CC BY
18
количественные соотношения и пространственное расположение равнинных и горных почв, обособление минералого-геохимических почвенных провинций и геолого-геоморфологических почвенных округов и районов, гранулометрический состав почвообразующих пород и почв, формирование особых литогенных типов почв. Последние формируются в тех случаях, когда почвообразующие породы оказывают определяющее влияние на генезис и свойства почв. Таковы дерново -карбонатные почвы (рендзины), встречающиеся в разных биоклиматических зонах, на карбонатных глинах и песчаниках.
Дерново-карбонатные почвы отличаются высоким плодородием, чему способствуют нейтральная реакция среды, относительно высокое содержание гумино-вых кислот и хорошая оструктуренность почвенной массы.
Литература:
1. Добровольский. Г.В. «Почвы СССР». Т.В.Афанасьева, В.И.Василенко, Т.В.Терешина, Б.В.Шеремет;. - М.: "Мысль", 1979. 380 с.
2. Ковда. В.А. «Почвенный покров. Его улучшение, использование и охрана», Издательство «Наука», Москва,1981 г.
3. Ковда В. А., Розанова Б. Г.. Почвоведение. Учеб. для ун-тов. В 2 ч./ Ч. 2. Типы почв, их география и использование/Богатырев Л. Г., Васильевская В. Д., Владыченский А. С. и др. - М.: Высш. шк., 1988. - 368 с : ил.
References:
1. Dobrovolsky. G. V. "Soil of the USSR". T. V. Afanasieva, V. I. Vasilenko, T. V. Tereshina, B. V. Sheremet;. - Moscow: "Thought", 1979. 380 p.
2. Kovda. V. A. " Soil cover. Its improvement, use and protection", Nauka publishing House, Moscow, 1981
3. Kovda. V. A., Rozanova B. G. Soil Science. Studies'. for Univ. In 2 CH. / CH. 2. Types of soils, their geography and use / Bogatyrev L. G., Vasilievskaya V. D., Vladychenskiy A. S. and others. - M.: Higher school, 1988. - 368 p: Il.
УДК 631.4
ПАРАМЕТРЫ СОДЕРЖАНИЕ ГУМУСА В ПОЧВАХ ПРИСУЛАКСКОЙ НИЗМЕННОСТИ
Абдусаламова Р.Р., Гасанов А.Р.
ЧОУ ВО «Социально-педагогический институт», Дербент ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный университет», Махачкала
Аннотация. Начавшееся с конца прошлого столетия повышение уровня Каспийского моря вызвало повышение уровня грунтовых вод, более длительные и высокие паводки, что привело к развитию процессов гидроморфизма, засоления, оглинивания верхней части профиля почв при соответствующем изменении растительности. Последовавшая за тем кратковременная стабилизация уровня моря, скорее всего, повлечет очередное изменение гидрологического режима в регионе.
Ключевые слова: почва, гумус, рельеф, климат, грунтовые воды.
THE PARAMETERS OF THE HUMUS CONTENT IN THE SOILS OF LOWLAND PRICELESSLY Abdusalamov R. R., Gasanov A. R.
CHOU VO "Socio-pedagogical Institute", Derbent Dagestan state University, Makhachkala
Annotation. Since the end of the last century, the rise in the level of the Caspian sea has caused an increase in the level of ground water, longer and higher floods, which led to the development of processes of hydromorphism, salinization, and oiling of the upper part of the soil profile with a corresponding change in vegetation. The subsequent short-term stabilization of sea level is likely to lead to another change in the hydrologi-cal regime in the region.
Keywords: soil, humus, relief, climate, ground water.
Известно, что почва, являясь важнейшим компонентом географической оболочки нашей планеты - Земля, формируется в процессе взаимодействия организмов и продуктов их распада с горными породами и продуктами их выветривания под воздействием как природных, так и антропогенных факторов.
С.В. Зонн в своих работах отмечал, что почвы и почвенный покров, выступают не только как производительная сила аграрного хозяйства, но и основным компонентом биосферы. При этом изучаемые объекты природы рассматриваются как главные составляющие функционирования биосферы измененной в естественных и антропогенных условиях. Сохранение, использование и постоянное улучшение почвенного покрова обеспечивает не только необходимыми элементами питания растений, животных, соответственно и человека, но и имеет эколого -экономическое значение, так как его актуальность в настоящее время возрастает с увеличением антропогенной нагрузки на атмосферу, воды и почв в целом.
