CC BY
30
урожайностью зерновых культур и содержанием подвижных форм фосфора и калия. Коэффициенты корреляции между Р2О5, К2О и урожайностью (Уг, У5, Уц и У22) статистически достоверны и варьируют соответственно в диапазоне 0,66-0,91 и 0,53-0,86. При этом наиболее тесная связь проявляется между показателями Р2О5 - У22, где коэффициент корреляции (г) составляет 0,91. Без устранения погодного фактора между фосфором и фактической урожайностью связь заметно слабее (г = 0,66). Связь между урожайностью зерновых культур с содержанием обменного калия аналогична (г = 0,53-73). Вместе с тем, следует отме-
тить, что фосфор является лимитирующим элементом в формировании урожаев зерновых культур в условиях промывного и периодически промывного водного режима пахотных почв в условиях лесостепной зоны.
Таким образом, обсуждаемый фактический материал подтверждает необходимость постоянного контроля за состоянием уровня плодородия земельных ресурсов, являющихся основой жизни любого государства, его оценкой и принятия решений стратегического направления по расширенному воспроизводству плодородия почв.
ЗАПАСЫ ГУМУСА И ЕГО ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ПОЧВАХ РЕСПУБЛИКИ ТУВА
В.В. Чупрова, В.Н. Жуланова
Красноярский государственный аграрный университет
Н.Г. Солдатова
Государственная станция агрохимической службы «Тувинская»
Сплошная распашка целинных земель Тувы обусловила катастрофическое проявление деградационных процессов, прежде всего дефляцию почвенного покрова. По данным В.К. Савостьянова (2003), Н.Г. Солдатовой, В.М. Соловьевой и др. (2003), дефляции подвержено 43% сельскохозяйственных, 83% - пахотных и 38% - пастбищных угодий. Это привело к нарушению сложившегося в почвах природного равновесия, в результате чего гумус утратил свои характерные свойства как в количественном, так и в качественном отношении. В рамках мониторинговых исследований нами получены современные материалы не только о содержании и запасах гумуса в пахотных почвах Тувы, но и данные о соотношении и запасах подвижной и стабильной частей гумуса. Для этого использовали результаты агрохимического обследования, проведенного станцией агрохимической службы «Тувинская» в 19982003 гг. Кроме того, в нескольких административных районах, приуроченных к конкретным межгорным котловинам, нами были заложены почвенные разрезы, из которых по генетическим горизонтам отобраны образцы. В них определяли содержание гумуса и Сгумуса по Тюрину, углерода подвижных гумусовых соединений: СН2о - методом бихроматной окисляемости, СМа0Н и в его составе СГК и СФК - в 0,1 н. МаОН-вытяжке. Запасы гумуса и подвижных гумусовых соединений на единицу площади оценили с учетом плотности сложения почвенных горизонтов.
Изученные автоморфные почвы по содержанию гумуса выстраиваются в следующий убывающий ряд: чернозем обыкновенный > чернозем южный > темнокаштановая > каштановая > светло-каштановая. Среднее содержание гумуса в пахотном слое чернозема обыкновенного равняется 4,36±0,39%, а коэффициент вариации - 31%, что по оценкам В.М. Савича (1971) свидетельствует о средней изменчивости содержания гумуса. Дисперсия, как основной показатель варьирования, также отражает пространственную динамику
гумуса. Очевидно, это связано с неодинаковой мощностью гумусово-аккумулятивного горизонта исследованных черноземов, неоднородностью поступления растительных остатков и перемешивания их при обработке почвы. Содержание гумуса в пахотном слое чернозема южного уменьшается до 3,94±0,18%. Стандартная ошибка и стандартное отклонение указывают на меньшую, чем в черноземе обыкновенном, неоднородность отдельных значений показателя в выборке данных. Коэффициент вариации соответствует средней степени варьирования. Низкое содержание гумуса при небольшой мощности гумусово-аккумулятивного горизонта в каштановых почвах обусловлено экологическими условиями почвообразования и легким гранулометрическим составом. Сокращение растительного опада и усиление процессов минерализации гумусовых веществ в связи с изменением физических свойств и гидротермических условий приводят к снижению содержания гумуса в темно-каштановых почвах до 3,42±0,10%, в каштановых - до 2,52±0,13%, в светлокаштановых - до 2,13±0,15% по сравнению с черноземами. В то же время варьирование содержания гумуса остается по-прежнему средним и высоким.
