Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Гумусовое состояние субтропических почв Грузии и красных ферраллитных почв Гвинеи

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Гумусовое состояние субтропических почв Грузии и красных ферраллитных почв Гвинеи"

94

рге од

„ САШТ-ШТЕРБУРГСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

САЛИФ ИСЫАЭЛ СИЛЛА

УД{ 631.445.7(479.22Н6К 043.3)

ГУМУССБОЕ СОСТОЯНИЕ СУБТРОПИЧЕСКИХ ПОЧВ ГРУЗИИ И КРАСНЫХ ФЕРРАЛЛИТНЫХ ПОЧВ ГВИНЕИ

Специальность 03.00.27 - почвоведение

Автореферат

диссертации на ооисйание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Санкт-Петербург-Пушкин 1993

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете.

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственнхы

наук,профессор Донских И.Н.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор Чертов О.Г., кандидат биологических наук Орлова Н.Е.

Ведущее учреждение - Научно-производственное объединение "Велогорка"

Защита состоится " 0% " Ф&flpt</}/? I99if г. в 14 час. 30 мин. на заседании специализирЬванного совета KIk!0.37.0I в Санкт-Петербургском государственном аграрном университете по адресу: I89Ô20, СанктгПетербург-Пушкин, Ленинградское шоссе, 2, ауд.444.

С диссертацией можно ознакомиться в биолиотеке Санкт-Петербургского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан " " da-KarTrU, IS93 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат с.-х.наук

Лунина Н.Ф.

Актуальность теш. Главным и определяющим свойством почвы является плодородие. Именно на его основе формируются важнейшие л незаменимые энергетические ресурсы для жизни человечества. Плодородие почв в значительной мере определяется органическим веществом - гут/[усом пота:;.

Если гумусовое состояние ватснейшгтх типов почв умеренных широт хорошо изучено, то этого нельзя сказать в отношении характеристики гутлусового режима субтропических и тропических красных ферраллитных почв. Именно эти почвы, занимая огромные площади во аътишх тропических областях Африки, Азии, ЮжноЛ Амз-рикн исследованы крайне недостаточно. Особенно слабо изучены процессы, определяющие содержание, запасы гумуса, его состав п степень подвижности.

Цель и задачи исследований. Келья настоящей работа было изучение гут.^сового состояния субтропических почв Западной Грузии и красных форраллитшгх почв Гвинеи.

В связи с этим основными задачами работы были:

1. Изучение содержания и запасов гутч/са и азота в красноземах, желтоземах п красных феррзллитных почвах.

2. Исследование группового и фракционного состава гумуса.

3. Определение лабильных Форм гумусовых веществ.

4. Изучение состава и свойств гутгановых кислот.

Научная новизна работы. Установлено отчетливое накопление

гумуса в процессе интенсивного использования красноземов под чаЛными плантациями. Роль окультуривания красных ферраллит-ннх почв в накоплении гумуса выражена слабо. Гумус субтропических г тропических почв характеризуется низкой обогащенио-стыо азотом. Преобдадащал часть гумуса (63£) в красноземах представлена сложными, прочно связанными с минеральной частью группами гумусовых веществ, гумусовые вещества красных Ферраллитных почв, напротив .характеризуются высокой подвижности. Прсоблядагацую (70-90^) часть извлекаемых гумусовых веществ составляют фульвокислотн. Среди гуминовых кислот преобладают -Т>рактш I п 111. Выявлена роль окультуривания в формировании Фракционного состава Фульвокислог. Установлена абсолютные и относительные величины содержания лабильных гумусовых веществ. Исследованы элементный состав и спектры поглощения молекул гум:шоз;1х кислот.

Практическая ценность. Полученные данные могут использова-

ться для характеристики красноземов и красных ферраллитных почв; в качестве определенных параметров плодородия,а также позволят определить основные'закономерности формирования гумусового рекйма этих уникальных почв мира при развивающейся земледельческой культуре.

Апробация. Основные положения диссертационной работы изложены в двух научных докладах на научных конференциях Санкт-Петербургского государственного аграрного университета (1992 и 1993 гг.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано две работы.

Структура' и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы из наименований и 4о страниц приложений. Общий объем работы изложен на ¿Vi страницах машинописного текста, включая ¿е таблиц, tfj. рисунка. •

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ I. ГУМУСОВОЕ СОСТОЯНИЕ ВДАЖНОДЕСШХ ПОЧВ СУБТРОПИКОВ И ТРОПИКОВ

В данной главе диссертации изложены современные представления о составе и образовании гумуса. Здесь нашли отражение дан-Щ1е-последователей о составе гумуса; дана характеристика цуму-совых кислот - специфического класса органических соединений почвы. Широко представлены работы о процессе гумификации органических веществ. Дан анализ данных по содержанию и запасам гуцуса в тропических и субтропических почвах. Показаны отличия состава гувдса этих почв от состава гумуса почв умеренных широт. . ...

. 2. МЕТОДУ ИССЛЕДОВАНИЯ .