Таким же образом, в своих работах З.Г. Залибеков неоднократно пишет, что для рационального использования природных ресурсов, в том числе и земельных, важное значение имеет изучение как состава и свойств почв, так и закономерностей их распределения в отдельно взятых регионах и даже в производственных участках [4; 5].
Почвенный покров плоскостного Дагестана в основном засолен. Не важные водно-физические и фильтрационные свойства, глинистый характер почвогрунтов на обширных территориях делювиальных подгорных равнин и замкнутых межконусных заиленных депрессий, наличие солонцеватости в верхней части почвенного профиля, большая засоленность всей верхней части земной коры, расположенной выше с уровня грунтовых вод, неглубокое залегание сильно минерализованных, местами слабо напорных грунтовых вод значительно осложняют мелиоративную обстановку низменного Дагестана, в связи с чем капитальные промывки почв носят затяжной характер.
И в тоже время плоскостной зоне Дагестана ведется комплекс мелиоративных работ - строятся водохозяйственные комплексы, закладывается искусственный дренаж, расширяется строительство канала им. Октябрьской революции и водо-
снабжаются под командные ему земли - все же значительная часть площади остается засоленной, что затрудняет выращивание сельскохозяйственных культур.
Проблема борьбы с засолением орошаемых земель в плоскостном Дагестане ныне остается еще тяжелой и до конца нерешенной. Пути рассоления лежат через капитальные промывки почв, потому что рассоление путем промывного режима орошения носит экстенсивный характер, не отвечающий современным требованиям для увеличения размеров производства за счет применения более эффективных средств производства.
С начала ХХ века, особенно в 30 -х годах, водный сток р. Волги существенно уменьшился, что вызвало падение уровня Каспийского моря на 3,5 м. С конца 70-х годов сток в его бассейн стал заметно возрастать до недавнего времени. Изменение гидрологического режима р. Волги не могло не вызвать динамических явлений в почвенном и растительном покрове низовьев реки.
Непрерывное падение уровня Каспийского моря сопровождалось остепне-нием луговых почв, развитием полупустынной и пустынной стадий в почвах на территории Волго-Ахтубинской долины и соответствующим изменением растительного покрова.
Положение горизонта грунтовых вод с запозданием и в сглаженном виде повторяет колебание уровня воды в водотоках дельты р. Волги. Минерализация грунтовых вод и засоление почвы слабо связаны с высотным положением экото-пов дельты над меженным уровнем.
Однако сезонная динамика этих показателей зависит от гидрологического режима. Наблюдения на стационарных участках в дельте Волги показали, что в условиях полупустыни половодье является основным фактором, определяющим увлажнение почвы.
Изменение влажности почвы верхнего пятидесятисантиметрового слоя почвы на большинстве участков дельты следуют за уровнем грунтовых вод. На участках высокого уровня (более 1,5 м над меженью) амплитуда колебаний влажности почв меньшая, и не столь тесно связана с режимом подъема и спада воды в реке. Чем выше расположен участок, тем меньше связь влажности верхних почвенных горизонтов с уровнем грунтовых вод.
Изучены изменения в составе ионов водорастворимых солей почв стационарных участков дельты Волги в период поднятия и стабилизации уровня Каспийского моря. Анализ изменений проведен с учетом гидрологических факторов. Повышенная водность последних лет привела к вымыванию из почвы, прежде всего легкорастворимых солей: №С1, СаС12, М§С12.
В то же время возросла концентрация ионов 804 - практически повсеместно. На высоких подтапливаемых экотопах, за исключением НСО3 - иона, фиксируется рост содержания всех ионов. В последние годы наблюдается тенденция к снижению токсичности почвенного раствора, что сказалось на разнообразии растительных сообществ и продуктивности фитоценозов.
Проведенные исследования дают основание полагать, что изменение структуры и состава растительных сообществ лугово-солончаковых почв в результате увеличения водного стока в дельте реки Волги, приобрели направленный характер, наблюдается галофитизация травостоя и почвы подверглись олуговению.
Установлено, что каштановые почвы развиваются в области пустынного климата, для которого характерны теплое засушливое лето и холодная зима с незначительным снежным покровом.
Климатические показатели обусловливают непромывной тип водного режима, благодаря чему перемещение веществ происходит лишь в пределах почвенного профиля. Рельеф зоны каштановых почв преимущественно равнинный или слабоволнистый, связанный с древними водноаккумулятивными низменностями. Широко распространены степные западины, в которых формируются засоленные почвы, солонцы, солоди, лугово-каштановые почвы, создавая большую комплексность почвенного покрова.
