Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ГУМУС ЦЕЛИННЫХ И ОСВОЕННЫХ ПОЧВ КИРГИЗИИ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ГУМУС ЦЕЛИННЫХ И ОСВОЕННЫХ ПОЧВ КИРГИЗИИ"

ЛКДЦ ЕМИЯ НАУК КАЗАХСКОЙ ССР

лй Ученый совет институтов :ш БОТАНИКИ, МИКРОБИОЛОГИИ И ВИРУСОЛОГИИ;

-'- -'■■'. На правах рукописи ФРИЕВА Олеся Афанасьевна

ГУМУС ЦЕЛИННЫХ И ОСВОЕННЫХ почв

КИРГИЗИИ

Специальность 06.01: 03 — почвоведение

• Автореферат - диссертаций на соискание , ученой степени -кандидата сельскохозяйственных: наукг

АЛМА-АТА - 1975

. „.-. Диссертационная работа выполнена в-Киргизском научно-" исследовательском - институте', почвоведения/ Ииетитуте-сКир- ■ гизгипрозем» МСХ Киргизской ССР и Государственном'НИИ -' земельных ресурсов МСХ СССР. . - ■ - ■„

. Официальные оппоненты: доктор с.-х.' наук П. Г. Грабаров,-кзид.теолого-'минер.наук И. А. Ассннг.

Ведущее предприятие — Киргизский^ сельскохозяйственный* институт им. Г.. К. Скрябина Министерства сельского хозяйства: Киргизском ССР. . '. - • • • -

. Автореферат" разослан-«":'.^, ; - .-;, ... 1975 г.

' Защита/диссертааии!состоится «. ] (?: ,»1 . 1975 г.'-:,.

на заседании 'Объединенного Ученого .совета-институтов поч-' воведеияя; .ботаники; мииробиологии;й^вирусологии Академв)1>: наук Казахской ССР по:адрбсу:^г.;'Алма-Ата(; улГ Кирова,: ЮЗ;."-"С диссертацией -можно;ознакомиться-в научной библиотеке ' Академии наук Казахской:ССР. ■ .. '-■ Г т

Ученый секретарь Совета . : *. ,.. . . . II. 1>. Ахматулина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Широкая мелиорация земель, химизация и всесторонняя механизация являются долговременной программой интенсификации сельскохозяйственного производства. На практике это означает применение интенсивных методов воздействий на почвы с целью получения большого -количества высококачественных продуктов питания с единицы используемой 'в сельском хозяйстве земельной площади. При этом почвенное плодородие должно сохраняться и повышаться. Успешно решать задачу можно -располагая необходимыми сведениями о почвах и показателях почвенного плодородия.

Киргизия — республика гор ;н, естественно, исторические условия -обуславливают формирование в составе сельскохозяйственных угодий более 60 генетических типов и подтипов почв. Площадь, превышающая 1,3 млн, гектаров, используется ■под пахотные угодья, тогда как более 9 млн. гектаров из-за плхотонепригодиости — под естественные кормовые угодья. Более 900 тыс. гектаров поливной пашни.

Выращиваются ценные технические культуры — хлопчатник, сахарная свекла, лубяные, табак и др. Под зги .культуры вносятся высокие дозы минеральных удобрений (15—20 ц/га), применяются интенсивные способы обработки почв.

В высокогорных областях важно выявить пригодные для распашки земли с целью возделывания фуражных культур.

В связи с изложенным необходимо выполнять требования основ земельного законодательства Союза ССР и Союзных Республик, обязывающих землепользователей сохранять и повышать плодородие 'почв.

Сохранение гумусового слоя путем снятия и складирования его при производстве работ, вызывающих необходимость нарушения почвенного покрова (строительство газопроводов, промышленных предприятий, шахт и т. д.), признано обязательным государственным мероприятием.

Результаты исследований географических закономерностей в содержании и составе гумуса, его изменений под влиянием разных способов обработки земель, проведения мелиоративных мероприятий являются научной основой, обеспечивающей правильное решение проблемы сохранения и 'повышения почвенного плодородия.

Цель и новизна исследования

Фракционно-групповой состав гумуса почв Киргизии весьма разнообразен и недостаточно изучен. (Работы крупных ученых-почвоведов, исследовавших почвы республики (А, Н. Лебедев, С. С, Неуструев, Л. И. Прасолов, А. Н. Розанов и Др.), сведений о составе гумуса ке содержали. Отсутствуют эти данные также в публикациях послевоенного периода.