Для генетической характеристики субтропических почв Грузии . и красных ферраллитных"почв Гвинеи 'в"среднесмешанных образцах, отобранных погори.зон1гно; пэ' профилям почв, определялись гранулометрический состав'; валовой'химический состав; обменные катионы, рН. Гранулометрический состав определялся по методике. • Н.А.Качинского (1958) с подготовкой почвы к анализу пирофос-фатным методом (Вадюнина,"Корчагина ,1986). Валовой химический анализ проводился рентгенофг.юоресцэнтныы методом на комплексе мтера". Обменные катионы Са~ 'и Hg2+ вытеснялись из почвы по методу Гедройца 1н раствором Nad, с непосредственным опрэде-

лением их трилонометрическим ме тодом. Обменная кислотность определялась по методу Дайкухара, гидролитическая кислотность -по методу Каппена.

Содержание гудуса определяли по методу И.В.Тюрина в модификации В.Н.Симакова. Определепие азота производилось по микрометоду Кьельдаля (использовался микрометод). Для характеристики гумусового состояния почв использовался общепринятый набор показателей (Орлов,1985). Анализ группового и фракционного состава гущса проводился по методике В .В .Пономаревой и Т.А.Плотниковой (1980). В ходе анализа били снята спектри светопогло-щения в видимой области в растворах гушновых кислот на СФ-10. По спектрам били определены следующие характеристики: коэффициента экстинции при длине волны 465 гол; коэффициенты цветности, представляющие собой отношение оптической плотности при 020 гол к "нормальной составляющей" спектра при той же длине волны (Орлов,1963). (Спектральная характеристика снималась гга спектрофотометре Сф-10).

Исследование физико-химической природы гуминовгк кислот производилось на препаратах, выделенных по методике Д.С.Орлова (1981) из почвы, декальцированной 0.1 н нс1. Очистка препаратов велась на бактериальных свечах с последующим . диализом свежеосаддонаых гелей. Било получено пять препаратов из гумусового и пахотного горизонтов красноземов, желтозема и красных феррпллитных почв. В препаратах гуминовых кислот определялись: I. Элементный состав: содержание С, Н и К на анализаторе С1Ш-240 фирмы Рег!с1п-Е1тег, кислорода по разности элемен-топ. Интерпретация данных элементного состава гушновых кислот осуществлялась с помощью графостатистического'анализа по Д.ван Кревелену (1961). На основании элементпого состава были произведены расчеты степени олисленности, содержания алифатических соединений, теплоты сгорания. Метода исследования других характеристик гушновых кислот (ЭПР, оптическая плотность,коэффициенты скстипции, ПК-спектры) брались.в руководстве Д.С.Орлова, Л.Л.Гршпшюй, И.Л.Еропичевой (1969). Лабильные формы гумусовых веществ определялись по методу Л.М.Лыкова, В.А.Черникова, Б.П. Бончана (1981) в модификации Л.М.Цупкова (19Й9). Выделялись четыре фракции лабильных, гумусовых веществ.последовательной экстракцией их водой, нейтральным раствором пирофосфата патрия.рас-твором 0.1 и НаОН, и смесыэ 0.1 М ИаОН -и 0.1 Ш

Оформление рукописи производилось согласно общим требованиям

к текстовым документам ГОСТ-2.105-79 (CT СЭВ 2667-80).

3. ОБЪЕКТЫ ГОЗЛЕДОЗЛЕЙ

Объектаг.га исследования являлись красноземы: целинный под дугово-лесной растительностью (р.6), краснозем,находящийся более 30 лет под культурой чайного куста (р.1) п красноземная почва под мандариновой плантацией (р.5). Кроме того,нами исследовалась яелтозеыная поверхностно-оглеенная почва (р.2). Все эти почвы представляют субтропическую зону Западной Грузки (окрестности Батуми). Вторая группа почв .которую ш взяли для изучения гумусового состояния - красные ферралЛитные почвы Гвинеи, занятые апельсиновыми плантациями (р.8) ц полевыми культурами (р.9).

Красноземные почвы - объекты исследования, наш выбраны в 12 км юкпее г.Батуми в окрестностях села Ах: ал с о не л и Халвачеур-ского района Аджарии. Участок в виде террасы располагается над уровнем моря 50-70 м. Образцы яелтозешой почвы ш отбирали из разреза, заложенного в Озургетскоы районе в селе Ырома на приусадебном участке на высоте 100-120 м над уровнем моря. Образин красных ферраллитных поча были отобраны из разрезов, заложенных в префектуре Кицдия округ Фулайа.

Гранулометрический состав. Целинная красноземная почва (р.6) среднесуглинистая. Среди гранулометрических фракций преобладает песчаная (64-70$). Доля мелкодисперсных частиц- мелкая пыль и ил - достаточно велика - I9-J23$. Преобладающее место занимают илистые частицы (12-18$). В распределении ила отчетливо выделяются элювиальная и иллювиальная зоны. Окультуренная красноземная почва (р.5), занятая мандариновой плантацией, отличается от целинной почвы легкосуглинистым составом (в слое 0-26 см) из-за внесения морского песка. В остальной части профиля существенных изменений в сравнении с прлинной почвой не наблюдается. Окультуренная красноземная почва (р.В под чайной плантацией характеризуется утяжелением верхней 80-сантиметровой толщи за счет делювиального переноса более дисперсных частиц с вышележащих территорий. Желтозем отличается очень высоким содержанием в пределах профиля физической глины (41-50$) и очень высокой долеЗ ила (25-35$) в ней. Красные ферраллптные почвы в верхней части профилей ле гкосугли ш; с nie, а в нежней - среднесуглипистые. В составе глинистого материала крг.ина низкое содержанке пыли, нй много ила. Количество ovo с глубиной увеличазаэтея.

