Гель-хроматограмма гуминовых веществ

Влияние извести на свойства и питательный режим почвы

6 Ссылки

 

 

Условия формированияДерново-подзолистой почвы

Дерново-подзолистые почвы формируются в равнинных и горных областях южнотаежной подзоны под хвойно-лиственными и хвойно-широколиственными мохово-травянистыми и травянистыми лесами преимущественно на суглинистых породах различного генезиса.

Морфологическое строение профиля

О — АО — А — ЕL — ELBt — Bt — BtC — C

Профиль почвы состоит из подстилки О небольшой мощности (3–5 см), под которой часто выделяется маломощный грубогумусовый горизонт АО; гумусового горизонта А светло-серой или буровато-серой окраски, мелкокомковатой или порошистой структуры мощностью от 5 до 15 см, элювиального горизонта ЕL белесой окраски, часто с сероватым или палевым оттенком, плитчато-листоватой структуры, сильно варьирующей мощности (от 10–30 до 40–50 см). Он сменяется переходным горизонтом ELBt, состоящим из бурых и белесых фрагментов. Ниже выделяется текстурный горизонт Bt плотный, бурый с красноватым или желтоватым оттенком, ореховато-призматической структуры с четкими признаками иллювиирования глинистого и тонкопылеватого вещества в виде кутан, постепенно через горизонт BtC он переходит в почвообразующую породу С.

Основные почвообразовательные процессы

• Подстилкообразование
• Гумусово-аккумулятивный процесс
• Кислотный гидролиз минералов
• Лессиваж

Хозяйственное использование

При сельскохозяйственном использовании дерново-подзолистых почв необходимо внесение органических и минеральных удобрений, известкование, углубление пахотного слоя, борьба с эрозией. Основные культуры севооборотов — зерновые, пропашные, однолетние и многолетние травы.

Аналитическая характеристика дерново-подзолистой почвы [194]

Свойства

Почвы характеризуются кислой реакцией по всему профилю, отчетливой элювиально-иллювиальной дифференциацией по распределению илистой фракции и полуторных оксидов, небольшим содержанием гумуса (от 2 до 6%) в гумусовом горизонте с резким падением ниже по профилю (в горизонте ЕL 0,2–0,5%), состав гумуса фульватный (С_гк/С_фк 0,3–0,5). Поглощающий комплекс не насыщен основаниями.

Микроморфологическая характеристика

А Материал агрегирован, слабая прокрашенность дисперсными формами гумуса, заметная зоогенная проработанность, плазма изотропна, встречаются углистые образования, сгустки или хлопья органической плазмы, копролиты, дисперсный гумус распределен равномерно. Железистые нодули имеют темную окраску и четкие границы, содержат примеси органических компонентов, оксидов марганца, иногда в конкрециях различимы колонии железо-бактерий. Скелетных зерен мало.

EL Уплотненный пылеватый материал, характерна плитчатая структура, включает мелкие растительные остатки разной степени разложенности, встречаются плазменные микрозоны с чешуйчатым строением. Характерно наличие папул, кутан, железистых конкреций. Преобладают субпараллельные поры-трещины.

ELBt Неоднороден по микростроению: выделяются зоны с высокой ориентацией глинистой плазмы, папулами и агрегатами пылеватого состава. Встречаются крупные глинистые кутаны и скелетаны, железистые новообразования, характерно разрушение глинистых кутан.

Вt Угловато-блоковая структура, пылевато-плазменный материал, глинистая плазма высокой оптической ориентации, преобладают волокнистые, спутано-волокнистые и струйчатые типы. Гумусово-глинистые и глинистые кутаны локализованы по стенкам пор. Как правило, в профиле дерново-подзолистых почв максимум иллювиирования приходится на горизонт Вt, во многих случаях кутаны фиксируются ниже горизонта ВtС — в почвообразующей и подстилающей породе. Форма глинистых кутан разнообразна: слоистые, скорлуповатые, однородные, пылевато-глинистые [140, 232, 273].