Полугидроморфные и гидроморфные почвы Тувы по содержанию гумуса образуют ряд: лугово-черноземная > лугово-каштановая > аллювиальная дерновая > аллювиальная дерновая остепненная. Повышенная гумусиро-ванность лугово-черноземных почв, наиболее распространенных в Тоджинской котловине, по сравнению с черноземами служит следствием лучшего развития растительности в условиях хорошего увлажнения. Содержание гумуса в лугово-каштановых почвах, крупные массивы которых встречаются в Турано-Уюкской котловине, снижается до 3,26±0,40%. Как абсолютное (дисперсия), так и относительное (коэффициент вариации) варьирование содержания гумуса высокое, что подчеркивает существенную неоднородность в свойствах этих почв. Главной особенностью аллювиальных почв, рас-
НАУКА ПРОИЗВОДСТВУ
пространенных в различных природных зонах Тувы, является формирование под сильным влиянием размывающей и отлагающей деятельности текучих вод. Большая изменчивость и сложность сочетания факторов почвообразования обусловливают значительные колебания в содержании гумуса, высокие значения коэффициента вариации, дисперсии, ошибки и стандартного отклонения в пределах выборки данных. Процессу остепнения аллювиальных дерновых почв способствует ряд причин (Носин, 1963): 1) сильное врезание речных русел, которое приводит к ускоренному переходу поймы в надпойменную террасу; 2) сухость климата; 3) быстрый отрыв верхних почвенных горизонтов от влияния подземных вод поскольку мелкоземистые наносы в речных долинах Тувы уже на небольшой глубине подстилаются песчаными и галечными отложениями, что усиливает процесс обсыхания почвы. В результате появляются степные ассоциации растительности, регрессируют черты пойменного гидроморфного почвообразования и развиваются свойства, приближающие эти почвы к зональному типу в степной зоне. Как видим, содержание гумуса в них низкое, 2,39±0,11%.
Запасы гумуса в 0-20-см слое почв Тувы подчиняются установленной И.В. Тюриным (1965) закономерности. Они коррелируют с содержанием гумуса и в ряду изученных почв снижаются от черноземов (104 т/га) к светлокаштановой (62 т/га) и аллювиальной дерновой остепнен-ной (52 т/га) почвам. Используя систему показателей гумусного состояния почв (Гришина, 1986), отметим, что запасы гумуса в черноземе обыкновенном оцениваются средним уровнем, в остальных почвах - низким.
Исходя из представлений о гетерогенности и различной устойчивости гумусовых веществ к минерализации, можно разделить их на компоненты: а) подвижный гумус, б) стабильный гумус (Ведрова, Мухортова, 2000; Чупрова, Люкишна и др., 2003). Подвижный гумус характеризуется углеродом соединений, легко переходящих в растворимую форму (водо- и щелочнорастворимые соединения). Водорастворимые органические вещества - это своеобразный продукт функционирования сообществ живых организмов, важная форма стадийной трансформации растительных остатков и почвенного органического вещества. Они служат «затравочным» материалом для процессов минерализации и гумификации и могут рассматриваться как источник биогенных элементов и первоисточник гумусовых веществ. Водорастворимые органические вещества состоят из органических кислот, аминокислот, углеводов и растворимых в воде гумусовых кислот. Щелочнорастворимые органические соединения являются продуктами гумификации и рассматриваются нами как «молодые» гумусовые кислоты. В процессах дальнейшего преобразования они могут войти либо в состав стабильного гумуса, либо минерализоваться.