Валовой химический состав. Исследуемые почвы характеризуются типичными показаниями валового химического состава. Содержание кремния (на зю2 ) в красноземных почвах колеблется в пределах 52-555, алюминия (на А12о3) - 22-335 и железа (на Ре2о3) - 13-155). В профиле гелтозема содержите кремния более высокое (01-64,"), я железа (7.3-6.9?) и алюминия (19-215)более низкое,чем в красноземах. Отличительной особенностью валового химического состава красных ферраллитных почв является более высокое,чем в красноземах, содержание алюминия (32-345) и значительно более низкое - железа (6.5-7.9?). Значительно большие колебания наблюдаются в содержаний кальция, магния и калия.Содержание кальция в целинном красноземе низкое. Оно колеблется по профилю от 0.32^ (СаО) в верхнем горизонте до 0.8-0.95 в нижних. Аналогично'распределяется и калий в этой почле (0.65 па К20 в верхнем горизонте и 1.155 на глубине 85-120 см. Содержание Мв (па Кво ) очень высокое - 3.6-6.35. В окультуренной красноземной почве-под мандарином«насаждешями наблюдается отчетливая аккумуляция Са (45) и К (1.55) в пахотном горизонте . Своеобразный характер распределения валового содержания Са, г*« и К наблюдается Б окультуренной почве .занятой чайной плантацией. В этой почзе очень низкое (0.06-0.275) содержите Са в пределах всего профиля, а обогащенпость калием,особенно верхней 60-сантиметровой толщи (0.88-0.945)»значительно больше,чем в первых двух почвах. Яелтоземная почва характеризуется высоким содержанием кальция (1.08-1.555), очень высоким содержанием калия (2.06-2.075). Особенпо краспыз ферраллитше почвы характеризуются крайне низким валовым содержанием Са и К (0.20.255) и значительно большим содержанием Мв (1.65-2.05).

Физико-химические свойства. Отличительной особенностью красноземных целинной (р.6) и окультурегагой (мандариновая плазта-1Р1Я (р.5) почв является высокая емкость катионного поглощения (23-17 м-экв/ЮО г). В окультуренной красноземной почве разреза I (чайная плантация) она резко снижена (6.3-14.0 м-зкв/ЮО г). Показатели емкости катионного поглощения желтозема также низкие (8.05-12.25 м-экв/ЮО г). Крайне низкая величина ее (4.00-4.89 м-пкв/ЮО г) характерна для красных ферраллитных

ПО'Ш.

Основными обмепшпт катионами исследует,их почв являются Са2+, Ыз2 + , И1" и А13+. Количество Са2 + в целинной (р.6) и окультуренной (р.1) красноземных постах очень низкое (0.8-2.5

м-экв/ЮО г). В то же время эти почвы характеризуются высоким содержанием обменного Щг+, особенно целинная. Основная преобладающая часть обменных катионов в этих почвах представлена А13+ и Н+ (60-85$). В окультуренной красноземной почве (р,5) :..верхний 40-сантиметровый слой содержит очень мало обменных А1 и Н+ (0.85-0:5 м-экв/ЮО г), в то время как суммарное количество 0а2+ и «а2+ достигает здесь 22-23 м-экв/ЮО г; Состав обменных катионов в красных ферраллитных почвах характеризуется высокой долей И Н+ (58-85^). Среди обменных оснований преобладающее место занимает Са^+. Количество обменного Ме2+ очень_низкое (0.17-0.52 м-экв/ЮО г).

Реакция красноземных почв, желтозема и красных ферраллитных почв кислая. Исключение составляет красноземная окультуренная почва (р.5), под мандариновой плантацией, в которой верхний ко-рнеобитаемый слой имеет практически'нейтральную реакцию.

4. СОДЕРЖАНИЕ И СОСТАВ ГУМУСА СУБТРОПИЧЕСКИХ ПОЧВ ГРУЗИИ И КРАСШХ "4ЩРРШИ1ШХ ПОЧВ ГВИНЕИ

■ Основными параметрами гумусного состояния почв являются: содержание гуцуоа, запасы его в.слое 0-20 см и в слое 0-100ш; групповой и фракционный состав; содержание азота; степень гумификации; тип гувдуоа, ■„Содержание и запасы гумуса. Максимальное количество гуадуса (4$) в красноземе, целинном - в гумусовом горизонте, вниз по профилю оно снижается постепенно. В окультуренной красноземной Почве, под чайной плантацией'(р.I).содержание гумуса в верхнем 30-сантиметровом слое высокое (6-6.5%), здесь сформировался аккумулятивный полноразвитый гумусовый профиль. В окультуренной красноземной почве, под мандариновой плантацией (р.5) -бимодальный тип"гумусового профиля'с двумя гумусовыми горизонта-.ми - верхним (0-40 см) и никним (116-150 см) - погребенным. В келтоземз гутдусовый1 профиль аккумулятивный не полноразвитый с максимальным содержанием гумуса в слое 0-20 см. С глубиной количество его рёзко падает.