Почвообразующими породами являются лёссовидные карбонатные суглинки, засоленные морские породы, элювий-делювий различных коренных пород - засоленных и незаселенных, карбонатных и бескарбонатных. Каштановые почвы формируются в зоне сухих степей, под пологом низкорослого изреженного комплексного травянистого покрова. Степень покрытия 50-70%; она уменьшается по мере того, как климат зоны становится более сухим (табл.1.).
Таблица 1.
Разделение каштановых почв на подтипы по степени гумусированности
Подтипы Содержание гумуса в горизонте 0-15 см (дерновом или пахотном) *, %
Глинистые, тяжело - и среднесуглинистые Легкосуглинистые и пы-левато-супесчаные
Т емно -каштановые Каштановые Светло-каштановые 3,2-4,0 (5) 2,2-3,2 (4) 1,5-2,2 (2,5) 2,5-3,0 (4) 1,5-2,5 (3) 1,0-1,5 (2)
Каштановые почвы - это почвы с профилем типа А-Вса-С, формирующиеся в условиях сухих степей суббореального пояса. Гумусовый горизонт А этих почв имеет каштановую окраску, в первом метре почвенного профиля наблюдаются обильные выделения карбонатов, а во втором-(во многих случаях) гипса. Каштановые почвы на северной границе распространения по строению и свойствам близки к южным черноземам (темно-каштановые почвы), а на южной границе - к бурым полупустынным почвам (светло-каштановые почвы).
Отделение их от почв соседних типов производится по совокупности биоклиматических показателей.
Начиная с В. В. Докучаева и Н. М. Сибирцева, происхождение каштановых почв связывалось с засушливостью климата и ксерофильным характером растительности, активной минерализацией растительных остатков и гумуса, ослаблением гумусонакопления по сравнению с черноземами. Аридность обусловливает также слабую выщелоченность профиля от карбонатов, гипса и легкорастворимых солей.
Многие ученые придерживаются точки зрения о палеогидро -морфном прошлом каштановых почв, формирующихся на пониженных равнинах сухой степи.
Эта точка зрения была подтверждена для ряда регионов, в частности для каштановых почв Прикаспийской низменности[18].
В каштановой почве дерновый процесс развит слабее, чем в черноземах. Для зоны каштановых почв характерно развитие комплексности почвенного покрова. Каштановые почвы образуют комплексы с солонцами и лугово-каштановыми почвами. Причиной высокой комплексности почвенного покрова являются микрорельеф, который обусловливает различия в водно-солевом режиме почв, а также пестрота в свойствах почвообразующих пород, деятельность землероев, пятнистость растительности на фоне сухого климата и бессточности территории. Примером исключительно высокой комплексности почвенного покрова в зоне каштановых почв может служить территория Прикаспийской низменности (табл. 2, рис. 1).
Таблица 2.
Показатели химического состава солончаков типичных
Глубина, см Гигроскопическая вода Гумус Сухой остаток
0-10 4,05 2,85 0,77
22-32 3,71 1,49 2,10
46-56 4,55 1,01 3,11
69-79 5,08 0,50 2,87
90-100 4,11 0,35 2,14
140-150 3,40 0,21 0,70
Рис. 1. Профиль светло-каштановых почв
Таким образом, если на большей, северной, части зоны сухих и пустынных степей, так же, как и в черноземах, не происходит перераспределения минералов по профилю почв, то в светло-каштановых и бурых почвах намечается слабое перемещение высокодисперсных глинистых частиц из верхней части профиля в горизонт В.
Следует отметить, что анализ почвы показал, резкий переход гумусового горизонта в подгумусовый и плотное содержание горизонта В с признаками солон-цеватости. Окраска в целом характеризуется серыми тонами, где отмечаются резкая смена горизонтов и укороченный межгоризонтный переход. По содержанию гумуса рассматриваемые почвы испытывают уменьшение по сравнению с темно-каштановыми почвами (табл. 3).
Гумусовый профиль имеет следующие особенности:
1) Резкое снижение валового содержания гумуса при переходе от горизонта А к нижележащим слоям;
2) Количество гумуса в горизонте А составляет 2/3 всех запасов слоя 0100 см, что свидетельствует об отсутствии процессов перемещения гумуса в глубокие слои.