Таким образом, подвижный гумус выполняет важные почвенно-экологические функции, являясь ближайшим резервом для микробиологической трансформации, формирования потока СО2 в атмосферу, синтеза гумусовых веществ и вовлечения углерода, азота и зольных элементов в круговорот. Он постоянно обновляется и реагирует на любые воздействия.
Стабильный гумус включает гумусовые вещества, прочно связанные с минеральной частью почвы. Это
устойчивые к разложению, длительно сохраняющиеся органические соединения.
Количественные оценки углерода в компонентах подвижного гумуса зависят от запасов Сгумуса (таблица). Как правило, чем больше в почве гумуса, тем выше содержание его подвижных соединений. Концентрация подвижных продуктов гумуса в пахотном слое почв Тувы изменяется от 288 до 1343 мг С/100 г. Больше всего этих соединений присутствует в гумусе чернозема обыкновенного (33% от Сгумуса), меньше - в светлокаштановой супесчаной почве (20% от Сгумуса). Это свидетельствует, с одной стороны, о слабой обеспеченности светло-каштановых почв мобильными источниками элементов питания для растений, а с другой, - о слабой устойчивости гумусовой системы этих почв к разрушению и деградации.
В составе подвижных гумусовых веществ чернозема обыкновенного доминируют щелочнорастворимые. Доля водорастворимых соединений составляет 1,2-1,3% от Сгумуса и 4,2-5,9% от СПОв в слое 0-27 см и соответственно 2,6-3,0% и 8,4-9,0% в слое 30-53 см. Вероятно, применяемое орошение приводит к миграции подвижных продуктов гумуса в более глубокие горизонты почвы.
Все подтипы каштановых почв отличаются значительно меньшим содержанием подвижных соединений гумуса по сравнению с черноземами. Концентрация СПОВ в слое 0-20 см темно-каштановой легкосуглинистой почвы равняется 553 мг/100 г, каштановых разного гранулометрического состава - 230-348 мг/100 г, светло-каштановой супесчаной - 163 мг/100 г. Супесчаные разновидности каштановых почв характеризуются почти в 2 раза меньшим количеством подвижных гумусовых соединений, чем суглинистые. Доля подвижных органических соединений в составе Сгумуса изменяется от 32% в темно-каштановой почве до 20-28% в каштановых и светло-каштановой. При этом водорастворимых продуктов - не более 3,4% от Сгумуса. В профиле каштановых почв наблюдается постепенное уменьшение подвижных органических соединений от поверхностных к глубоким слоям.
В составе щелочнорастворимых веществ отмечается следующая закономерность: СГК : СФК расширяется в почвах, обедненных СПОВ. Это свидетельствует об уменьшении степени подвижности гумуса в почвах степной и сухостепной зон. Повышенные температуры и недостаток увлажнения способствуют довольно быстрой конденсированности молекулы «молодого» гумуса, что не противоречит известным положениям (Орлова, 1990).
Относительное количество подвижных гумусовых веществ в пахотном слое лугово-черноземной почвы составляет 26%, лугово-каштановой и аллювиальной дерновой остепненной - 22-23% Сгумуса. В профиле этих почв наблюдается резкое снижение подвижного гумуса, что связано с аккумуляцией растительных остатков, как основных гумусообразователей, преимущественно в пределах верхнего 0-30 см слоя. По-прежнему преобладают щелочнорастворимые соединения подвижного гумуса. Гумус пахотного слоя пахотных почв Тувы аккумулирует 5-25 т С/га в форме подвижных соединений. Запасы гумуса, устойчивого к биотрансформации и прочно связанного с минеральной частью почвы, составляют в среднем 37 т С/га, изменяясь от 61-66 т С/га в черноземах до 14-28 т С/га в каштановых почвах.