Первые сведения о составе гумуса почв Киргизии появились в литературе 60—70-х годов (В. Я. Бондарева, А. М. Ма-мытов, В, А. Макаренко, Г, И. Роиченко).

Результаты 'наших исследований, проведенных в период 1960—1967 гг., явились дополнением к ним, а по освоенным почвам получены впервые.

Кроме исследования географии состава гумуса почв, нами впервые проведено стационарное изучение сезонных изменений во фракционно-групловом составе гумуса почв под сельскохозяйственными культурами (кукурузой, сахарной свеклой, горохом и люцерной). Целью исследований было попытаться выя'огйть возможность направленного регулирования почвенного плодородия, исходя из закономерностей изменений фракций и групп гумусовых 'веществ -под различными сельскохозяйственными 'культурами.

Объект «следования

Объектом нашего исследования явился гумус наиболее распространенных почв Киргизии, Почвы формируются-в "самых различных природных зонах (от сухих субтропиков до холодных высокогорий).

Для проведения'анализов на состав гумуса отбирались образцы Т10 генетическим горизонтам почвенных разностей, ранее достаточно хорошо исследованных и нанесенных на мелкомасштабные лочвенные карты. Динамика общего углерода гумуса, его группового и фракционного состава под сельскохозяйственны мн культурами исследовалась на примере северного обыкновенного серозема. Систематические обработки н поливы создают наиболее благоприятные в сравнении с более гумусироиаиными, но менее обеспеченными теплом и влагой почвами условия аэрации'и влажности для деятельности мн-

2

кроорганнзмов, в результате чего выявляются более четкие изменения в составе почвенного гумуса.

Содержание и объем исследования

Руководством -для проведеннл исследований явились научные принципы докучаевското почвоведения н методология изучения гумуса, разработанная II. В. Тюриным и дополненная М. М, Кононовой. Сущность указанной методологии -состоит н том, что проблемы гумуса рассматриваются :в тесной взаимной связи -с гидротермнчсскимн условиями, характером растительного покрова, ферментативной деятельностью микроорганизмов, особенностями физико-химического состава почв.

В диссертационной работе систематизируются опубликованные о литературе и отчасти полученные самим автором материалы по указанным вопросам.

Установленные географические закономерности гумусооб-разоваии-я несколько отличаются от выявленных И. В. Тюриным для равнинной зоны СССР.

Провинциальность естествен но географических условии, вертикальная поясность (зональность) почв в решающей м-ере обуславливают содержание в почвах общих запасов гумуса, азота, величин отношения С к <М.

Эти показатели приводятся для основных типов почв вертикальных зон на высотах от 500 до 4000 -метров в пределам Южно-Киргизской, Се вер о-Киргизской и Цен траль но-Тяиь-Шаньской горных почвенных провинциях. Сопоставляются величины содержания -гумуса в почвах со средними эффективными (более 5°С) годовыми температурами и осадками продолжительностью вегетационного периода и урожайностью люцерны -и естественных трав -с целью выявления оптимальных условии гумусообразовання. Фракционно-групповон состав гумуса -почв ■рассмотрен по почвенным провинциям. Уделяете« внимание гумусу почв, используемых в земледелии.

Установлено относительное накопление гумнновых кислот -л окультуренных почвах.

Состав гумуса горно-лесных почв под еловыми лесами отличается преобладанием гуминовых кислот в нижней части гумусового профиля. В дискуссиях о генезисе -указанных почв это является фактом, подтверждающим высказанную С. В. Зонном (1962) мысль о том, что .лесные почвы Тянь-Шаня не что шюе, как видоизмененные .лесом зональные темно-каштановые черноземы'и горно-луговые черпоземовидные почвы, 'на которых в силу своих биологических особенностей поселяется ель Шренка. . . :

Проведены определения оптической плотности гумусовых веществ изучаемых почв. Установлены более низкие значения

оптической плотности гумусовых веществ для горных, чем для предгорно-равнинных почв. Содержание гумуса и его состав подвержены изменениям при окультуривании почв н связано с агротехническим» и мелиоративными мероприятиями и др. Нами исследованы изменения группового п фракционного состава гумуса серозема северного обыкновенного при:

1. Повторной культуре а течение двух лет на контрольных делянках отдельно под кукурузой и сахарной свеклой.

2. Чередовании культур: многолетние травы — кукуруза — горох — сахарная свекла.

