтах, где невысокая температура и отмечается постепенное ее снижение, повышенная влажность, воздуха, туман на протяжении всего года, содержание гумуса заметно увеличивается, но его соотношение неблагоприятное (С/N > 15). Ниже, в долинах и зонах непрерывного затопления в анаэробных условиях, накопление гумуса также увеличиваются, но его соотношение остается неблагоприятным (С/N > 15).
В составе гумуса ферраллитных почв содержание фульвокислот больше, чем гуминовых кислот. В магматической и аллювиальной почвах в состав гумуса входит в основном гуминовая кислота.
По данным Хоанг Ван Хуаи (1986) в ферраллитных почвах, содержащих каолин не намного увеличивается количество органических компонентов, ЕКО также очень сильно повышается.
В процессе органического разложения как отмечают Ву Хыу Иэм
(1995) и Боард Бент (1986) растворимость труднорастворимых веществ может повыситься. При этом формирование органическо-неорганических комплексов может снизить мобильность минеральных элементов, лимитирующих способность к ассимиляции с тяжелыми металлами, в связи с чем сельскохозяйственная продукция становятся менее загрязненной.
Более важной функцией формирования органических — неорганических комплексов является предотвращение потерь питательных элементов в почве. Органические вещества после процесса гумификации увеличивают вероятность емкости обмена почв. Особенно это очень важно для легких почвах, где способность обмена гумуса более, чем в 5 раз емкости глины.
Лыонг Лык Лоан, Нгуен Ту Сием (1979) изучили свойства желто-красной почвы и приемы их мелиорации. Авторы показывают, что большая часть ферраллитных почв страдает от процессов сильной минерализации, поэтому они не имеют высокого содержания гумуса. Если почва под лесом, то содержание гумуса значительно выше, чем в безлесной местности.
Таким образом, большинство почв Вьетнама имеют состав- гуминовая кислота/фульвокислоты < 1 (кроме черной почвы): плохое качество гумуса содержит, кислая почва. Одновременно доля гуминовой кисло-ты/фульвокислот сокращается по глубине профиля почвы. Установлено, что фульвокислоты передвигаются сильнее, чем гуминовая кислота.
Лругие исследователи Нгуен Ту Сием, Тхай Фиен (1999) показали, что плодородие почв существенно изменяется в зависимости от культуры и методов агротехника её возделывания.
На холмистых землях агротехника возделывания культур заметно отличается от равнинах территории. В горных условиях из-за сильной эрозией почв снижается содержание гумуса и питательных веществ, почва становится кислой, с низкими потенциальным обменом катионов (ЕКО). При этим физические характеристики почвы ухудшаются, происходит разрушение структуры почвы и она становится твердой. Во многих случаях при сильной смытости почв уже нельзя выращивать культурные растения так как почва стала бесплодной, а голые безлесные холмы подвергаются еще большему разрушению структуры почвы.
На землях, на который возделыва-ются многолетние растения, сформировалась хорошая корневая система, которая поглощают воду и минерально-питательные вещества из глубины, прекращается эрозия почвы и достигается высокая ее защита. Этот тип землепользования схоже с лесными землями. Многолетние культуры приостанавливают эрозию, глубинные размывы, поэтому инвестиции в их широкое применение должны обеспечивать устойчивое развитие сельского хозяйство.
Например, на сланцевой земле на вторичной лесной площади содержание органических веществ составляло 3,81 %, после двух циклов возделывания риса снизились до 2,32 %. Однако посадки плантации маниоки в течение 16 лет подряд сократили содержание гумуса до 2,2 %.
Ученые ассоциации почвоведения Вьетнама установили, что на вновь мелиорируемых землях Тайнгуен после вырубки леса, содержание гумуса в базальтовых почвах составляло 56 %. Однако после возделывания ко-
фе и однолетних культур на этих землях в течение 4-5 лет содержание гумуса в почве снизилось в среднем на 50 -60 %.
Таким образом, во Вьетнаме почвы богатые гумусом находятся только в горной и холмистой местностях. Желто-красные почвы и щелочные почвы богаты гумусом, другие типы и разновидности почв являются в основном бедны гумусом.
Результаты многих исследователей показали, что в состав гумуса входят вещества, которые состоят из трех главных компонентов: гуминовая кислота, фульвокислот и гумин.
Гуминовые кислоты представляют собой смесь из черно-коричневого перегноя, это высоко-молекулярные кислоты, содержащие азот. Содержащие в нем соединения образуются в нейтральной среде, не растворимы в воде и неорганических кислотах, но легко растворимы в разбавленном растворе щелочи.
Состав (основные химических элементы) гуминовой кислоты: С: 50 — 62 %; Н: 2,8 — 6,0 %; О: 31 — 41 %; Ы: 2,2 — 6,0 %, зольных элементов таких, как: Р, Б, А1, Ре, Бь.. 1,0 — 10,0 %. Молекулярный вес гуминовой кислоты очень большой.
Фульвокислота — это высокомолекулярная органическая кислота, содержащая небольшое количество азота. Соединения образуются в кислой среде, легко растворимы в воде, кислотах, и других органических растворителях.
Состав основных химических элементов фульвовой кислоты: С: 40 — 52 %; Н: 3,5 — 5,0 %; О: 40 — 48 %; Ы: 2,4 %, зольных элементов таких, как: Р, Б, А1, Ре, Б1... 7,0 — 10,0 %.
Гумин — это сложное вещество, гумус, которого не функционирует, и
его называют инертным гумусом. Он состоит из связей между гуминовой кислотой, фульвокислотой и глинистыми минералами в почвах. Черный гумин не растворим в воде, в кислой и щелочной средах, с большим молекулярным весом, очень устойчив в почве, сложно разлагается при использовании.