Содержание углерода гумуса и его подвижных и стабильных соединений в почвах Тувы,
мг С/100 г
Котловина Административный район Разрез, почва Глубина образца, см С '■^гумуса Подвижный, СпОВ Стабильный, ССТАБ
СН2О С№ОИ СГК СФК СГК : СФК
Турано- Уюкская Пий- Хемский Р.6. Чернозем южный суглинистый 0-20 3060 36 579 296 283 1,05 2445
20-50 1160 17 254 148 106 1,40 889
Центрально-Тувинская депрессия: Улуг- Хемская котловина Тандинский Р.2. Чернозем обыкновенный суглинистый 0-13 4000 50 1134 591 543 1,09 2816
13-27 3450 45 717 380 337 1,12 2688
30-40 1560 40 404 214 190 1,13 1116
43-53 860 26 285 166 119 1,39 549
Р.3. Луговочерноземная суглинистая 0-15 2200 47 555 296 259 1,14 1598
15-30 2180 21 524 286 238 1,20 1635
35-45 720 19 161 90 71 1,26 540
55-65 130 16 26 14 12 1,17 88
Р.1. Каштановая легкосуглинистая 0-10 1280 30 360 200 160 1,25 890
10-20 1160 32 274 152 122 1,24 854
25-35 720 31 214 119 95 1,25 465
45-55 550 36 190 95 95 1,00 314
Кызыльский Р.5. Каштановая супесчаная 0-10 910 25 223 121 102 1,19 662
10-19 740 21 190 100 90 1,11 529
30-40 430 17 108 55 53 1,04 305
50-60 370 15 80 30 41 0,95 275
Р.4. Светлокаштановая супесчаная 0-10 660 14 157 83 74 1,12 489
10-19 600 15 140 72 68 1,06 445
22-32 580 17 135 68 67 1,01 428
40-50 570 16 105 50 55 0,91 449
Каа-Хемский Р.03. Луговокаштановая суглинистая 0-20 2213 66 442 277 165 1,68 1705
Хемчикская котловина Дзун- Хемчикский Р.05. Темнокаштановая легкосуглинистая 0-20 1688 48 505 264 241 1,10 1135
Убсу- Нурская депрессия Эрзинский Р.06. Каштановая легкосуглинистая 0-20 1425 49 239 146 93 1,57 1137
Тес-Хемский Р.07. Аллювиальная дерновая остепненная 0-20 3263 38 666 389 277 1,40 2559
Таким образом, почвы межгорных котловин Тувы характеризуются средним и низким уровнями гумусного состояния. Основной закономерностью распределения запасов гумуса в почвах является их почти 2-кратное уменьшение в направлении от черноземов обыкновенных к светло-каштановым и аллювиальным дерновым ос-тепненным. Одновременно отмечается снижение доли подвижных гумусовых веществ в этом ряду почв. Это обстоятельство определяет разную устойчивость изученных почв к любому воздействию. Можно полагать, что почвы, обедненные подвижными гумусовыми соединениями, отличаются слабой аккумуляцией мобильными источниками питательных элементов, медленными темпами вовлечения их в биокруговорот, а также малой устойчивостью к деградации.
МОНИТОРИНГ СОДЕРЖАНИЯ СЕРЫ В ПАХОТНЫХ ПОЧВАХ ЛИПЕЦКОЙ ОБЛАСТИ
Ю.И. Сискевич
Государственный центр агрохимической службы «Липецкий»
Роль серы в жизнедеятельности растений велика. Она вается в небелковой форме или в виде нитратов. Сера уча-входит в состав белков, ферментов, витаминов. По своему ствует в формировании большинства ферментов и играет физиологическому значению сера находится в одном ряду важную роль в окислительно-восстановительных реакци-с азотом и фосфором. При соотношении в растении ях, протекающих в клетках растений. Дефицит серы в пи-больше чем 14:1 синтез белков ослабляется, азот накапли- тании растений ухудшает использование других элемен-