1Умусовые профили'окультуренных красных ферраллитных почв, в отличие от рассмотренных выше краснозема'и желтозема.характеризуются более низким содержанием гумуса в Берхних горизонтах - (2.3-З.Хо)'с постепенном уменьшение^ .вниз по профилю. •

Наибольшие запасы -гумуса в слое 0-25 см характерны для окультуренного краснозема (табл.1) под чайной плантацией,значите-

Таблица I

Запасы гумуса в почвах (т/га)

р.6 р.1 р.5 р.2 р.8 р.9 Плпи красно- красно- краснозем келто- красная красная л ' зэм це- зем оку- окульту- зем Опирал- риалом линный льтурен- ренный литная литная _ныл_ - "__

0- 25 85 215 100 115 91 70

25- 50 30 120 56 50 71 65

50-100 50 105 89 55 91 89

100-160 35 77 275 40 -

0- 50 115 335 I5S 165 162 135

0-100 IG5 440 245 220 253 224

0-160 200 517 520 260 -

льно мень:пе они в красноземе под мандариновой плантацией (100 т/га). Запасу гуцуса в целинном красноземе (р.6) составляют липь 85 т/га, еще более низкие опи в пахотном слое красной фсрраллитной почвы р.9 (70 т/га). По запасам гуцуса в метровом слое все почвы, за исключением целинного краснозема, характеризуются средним уровнем гумусированносги, а краснозем окультуренный (р.1) - высоким.

Содораатге и запасы азота. Максимальное содержание N (0.239$) характерно для верхнего (0-3 см) горизонта целинного краснозема. В гумусовом горизонте оно снижается до 0.104$ и резко уменьшается в нн.тних горизонтах. Окультуривание красно-земннх почв приводит к существенному увеличения содержания Н. В соответствии с бимодальным гумусовым профилем красноземной почвы р.5 в содержании азота также наблюдается два максимума. Наибольшее количество н (0.2$) в желтоземе шскуцулируется в гумусовом горизонте, с глубиной оно резко умейыпается. Значительно меньше содержится N в гумусовых горизонтах красных ферраллитадх почв - 0.082-0.113$, Что связано с меньшими,чем в красноземах запасами гуцуса.

Наибольшие запасы N в слое 0-25 см (7.66 т/га) характерны для окультуренного краснозема (р.1) и желтозема - 6.63 т/га (р.2), в остальных почвах они заметно меньше - 2.7-5.3? т/га. Красные ферраллптнне пощи накапливают в. этом горизонте 2.673.30 г и на I га. Окультуривание почв способствует аккумуляции нив более глубоких горизонтах. В метровом слое окультуренных красноземов накапливается I3.3-I6.74 т/га азота.в красных ферраллитных почвах - 8.52-8.82 т/га.

IVt/c исследованных пота харагстеризуется в целом низкой

обогащенностью азотом. Только окультуренная красноземная почва разреза 5 (по данном отношений С:и ) имеет высокую степень обогащенности гумуса азотом.

Групповой и-фракционный состав гумуса. Преобладающая часть гумуса (63$) в целинной красноземной почве и красноземе окультуренном (р.1) представлена сложными, прочно связанными с ш-неральной частью группами гумус овьсс веществ (табл.2).

Таблица 2

Групповой состав гуцуса

Т^шнсжю Фульвокислоты Негидролизуе-* разреза и прчв кислом_¿Ульвокислоты шй осгатоК

С,^ к $кС С,$к $кС С,55 к $ к С __почве почвы почве почвы почве почвы

I.Краснозем окуль-гаантация\чайная 0.806 8.24 1.065 28.71 2.334 63.04

г.Келтозем 0.317 15.22 0,922 43.36 0.841 40.41

5.Краснозем окультуренный (мандариновая таанта- 0>335 28.8 0.824 56.08 0.310 21.II

6 ны!СН03еМ Ц6ЛИН" 0.306 13.37 0.525 22.92 1.459 63.70

8.Красная феррал-

™тиая^полевые 0.250 14.20 1.289 73.25 0.221 12.54

9.Красная феррал-

(««тру- 0.346 27.42 1.302 72.58

совые)

В окультуренной красноземной почве р.5 доля нерастворимого остатка равна 15$, в желтоземе - 40$. Гумусовые вещества красных ферраллитных почв характеризуются высокой подвижностью.

'Извлекаемая часть гумусовых веществ в изучаемых почвах представлена гуминовыми и фульвокислоташ. Доля гуминовых кислот во всех почвах мала (0.25-0.36$ С от массы почв). Данные по относительному содержанию гу',липовых кислот в составе гумуса более различны. Так минимальная их доля (8-13$) характерна для целинной и окультуренной (р.1) красноземных'."'дочв, а максимальная - для окультуренной почвы разреза 5 (29$). Более высокая доля гуминовых кислот в составе гумуса (27$) свойственна и ' йрасиоЗ $ерраллптной почве р 3. "

Преосйадаодая часть извлекаемых гумусовых веществ представлена (Ь'львокпалотш.ш. минимальное абсолютное количество их ха-

рактерно для целинной краснозешой почвы (0.5255 С), а максимальное для красных ферраллитных почв (1.205 0 от массы почвы) . Остальные почвы по содержании фульвокислот занимают промежуточное положение. Относительная же роль их в составе гумуса более полярна. Она изменяется от 22.95 в"целинной красноземной почве до 56-755 в краснозешой окультуренной почве р.5 и красных ферраллитных почвах.