В целом содержание гумуса в почвах Вьетнама колеблется от 1,12 до 4,34 %. Богатая гумусом почва является красно — базальтовая с содержанием гумуса- 4,34 %, но таких почв во Вьетнаме очень мало. Например, деградированная серая почва содержит лишь 1,12 %.
Содержание углерода в почве колеблется от 0,62 до 2,62 %. Если почва с высоким содержанием гумуса, то в ней и высокое содержание С. Почва с самым высоким общим содержанием С является красно-базальтовая, в ней углерода 2,62 %. Почва с низким общим содержанием С является деградированная — серая, в ней углерод достигает лишь 0,62 %.
Гуминовая кислота (ГК) в сочетании с гумусом формируют почву менее кислой, происходит меньше потерь питательных веществ, достигается высокое содержание азота, повышается поглотительная способность и связывание с глинистыми минералами которые придают почве рыхлость. В рамках наши исследований было выявлено, что гуминовые кислоты в наибольших количествах содержатся в аллювиальных почвах и могут достигать 18,52 % общего углерода. Низкие по содержанию углерода почвы на красно-базальтовой основе содержат всего лишь 4,94 % общего углерода.
Богатые фульвокислотой почвы часто кислые, бедные гумусом, уязви-
мые элементы в почве легко смываются, например, легко-растворимые соли фульватов. Фульвокислот в почве колеблется от 12,82 до 43,12 %. Она имеет самый низкий уровень в красно- базальтовой почве и самый высокий в деградировано-серой почве — гнейсах и достигает 43,12 % от общего углерода.
Как правило, почвы во Вьетнаме в основном являются бедными гумусом, поэтому необходимо их рациональное использование в сельскохозяйственном производстве, и принимать необходимые меры по обеспечению и обогащению почвы гумусом на наиболее устойчивой основе.
Выводы
Роль гумуса в почвообразовании, плодородии почв и питании растений очень многообразна. Значительная часть элементарных почвенных процессов (ЭПП) происходит с участием гумусовых кислот. К ним относятся биогенно-аккумулятивные, элювиальные, элювиально-аккумулятивные, метаморфические и другие. Процессы взаимодействия гумуса с минеральной частью почв лежат в основе почвообразования.
Содержание, запасы и состав гумуса горного Вьетнама входят в состав главных показателей почвенного плодородия. Они оказывают также влияние на все режимы и свойства почв.
Особенность гумусовых почв гор и ферраллитно-гумусовых почв высоких гор заключается в том, что они имеют очень высокое содержание гумуса в поверхностном слое. Книзу по склону количество гумуса резко снижается. При этом растительные остатки обычно концентрируются в поверхностном слое почвы (0—30см).
Содержание гумуса в почвах Вьетнама колеблется от 1,12 до 4,34 %.
Богатая гумусом почва является красно — базальтовая с содержанием гумуса — 4,34 %, но таких почв во Вьетнаме очень мало. Например, деградированная серая почва содержит лишь 1,12 %.
Большинство почв Вьетнама имеют состав — гуминовая кислота/ фульвокислоты < 1 (кроме черной почвы): плохое качество гумуса, кислая почва. Одновременно доля гуми-новой кислоты/фульвокислот сокращается по глубине профиля почвы. Установлено, что фульвокислоты передвигаются сильнее, чем гуминовая кислота.
Во Вьетнаме почвы в основном являются бедными гумусом, поэтому необходимо их рациональное использо-
вание в сельскохозяйственном производстве, и принимать необходимые меры по обеспечению и обогащению почвы гумусом на наиболее устойчивой основе.
В биологическом режиме почв. Ведущую роль принадлежит гумусу источники гумуса поддерживают в почвах определенный уровень биологической активности; собственно гумусовые вещества способствуют сохранению микроорганизмов в почвах и создают комфортные условия для их функционирования. Повышенная биологическая активность почв способствует снижению численности патогенных микроорганизмов, ускоряет микробиологическую деградацию пестицидов.
1. Nguyen Tu Siem. Estimation of organic matter in some soil in North of Vietnam. Journal of science and agricultural engineering, N10, Hanoi, 1970
2. Nguyen Tu Siem. Substainable farming on sloping lands in Vietnam: research results 1990 — 1997, Publishing house of agriculture, Hanoi 1998, 471 c
3. N. Schniczer and S. U. Khan — Soil organic matter, Ebsevier science publishing company INC, 1989.
4. Фридланд В. M. Почва и влажная тро-пичесая кора выветривания. Ханойское научно-техническое издательство, 1973
5. Иго Ван Фу. Гумус в главный почвах Ха Нам Нинь. Сборник статей Ханойского университета,1976 с. 889-896.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
6. Ву Хыу Иэм. Удобрение. Ханойское сельскохозяйственое издательство, 1995 — 152 с.
7. Ёыонг Лык Ёоан, Нгуен Ту Сием. Свойства желто — красной почвы и меры
мелиорации. Сборник Вьетнамского почвенного института, 1979.
8. Нгуен Ту Сием, Тхай Фиен. Горные почвы Вьетнама — дегенерациия и восстановление. Ханойское сельскохозяйственое издательство, 1999 — 412 с.
9. Нгуен Суан Хай. Мелиорация и восстановление плодородия деградированных почв. Дисс. доктора наук, М., 2003 — 235 с.
10. Ёе Тхань Бон — Почвоведение, Ханойское сельскохозяйственое издательство, 2004 — 257 с. ЕЕ0
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ -
Нгуен Ван Лык — кафедра земледелия,
Хуэский университет сельского и лесного хозяйства, Вьетнам.
_Д