Таблица 3
Содержание гумуса и его запасы в каштановых карбонатных почвах
размеры Глубина, см Содержание гумуса Запасы гумуса
% т/га т/г 0-1 а от слоя 00 см, %
0-10 см 0-20 см 0-10 см 0-20 см 0-40 см
733 0-10 3,15 43,4 139,1 74,0 31,2 53,3 78,5
23-33 1,44 17,7
50-60 1,03 14,7
100-110 0,40 5,3
548 0-10 3,86 45,8 155,6 76,3 26,1 44,0 66,9
25-35 1,97 24,2
40-50 0,96 12,3
60-70 0,59 7,8
95-105 0,80 10,06
В естественных условиях гумификация растительных остатков в почве осуществляется не только микробами и дождевыми червями, но и многими другими фитосапрофагами. Они создают мелкоземистость и рыхлость, влияют на физические свойства и структуру, на химические процессы, приводят к смешению химических элементов, их аккумуляции и стабилизации в форме гумусовых веществ, определяющих почвенное плодородие. Чем больше гумуса в почве, тем лучше водный, воздушный и тепловой режимы плодородного слоя, тем лучше питание растений, тем активнее идет образование нитратов и углекислоты, необходимых для фотосинтеза и фиксации атмосферного азота свободноживущими в корнеоби-таемом горизонте микроорганизмами. Физико-химическое взаимодействие ново-
образованных гумусовых кислот с минералами предохраняет их от быстрого вовлечения в биохимический кругооборот и способствует закреплению гумуса в почве.
Органические вещества растительных остатков с помощью бактерий и червей превращаются в гумусные кислоты и фульвокислоты. В растительных остатках содержатся и так называемые зольные элементы - различные металлы, кремний и т.д. Гумусные кислоты и фульвокислоты взаимодействуют с металлами и образуют соли - гуматы и фульваты. Гуматы лития, калия, натрия растворимы, легко вымываются водой. Они же представляют наиболее ценную часть гумуса, легко доступную растениям. Гуматы кальция, магния, кремния и тяжелых металлов нерастворимы и составляют ту часть гумуса, которую можно назвать консервами почвенного плодородия. Они накапливались в черноземах весь послеледниковый период. Эти гуматы способны растворяться под влиянием ферментов корневой системы растений, но в количествах, удовлетворяющих только их потребность. Они не подвержены гидролизу, но оказывают большое влияние на создание агрономически ценной, связной, водопрочной и пористой структуры, не подверженной влиянию эрозийных воздействий.
Особо следует подчеркнуть, что гуматы тяжелых металлов еще более устойчивы к гидролизу ферментами корневой системы растений и практически не усваиваются ими. Это есть главное экологическое свойство гумуса - связывание тяжелых металлов в почве и предохранение всего живого на Земле от их токсического воздействия, в том числе от тяжелых радионуклидов! Это защитное свойство столь же важно для всего живого, как и защитное свойство озонового слоя вокруг Земли. Чем больше гумуса в почве, тем ярче выражено такое буферное свойство почв: пищевая и кормовая продукция, выращенная на высокогумусных почвах, является экологически чистой.
В гумусе сосредоточено 98% запасов почвенного азота, 60% фосфора, 80% калия и содержатся все другие минеральные элементы питания растений в сбалансированном состоянии по природной технологии. В инертном гумусе пахотного слоя заключено до 87,5% энергии.
Наиболее богаты гумусом черноземы, где богатая травянистая растительность и активная деятельность микроорганизмов и дождевых червей способствуют обильному образованию гумусовых веществ, а высокое содержание глинистых минералов обеспечивает их закрепление в почве. Так формировался гумусовый фонд почвы - итоговый результат длительных (десятилетия и столетия) и разнообразных процессов разложения и консервации веществ растительного и микробного происхождения.
Запасы гумуса в почвенном покрове земли распределены неравномерно: больше всего его в черноземах луговых степей - от 400 до 700 т/га, меньше - в почвах тундр и пустынь - всего 0,6...0,7 т/га.
Гумус не только участвует в снабжении растений азотом, фосфором, калием и другими важными макро- и микроэлементами питания, неоспорима его роль и в других важнейших процессах почвообразования и обеспечения плодородия почв, таких, как предохранение почв от выветривания, создание их гранулярной структуры, снабжение растений необходимой для фотосинтеза углекислотой, биологи-
чески активными ростовыми веществами. Поэтому сохранение и преумножение запасов гумуса - одна из первоочередных задач земледельцев.
Агрономическая ценность гумуса в значительной степени определяется соотношением содержащихся в нем гуминовых кислот и фульвокислот. При преимущественном синтезе гуминовых кислот в почвах формируется четко выраженный гумусовый горизонт, обладающий высоким плодородием. Такие почвы характеризуются водопрочной, водоемкой структурой и гидрофильностью, богаты органическими формами азота, фосфора и других элементов питания растений.