Все изучаемые почвы характеризуются фульзатгшм типом гумуса, Отпспение С гутгановых кислот: С фульвокислот очень узкое -0.2-0.4. Только в целинном красноземе оно равно 0.6.

ХУмияовые кислоты. Среди гуминовых кислот выделены три фракции (табл.3). Абсолютное количество первой фракции небольшое (0.11-0.155 С от массы почвы). Красноземные почвы содержат значительно больше гумиповых кислот этой фракции (0.144-0.1525 С), чем красные ферраллитные (0.11-0.155 С). Относительная доля этой фракции мала и колеблется от 45 в окультуренной красноземной почве р.1, до 9-Ю5 в окультуренной почве р.5 и красных ферраллиткнх почвах.

Таблица 3, Фракционный состав гуминовых кислот

й разреза с ( * С1К-1 СГК-2 СШ-3 Оумв^фрак-

и почва п г у 5 к С г ^ 5кСг^ 5кС с * 5к!Г почве почва почш ^ почвы почвы

6 2.29 0.15 6.6 0.065 2.8 0.09 3.93 0.306 13.37

1 3.71 0.15 4.1 0.29 0.8 0.13 3.39 0.306 8.24

5 1.47 0.14 9.8 0.094 6.4 0.097 6.61 0.335 28.8

2 2.08 0.14 6.6 0.08 3.8 0.10 4.8 0.32 15.2

8 1.76 0.12 9.9 0.09 5.0 0.04 2.2 0.25 14.2

9 1.26 0.12 9.1 0.19 15.4 0.04 2.8 0.35 27.4

Содержание гуминовых кислот второй фракции крайне низкое (0.03-0.095 С к массе почвы,или 1-65 к СВал)• Только в красной ферраллитной почве.занятой цитрусовыми, оно достигает 0.1945, Данная фракция имеет низкий удельпый вес и в составе гуминовых кислот (9-355). Количество гуминовых кислот третьей фракции -несколько выше в красноземах и желтоземе - от 0.09 до 0.1255 С к массе почвы. В красных ферраллитных почвах снижено до : 0.035-0.0405,С. Весьма низкий и удельный вес ее в составе гуцуса (2.1-6.55).

1ульвокислоты. Содержание кислоторастворимых фульвокнслот (фракция -1а) в почвах.колеблется, от 0.003 до 0.35 С к массе почвы (табл.4).

•Таблица 4

Фракционный состав фульвокислот

С 4к-1а С <Гк-1 С (¡к-2 С фк-3 Сумма

ft panne _:_ фракций .

^ за 1TZ „ „ ?КС r f f,KC » ы fin G n ^ ЦГкС поч- поч— поч-0,7' поч-0"* поч-_вы_ вы_вы_вы_вы

6 0.003 0.13 0.17 7.4 0.05 2.0 0.31 13.4 0.525 22.9

1 0.025 0.0G 0.49 13.I 0.09 2.4 0.46 12.5 1.065 23.7

5 0.151 10.3 0.10 0.8 0.18 12.2 0.39 29.7 0.82 56.1

2 0.210 II.О 0.12 5.8 0.22 10.8 0.37 17.6 0.92 43.4

8 0.004 0.22 0,53 29.9 0.48 27.0 0.28 16.2 1.29 73.2

9 0.294 23.3 0.37 29.1 0.35 27.4 0.30 23.4 I.3I -

На имен шее их содер:шнне характерно для силыюкислых красноземов (р.6,1), высокое - в красноземе окультуренном (р.5) и гелтоземе (р.2) и красной ферраллитовой почве (р.9) (0.150.3$ С). Содертание первой Фракции фульвокислот (целочно-рас-творише) подвержено существенным колебаниям: наибольшее оно в яелтоземе, красной ферраллитной почве (р.8) и окультуренном краснозема (р.1), низкое - в красноземе целинном (р.6) и окультуренном (р.5). Выход второй фракции фульвокислот колеблется от 0.05 до 0.48$ С к массе почвы. Красноземы и яелтозем характеризуются меньшим содержанием фракции 2, чем красные ферраллиткые почвы. Содержание третьей фракции фульвокислот достаточно высокое и :ланее изменчиво (0.3-0.45* С к массо почвы). Наибольшее оно в красноземах окультуренных и желтоземе, несколько меньше - в красноземе целинном и красных Ферраллит-ных почвах. Более изменчиво относительное содержание этой фракции: в кислых красноземе црлинном и окультуренном (р.6, I) оно ниже - 13??, в нейтральной окультуренной красноземной почва - наиболее высокое - 29.7%. Несколько пита эти показатели в красных ферраллитдых почвах.

5. ЛАБИЛЫШ ФОРШ ГШСОа^Х ВЕЩЕСТВ

Количество водорастворимых органических веществ во всех почвах мало: от 80 мг С па 100 г почвы в целинной красноземной и красной ферраллитной почво, занятой полевыми культурами (р.8) (табл.5), до 48-50 мг С на 100 г - в красноземной окультуренной (р.1) и желтоземе. Прогложу точное положение занимают окультуренный краснозем (р.5) и красная форраллитная почва (60-66 мг С на 100 г). Удельный вес этой фракции в составе ла-

бильной части гумуса - от 14-20$ в окультуренной нейтральной красноземной и красных ферраллитных почвах до 6.4-12$ - в целинных красноземе (р.6) и желтоземе (р.2).