 

Гель-хроматограмма гуминовых веществ

Молекулярно-массовое распределение системы гуминовых кислот дерново-подзолистых почв отражает слабую степень трансформации органических остатков. Гумификация исходных биополимеров протекает неглубоко, и в системе гуминовых кислот значительную долю занимают слабо преобразованные высокомолекулярные протогуминовые вещества. Во многих случаях в электронных спектрах поглощения этих фракций обнаруживаются полосы поглощения, характерные для белков и грибных пигментов. Молекулярно-массовое распределение гуминовых кислот в дерново-подзолистых почвах близко к аналогичному параметру для этих соединений в подзолах, но более ярко выражено присутствие фракции лигноподобных соединений. Содержание углерода (около 53%) и доля ароматических фрагментов в составе молекул невелики. В составе молекул даже «зрелых» гуминовых кислот часто присутствуют алифатические фрагменты полисахаридов и белков, источником которых являются органические остатки.

 

 

Физико-химические свойства

Емкость катионного обмена в дерново-подзолистых почвах выше, чем в подзолистых, в связи с более высоким содержанием гумуса. В гумусовом слое суглинистых и глинистых почв она достигает 15-20 мг-экв на 100 г, в песчаных и супесчаных — только 4-10 мг-экв. В составе поглощенных катио­нов — Са²⁺ , Мg²⁺, Н⁺ и А1³⁺. Степень насыщенности основания­ми — 40-70%. Обменные катионы водорода и алюминия обуслов­ливают кислую реакцию среды (рН_кс1 обычно варьирует в преде­лах 3,3-5,5).

 

Химический состав

Состав и свойства дерново-подзолистых почв во многом зависит от дернового почвообразовательного процесса, в результате которого накапливается гумус, основания и элементы питания для растений.

Содержание гумуса в гумусовом горизонте суглинистых разновидностей -3-6%, в песчаных и супесчаных – 1.5-3%. Сравнительная бедность дерново-подзолистых почв пере­гноем объясняется главным образом тем, что при благоприятных условиях увлажнения распад растительных остатков происходит энергично, не прекращаясь даже в летние, наиболее сухие месяцы. Органическое вещество сосредоточено в основном в самом по­верхностном слое, а поскольку этот слой отличается малой мощ­ностью, не превышающей часто 8—12 см, то и абсолютное содер­жание перегноя в описываемых почвах весьма ограничено. Содержание гумуса резко снижается с глубиной в горизонте А₂ составляет 0.3-0.5%. Важно отметить, что в составе гумуса преобладаю фульвокислоты над гуминовыми⁶.

В тех почвах, в которых подзолистый процесс ослаблен, а дер­новый преобладает, мощность гумусного горизонта возрастает, увеличивается количество гумуса в поверхностном горизонте и в целом по профилю почвы.

Развитие подзолистого процесса под лесной растительностью проходит с различной интенсивно­стью. В некоторых случаях, например па карбонатных породах, под лиственными насаждениями, этот процесс протекает на­столько слабо, что в почвенном профиле или не происходит ника­ких перемещений минеральной части, или эти перемещения чрез­вычайно малы. Подзолообразовательный процесс влияет на химический состав почвы и вносит изменения в её механический состав.

верхние горизонты дерново-подзолистых почв по сравнению с материнской породой (горизонт С) обеднены мельчайшими частичками (>0,001 мм). В то же время содержание крупных фракций в верхних горизонтах выше, чем в материнской породе. Иллювиальный горизонт (В) более обогащен по сравнению с материнской породой и с вышележащими горизонтами самыми мелкими фракциями (<0,001 мм).

Понятно, что такого рода перераспределение вещества по поч­венной толще неизбежно сказывается и на физических свойствах почвы: верхние горизонты несколько опесчаниваются, утрачивают связность, делаются более рыхлыми и бесструктурными; нижние же слои, наоборот, уплотняются, становятся связными и трудно-проницаемыми как для воздуха, так и для воды.

Однако такая закономерность обнаруживается только в поч­вах суглинистых и глинистых, т. о. в почвах тяжелого механиче­ского состава и с ярко выраженным подзолистым процессом

В супесчаных и отчасти в песчаных почвах нередко наблю­дается несколько иная картина: в верхнем горизонте происходит некоторое увеличение количества мелких частиц и в то же время соответственное относительное уменьшение наиболее крупных фракций.