При интенсивном образовании фульватного гумуса почвы легко обедняются щелочными катионами и другими элементами, приобретают кислую реакцию среды, обеструктуриваются. Повышение плодородия этих почв связано с длительным окультуриванием и внесением больших доз биогумуса (до 100 т/га).
Огромные запасы аккумулированной в гумусе энергии играют чрезвычайно важную роль в самых разнообразных почвенных процессах;
Гумус - основной источник энергии для процессов превращения в почве минеральных соединений, биосинтетических реакций, жизнедеятельности микроорганизмов, роста и формирования растений и т.д. Черноземы, как было отмечено, характеризуются преобладающей аккумуляцией энергии в гумусе (88% суммы энергии в гумусе и растительном веществе), что хорошо согласуется с выдающимся и устойчивым плодо-родием черноземов.
Плодородие полей и огородов напрямую связано с количеством и качеством гумуса в почвах. Наиболее богаты им черноземы. В знаменитых черноземах Центрального и Северокавказского регионов содержалось 10... 14% гумуса, а мощность слоя чернозема - до 1 м.
Хорошо изучена важная роль гумусовых веществ как физиологически активных соединений для растений. Высокогумусированные почвы отличаются более высоким содержанием физиологически активных веществ. Гумус активизирует биохимические и физиологические процессы, Повышает обмен веществ и общий энергетический уровень процессов в растительном организме, способствует усиленному поступлению в него элементов питания, что сопровождается повышением урожая и улучшением его качества.
Еще более существенна роль гумуса в увеличении отдачи при умелом применении химических удобрений, эффективность его при этом увеличивается в 1,5...2 раза. Однако необходимо помнить, что химические удобрения, внесенные в почву, вызывают усиленное разложение гумуса, что приводит к снижению его содержания.
Практика современного сельскохозяйственного производства показывает, что повышение содержания гумуса в почвах является одним из основных показателей их окультуривания. При низком уровне гумусовых запасов внесение одних минеральных удобрений не приводит к стабильному повышению плодородия почв. Более того, применение высоких доз минеральных удобрений на бедных органическим веществом почвах часто сопровождается неблагоприятным действием их на почвенную микро- и макрофлору, накоплением в растениях нитра-тов и других вредных соединений, а во многих случаях и снижением урожая сельскохозяйственных культур.
Почвенно-грунтовые условия Присулакской равнины обусловили широкое распространение тяжелосуглинистых и глинистых почв с заниженными фильтрационными свойствами, а слабоотточные сильно минерализованные и близко залегающие грунтовые воды способствовали формированию на фоне зональных каштановых почв в различной степени засоленных луговых почв и гидро-морфных солончаков, восстановление плодородия которых требуют проведения соответствующих мелиоративных мероприятий.
Природные факторы Присулакской равнины обусловили такое формирование засоления почв по территории и в вертикальном профиле почв и пород, которое описывается статистическим законом нормального распределения.
Результаты выполненных экспериментальных промывок и их анализ позволяет рекомендовать на тяжелых слабопроницаемых сильнозасоленных почвогрунтов Присулакской равнины капитальную промывку проводить в один сезон и дифференцированно, в зависимости от степени засоления почв, строения почвенного профиля, литологического сложения промываемой толщи, а также заданной продолжительности промывки.
Литература:
1. Аверьянов С.Ф. "Теория и практика борьбы с засолением орошаемых земель". Труды ВАСХНИЛ.М.,1971, с.5
2. Аверьянов С.Ф. "Борьба с засолением орошаемых земель". М., 1978, с.68 -70. 18.
3. Бартыханова С.М.»Карягин Г.М."Водно-физические свойства луговых почв орошаемой зоны Дагестана". Кн. "Вопросы рационального использования и повышения плодородия почв Дагестана". Махачкала, 1972 , с . I45-I46.
References:
1. Averyanov S. F. "Theory and practice of combating salinization of irrigated lands". Trudy VASHNIL. M., 1971, p. 5
2. Averyanov S. F. "Fight against salinization of irrigated lands", Moscow, 1978, pp. 68-70. 18.
3. Bartykhanova S. M. "Karyagin G. M." Water-physical properties of meadow soils of the irrigated zone of Dagestan". Book "Issues of rational use and increase of soil fertility in Dagestan". Makhachkala, 1972, p. I45-I46.