Таблица 5

Содержание лабильных форм гумусовых йеществ (0, $)

№ разреза

н2о

0,1 и.

0,1 м

0,1 Н Ш14Р2О7 На Р 0_ НаОН +0,1 М 4 г ' ИаОН

Суиуд Негид-извле-'ролизу-каемых ешй фпак- оста-ЦИЙ ток

Р.1 Апах.0-27 0.048 0.254 0.2 И 0.233 0.746 2.96

А1В27-43 Р.2 Ат 0-22 Р.5 Ап 0-18

Р6 %

Р8 А1 Ра

Аг18-26

0-15 0-26 А 0-45

0.060 0.050 0.067 0.098 0.079 0.079 0.060

0.122 0.151 0,101 0.074 0.226 0.098 0.103

0.103 0.113 0.084 0.091 0.142 0.139 0.082

0.113 0.125 0.086 0.163 0.211 0.197 0.194

0.398 0.439 0.338 0.427 0.658 0.514 0.439

1.73 1.64 1.13 0.64 1.63 1.25 0.85

Содержание гумусовых веществ, извлекаемых 0,1 М Ка. значительно выше, чем водорастворимых веществ (100-255 мг С на 100 г). При этом максимально оно в кислых целинной (р.6) и окультуренной (р.1) красноземных почвах (225-255 мг С на 100 г), заметно меньше - в окультуренных красноземе (р.5) и красных ферраллитных почвах. В соответствии с неодинаковым содержанием этой фракции запасы ее в почвах первой группы равны 5.64 и 8.14 т/га С, а в почвах второй группы - 3.083.22 т С на I га. Относительная доля их в составе извлекаемой части равна, соответственно, 34 и 19-23.5$.

Количество гумусовых веществ, извлекаемых щелочной вытяжкой, значительно меньше, чем предыдущей фракции. Наибольшее ото в сильно кислых красноземных почвах (141 и- 211 мг С. на'. 100 г). Максимальные запасы этой фракции характерны для окультуренного краснозема (р.1) -'6.5 т С на I га а минимальные - для окультуренной красноземной (р.5) и.красной феррал-литной почвы (р.9) - 2.6 т С на га. В составе лабилышх гумусовых веществ третья фракция занимает 18.6-28.3$. Содержание фракции гумусовых веществ,-извлекаемых смесью 0,1. н ' ИаОН и 0,1 1,1 Не^ Щ>1] рН 12," значительно выше, чем щело-чнорастворимых веществ. В сильнокислых красноземных почвах оно наиболее высокое (212-233 мг на на 100 г). В окулыурея-

нем красноземе (р.5) и яелтоземе (р.2) содержание их самое низкое (86-125 мг С на 100 г). Запасы этой фракции гумусовых веществ также достаточно велики. Доля данной фракции в составе ryt<\yca достаточно высокая в красных ферраллитных почвах (11.2-15.06$) и целинном красноземе (15.2$). В остальных почвах она меньае (5.87-6.0$). НаиболЕглий удельный вес этой группы гуц/совых веществ в составе лабильного гумуса (38.344.3$) характерен для красшгс ферраллитных почв.

Наибольшим сут.сдаршид выходом лабильного гумуса характеризуются сильнокислые красноземные почвы - 0.66-0.75$ С к массе почв или 16.4-23.9 г С на I га, во всех остальных почвах оно снижено до 0.34-0.51$ С, а запасы их - до I0.6-IG т С па 1га. Доля всех лабильных соединений в составе гуцуса колеблется от 18 до 39$, наибольшая она в подпахотном горизонте окультуренной красноземной почвы (р.5). Самое же низкое относительное содержание лабильного гуцуса в окультуренной красноземной почве под чайной плантацией (18.7-20.0$). В красных ферраллит-ннх почвах эта доля в составе гумуса равна 29-34$, в целинном красноземе и желтоземе.соответственно, 28.7 и 21$.

6. состав и cboîîctba гум:пюв:я кислот суегрошгсеских почв

ГРУЗИИ И КРАС1Ш 025РРАЛЛ1ШШ ПОЧЗ ГЗЛШИ

Гуминовые кислоты (ГО) красноземов п красных ферраллитных почв, характеризуясь некоторым общим сходством в строении.тлеют достаточные различия в элементном составе (табл.6). ГО красноземов отличаются от таковых красных ферраллитных почв меньшей обуглерояешюсгыо. Содержаще H в ГК красноземов значительно выше (37.3-41.1$), чем в красных ферраллитных почвах (36.2-33.2$). В ГО обоих типов пота содердание H неболшое (2.1-2.8$), что свидетельствует об интенсивной минерализации азотсодержащих фрагментов гумзнсвых кислот в условиях теплого и влажного климата.