В составе поглощенных катионов дерново-подзолистых почв выделяются среди поглощенных катионов в поглощающем почвен­ном комплексе поглощенный водо­род и алюминий. Наибольшая ненасыщенность наблюдается в са­мых верхних, оподзоленных горизонтах; здесь поглощенный Н нередко может преобладать над поглощенными Са и Мg.

По мере углубления но почвенному профилю соотношение поглощенных катионов заметно изменяется: количество водород­ных попов и алюминия прогрессивно убывает, а Са и Mg возра­стает и уже в горизонте С, не затронутом еще почвообразователь­ными процессами, поглощенный Н сходит почти на нет, и в погло­щающем комплексе оказываются одни лишь металлические ка­тионы.

Таким образом, в результате оподзоливания верхние горизонты обедняются поглощенными основаниями, обогащаясь в то же время водородными ионами и обменным алюминием. Наличие обменных катионов водорода придает почве кислотные свойства.

Весьма характерно, что степень кислотности каждого горизонта находится в полном соответствии с его насы­щенностью основаниями; в самых верхних горизонтах, сильно вы щелоченных и насыщенных водородными ионами, обнаруживается повышенная кислотность. При переходе к нижним горизонтам, менее выщелоченным, кислотность постепенно падает, и в материн­ской породе она сменяется реакцией, близкой к нейтральной, или в случае карбонатности породы — слабощелочной.

 

Физический свойства

В связи с более вы­соким содержанием гумуса дерново-подзолистые почвы имеют более низкую плотность верхнего слоя, они лучше оструктурены по сравнению в подзолистыми, у них выше пористость. В целом естественное плодородие этих почв выше, чем у подзолистых и глее-подзолистых. Они являются преобладающими в пахотном фонде почв таежно-лесной зоны.

Для некоторых почв подзолистого типа большое значение имеет их тепловой режим.

В восточных районах, в условиях континентального климата и недостатка тепла, темные и богатые гумусом дерново-подзолистые и дерново-лесные почвы плохо нагреваются и не обеспечивают корневую систему растений необходимым количеством тепла, что приводит к недозреванию некоторых посевных культур.

Таким образом, наиболее характерными свойствами, присущими почвам дерново-подзолистого типа, являются следующие.

1. Почвы дерново-подзолистого тина не насыщены основа­ниями, т. е. они содержат в себе то или иное количество обменных ионов водорода и алюминия.

В связи с ненасыщенностью основаниями эти почвы обла­дают кислыми свойствами.

В результате процессов минерализации органического веще­ства и выщелачивания эти почвы обеднены гумусом и минераль­ными легко подвижными соединениями.

Почвы дерново-подзолистого типа заключают в себе сравни­тельно небольшие количества необходимых для растений питатель­ных веществ.

Эти почвы в большинстве случаев обладают слабо выраженной, непрочной структурой, вследствие чего они способны легко распыляться, заплывать при увлажнении, образовывать корку при высыхании и уплотняться.

Почвы дерново-подзолистого типа отличаются резко выражен­ной дифференциацией почвенного профиля на составляющие их генетические горизонты, причем гумусовый горизонт в большинстве случаен имеет малую мощность.

В составе гумуса видное или первое место принадлежит фульвокислотам, относительное количество которых тем больше, чем резче выражен подзолистый процесс. При нарастании дернового процесса увеличивается количество гуминовых веществ.

Хотя состав почвенных микроорганизмов изучен еще слабо, по все же можно сказать, что в подзолистых почвах ведущее место принадлежит грибам.

Из-за большого разнообразия условий почвообразования и дерново-подзолистой зоне развитие почвообразовательного процесса в почвах может протекать и проявляться самым различным обра­зом, поэтому и отмеченные выше свойства сильно варьируют.

Здесь можно встретить почвы и кислые, и с нейтральной реак­цией, и сильно выщелоченные, и почвы с мощным перегнойным горизонтом, и богатые гумусом, в которых подзолообразонательный процесс совсем почти не выражен, и т. д.

В этом отношении почвенный покров таежно-лесной зоны пред­ставляет собой сочетание множества почвенных разновидностей, отличающихся между собой как морфологическими и биохими­ческими свойствами, так, следовательно, и своим природным пло­дородием.

При этом, чем сильнее развит дерновый горизонт и чем богаче, следовательно, почва органическим веществом, тем лучше она по своим производственным свойствам, тем выше ее природное пло­дородие.