Красные ферраллитпые почвы отличаются от красноземов б алее развитой ядерной частью (С:Н более I.I). Отношение С:Н в ГК .красноземов гораздо уяе (13.65-12.80), чем в крас(шх с|оррал-литных почвах (19.3-16.8), что свидетельствует о болоо глубокой природной деструкции ГК в условиях Гвинеи. Гуминовые кислоты красных ферраллитных почв характеризуются бол^о высокой степенью окислекпости (+0.21 до +0.39), чем ГК красноземов (+0.06...+0.18). ОлементнаЯ состав ГО яслтопомной почвы под-

Таблица 6

Элементный состав (на сухое беззольное вещество), атомные %, атомные отношения, степень скисленности, теплота сгорания и концентрация парамагнитных центров гумнпок;:х кислот

Элементы, атомные ,% Атомные отношения ■ Теплота КПЦ.хЮ

й™^--'«»«ш-у- спин/г

кислоты 0 н 0 Н С:Н С:0 С:Ы Н:С 0:С ности,

Краснозем окуль-

манта^ияТ^Г 37-72 37-31 22-17 2'74 1-01 1.70 13.65 0.99 0.59 0.18 3892.3 7.13

Желтозем, р.2 34.06 39.20 23.95 2.79 0.87 1.42 12.32 1.15 0.70 0.25 3363.6 1.26

Краснозем окультуренный ,ман -

34.57 41.13 21.61 2.69 0.84 1.60 12.80 1.19 0.63 0.06 3721.2 2.66

тация, р. э

Красная феррал-лктная окулму-

39.25 36.20 22.22 2.33 1.08 1.76 16.80 0.92 0.57 0.2Г Б873.3 8.30

культуры,р.о

Красная феррал-литная.окуль^у-

Н 40-28 33.15 24-51 2-07 1-21 1-64 19,32 °-82 °-61 °-39 3562.2 9.88

тверждает наличие развитой алифатической части их молекул. По составу они близки к гуминовым кислотам дерново-подзолистых почв.

Разнокачественность строения молекул гуминовых кислот убедительно подтверждается при изучении Ш методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Более высокая концентрация парамагнитных центров (КПЦ) характерна для П< красных феррал-литных почв (9.9-8.3). В ГК краснозема легкосуглинистого (мандариновая плантация) эта величина не превышает 2.7 спип/г, а в тяжелосуглинистом красноземе (чайная плантация) КПЦ возрастает до 7.1 спин/г. Минимальная интенсивность сигналов парамагнитных, центров характерна для желтозема (1.25 спин/г).

Как по величине оптической плотности (Д), так и по коэффи-

П ОТ*

циентам экстинции (Е ^ ) гуминсвые кислоты красных феррал-литных почв, окультуренного краснозема (чайная плантация) от-личаотся своими более высокими оптическими показателями (Е -0.088-0.008), чем ПС желтозема и краснозема окультуренного (мандариновая плантация) - (0.039).

Данные ИК-спектров гуминовых кислот всех исследуемых иочз похожи по общему абрису как в сравнении друг о другом, так и КК-спектрами друг:« почв. На 1'С-спектрах гуминовых кислот краснозема легкосуглинистого состава (мандар.плантация) и желтозема интенсивность полос поглощения и значение н- соответствующих компонентов периферически-/ структур молекул значительно выше (в области 3-110-3370 , 2935, 1470-1400; 1430-1400, 1270-1215, 1000-1030 см~^), а интенсивность полос поглощения, характеризующих ароматические структуры молекул в области 1635-1610 см~* меньше, чем в хорошоокультуренном красноземе (чайная плантация) и особенно в красных ферраллитннх почвах.. Это свидетельствует о более развитой алифатической части молекул ГК желтозема и краснозема (мандар.плантация) и напротив, о ббльшей степени ароматизации ГК красных ферраллитных почв и краснозема (чайная плантация)...

ВЫВОДУ '

I. Все исследованные красноземные почвы Грузии и красные ферраллитные почвы Гвинеи характеризуются'свойствами,типичными для влакнолесных почв субтропиков и тропиков. Они имеют своеобразный.суглинистый гранулометрический состав,особенностью которого является преобладание песчаной и илистой фрак-

ций. Доля мелкой и средней пыли очень мала (5.7/1) .

2. Содержание в красноземах колеблется в пределах 5255$ (на Э102 ), А1 - 22-33% (на А12о3) и Ре (на ?е2о3) -13-15$. В красных ферраллитных почвах более высокое,чем в красноземах, содержание А1 (32-3-4$) и более на'йкое - Ре (6.5 -7.95). Содержание Са в целинном и окультуренном (чайная плантация) красноземах низкое (0.27-0.8$ СаО), в окультуренном красноземе (под мандариновой плантацией) - высокое (4.0$).Обеспеченность красноземов калием низкая (0.6$) и средняя (1.5$ на К2О). В окультуренных красноземах она более высокая,чем в целинном. Содержание % очень высокое (3.6-6.3$ ь'^о ). Красные ферраллитные почвы характеризуются крайне низким содержанием Са и К (0.2-0.25$) и значительно большим содержанием Мв (1.65-2.0$).

3. Емкость катионного поглощения (ЕКШ в красноземе целинном и окультуренном (под мандариновой плантацией) высокая (23-47 м-экв/ЮО г, в почве под чайной плантацией - низкая (6.3-14.0 м-экв/ЮО г). Крайне низкие величины ЕКП (4.0-4.9 м-экв/ЮО г) имеют красные ферраллитные почвы. Содержание обменного Са2+ низкое (0.8-2.5 м-экв/ЮО г) в целинном и окультуренном (чайная плантация) красноземах, а в окультуренном, красноземе (под мандариновой плантацией) оно высокое. Преобладающими катионами ЕКП в первых двух почвах являются А13+

и Н+ (60-85%), а в третьей почве Са + и + . Красные ферраллитные почвы характеризуются высокой долей А13+ и Н+ (58-83$). Среди обменных оснований преобладающее место занимает Са^+.

4. Максимальное количество гумуса в целинном красноземе приурочено к самому верхнему горизонту (4$). В окультуренной почве,. под чайной плантацией сформировался аккумулятивный полноразвитый профиль с высоким содержанием гумуса (6-6.5$);в красноземе (мандариновая плантация)- бимодальный тип гумусового профиля, а в желтоземе - аккумулятивный неполноразвитый. Гумусовые профили красных ферраллитных почв имеют более низкое содержание гумуса в верхних горизонтах (2.3-3.1$) с постепенным уменьшением его вниз по профилю. По запасам гумуса в метровом слое изучаемые почвы характеризуются средним уровнем гумусиро-ванности, а краснозем окультуренный-под чайной плантацией -высоким. ■ ■ .

5. Преобладающая часть гуцуса (63$) в красноземах с кислой реакцией представлена сложными соединения«! .прочно связанными

с минеральной частью; в красноземах с нейтральной реакцией доля этих веществ мала (15$). 1Умусовые вещества красных фзр-раллитных почв характеризуются более высокой подвижностью. Содержание гуминовых кислот в составе гумуса низкое (0.25-0.£6$С от массы почв). Минимальная их доля - 8-13$ -характерна для кислых красноземов, а максимальная - для краснозема с нейтральной реакцией (29$) и красных ферраллитных пота (27?). Преобладающая часть извлекает«« гумусовых веществ представлена фульво-кислотами. Тип гумуса во всех изучаемых почвах Ф/лычат.чый (Сгк : С^ = 0.2-0.4).

6. Среди фракций гумииспых кислот преобладает фракция I, на втором месте фракция 3. Содержание гуминовых кислот второй <1ра-кции крайне низкое.

7. Более разнообразен фракционный состав ф/льзпкислот. Кис-лоторастворпмые <1ульвскислоты в большем количестве содержатся в красноземе с нейтральной реакцией, а тajare в красной Фсррал-литной почве (цитрусовые) к желтоземе (0.15-0.3$ С). Крайне низкое их содержание в красноземах с кислой реакцией. Солочно-растзоримие фульвокислогы (фракция I) характерны для желтозема, красной форралдитной почвы (половые культуры) и краснозема (чайная плантация). В красноземе целинном и окультуренном (мандариновая плантация) их количество очень низкое, фракцией П более обогащены красные форраллитные почвы (0.35-0.48"- С) ,чем красноземы и келтозем (0.05-0.22$ С). Содержание третьей Фракции фульвокнелот достаточно высокое и менее изменчиво (0.30.45$ С).

8. Среди лабильных форм rjt.tfoop.ux веществ, количество водо-растЕоримых соединений во всех почвах мало ( 80 мг С на 100 г потшы). Содержание гумусовых веществ, извлекаема 0.1 М iíu4r2o? значительно выше (100-255 мг С на 100 г). При ото:.: максимальное их количество характерно для кислых-целинной и окультуренной красноземных почв. В окультуренном красноземе (мандариновая плантация) и красных ферраллитных постах содерганис данной фракции резко снижено. Количество гумусовых веществ, извлекаемых 0.1 н NaüH значительно мень::;е, чек предыдущей (84-211 мгС на 100 г).

Содержание гумусовых веществ .извлекаемых смесью 0.1н NaOii пП.1М Ка4Р2°7 значительно выше: в сильнокислых красноземных почвах -212-233 мг С на 100 г, в окультуренном краснозем-; (мандарипо-вая плантация) и жлтоземе - 80-125 мг С на 100 г.

9. Наибольшим суммарным выходом лабильного гумуса характеризуются кислые красноземные почвы (0.66-0,755 С к массе почв или 16.4-24 т С на I га. В остальных почвах общее содержание всех лабильных соединений руадуса заметно ниже (0.34-0.51 %), а запасы их - 10.6-16 т С на I га. Суммарная доля лабильных соединений в составе гуцуса колеблется от 18 до 395.

10. На основании данных элементного состава, степени окис-ленности, концентрации парамагнитных центров, оптической плотности (Д), коэффициентов экстанции (Е) и инфракрасных спектров, установлено, что гушновые кислоты краснозема легкосуглинистого состава (мандариновая плантация) и желтозема характеризуются большим набором алифатических структур в молекулах. Молекулы Ш краснозема тяжелосуглнпистого (чайная плантация)

и красных ферраллитных почв наоборот имеют значительно выраженную степень ароматизации.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

I. Содержание и запасы гумуса в субтропических почвах западной Грузии и красных ферраллитных почвах Гвинеи. В кн.: Гумус и азот в Нечерноземной зоне РФ. Санкт-Петербург-Пушин,

2. К характеристике гуминовых кислот субтропических почв западной Грузии и красных ферраллитных почв Гвинеи. В соавторстве . Там же.

1993.

Типография Йанкт-Пе тербургского Государственного аграрного университета, г.Цуикин, Комсомольская ул., 14