Отбор образной производился с одних и тех же мест по сезонам— весной '{25—29 апреля), летом (25—29 июля) и осенью (25—20 сентября). Анализам подвергались приготовленный из пяти индивидуальных смешанные образцы отдельно из глубины 0—25 и 25—50 см па фракционно-групповой состав гумуса. В каждом случае анализы дублировались: одни считались основными, а вторые — контрольными. Сопоставление результатов анализов малогумусных и более гумуеированных почвенных разностей осуществлено путем проведения исследований гумуса сероземно-луговых почв, занятых производственными посевами .кукурузы в колхозе им. Ленина Аламединско-го района.

В отобранных образцах определялись подвижные азот, фосфор и калий с целью изучения их динамики в почвах.

Методика и условия выполнения исследований

Фракцпопно-грунповон состав гумуса исследовался по методике М. М, -Кононовой (1961) преимущественно целинных почв и И. В. Тюрина в модификации В. В, Пономаревой (1957)—окультуренных почвенных разностей. Данные по составу гумуса, получаемые с применением метода Кононовой-Бельчнковой -и по сокращенной схеме И. В, Тюрина, вполне сопоставимы (В, А. Барановская, 1966; В. В, Пономарева, Т. II. Плотникова, 1972).

Оптическая плотность гумусовых веществ определялась по методике, практикуемой к лаборатории биохимии почв Центрального музеи почвоведения им. -В. В. Докучаева (В. В. Пономарева,Т. Н. Николаева, 1961); валовой азот по Кьельдалю, подвижный — отгонкой в виде фосфор но Мачнпшу, калий в углеаммоннй-пой -вытяжке с помощью пламенного фотометра, карбонаты — калышметром. Запасы гумуса подсчитаны по объемному весу почвы.

Исследования изменений состава гумуса с применением .методики И. В. Тюрина в модификации В. В, Пономаревой (1957) в образцах почв, отбираемых на полях опытно-экспериментального хозяйства Киргизского научио-исследователь-

ского института земледелия, расположенных па предгорной полого-покатой 'равнине 'в 1,5 км к юго-западу от Центральной усадьбы.

Производился осмотр полей и намечались точки взятия образцов на площадках размером 10x25 м. В первый год наблюдении были отобраны по 20 индивидуальных образцов, в которых проведено определение содержания гумуса но общепринятой .методике И, В, Тюрина, двукратно з параллельных пробах.

Полученные результаты обработаны методом вариационной статистики (:В. С. Номчшюв, 1945) и установлена пестрота в распределении гумуса на делянках. Рассчитано количество почвенных проб, необходимых для составления среднего смешанного образца, анализ которого давал бы достоверные данные о содержании ц составе гумуса почвах.

Образцы отбирались на контрольных делянках, ига которых удобрения не вносились. Прием взятия почвенных проб для подготовки смешанного образца — «конвертик», т. е. отбор пяти индивидуальных 'проб из точек, расположенных по углам тг середине намеченной площадки.

Практическая ценность работы

Заключается в том, что установленные нашими исследова-НИЯЛП1 географические закономерности содержания и состава гумуса основных почв Киргизии представляют возможность уточнения их генетической типологии, а следовательно, более обоснованного подхода к разработке мероприятий по рациональному использованию почв, проведению учета качества земель по почвенному покрову н бонитировке почо, которые являются составной частью Государственного земельного кадастра. Наиболее важным показателем для бонитет ной оценки почв большинством почвоведов принимаются запасы гумуса. Однако при сопоставлении разных почв по величинам содержания и запасов гумуса до сих пор не принималась во внимание природа самих гумусовых веществ. Это приводит к неправильным выводам при установления почвенных баллов бонитета, Особенно это ясно проявляется в условиях, когда землепользования хозяйств расположены по нескольким почвенно-клнматнческим зонам, что характерно для хозяйств горных районов н, в частности, Киргизии. Введение в землеоценочные показатели данных по составу гумуса позволит более точно вести земельный кадастр, обеспечивая требования Основ земельного законодательства.

Сведения о запасах гумуса в почвах послужат правильному решению важной для республики задачи — текущих н пер-

спективных планов использования земельных ресурсов. Они также являются основным критерием мощности снимаемого слоя почвы при строительстве, возможности изъятия земель дли несельскохозяйственных нужд, возмещения потерь, связанных с отводами сельскохозяйственных угодий под промышленное и другое строительство, проведения рекультивации земель.

Результаты изучения изменений в составе гумуса показали, ч го и условиях полива при нигтенсивном использовании земель под нронашнцмп культурами в условиях Киргизии систему севооборотов необходимо строить с участием многолетних трав (люцерны) и ранее прожшшаи распашка н исключение трав из севооборота и пились мероприятием чэш-ибочным, В свою очередь, повторное возделывание пропашных культур уменьшает содержание общего углерода гумуса в почве, снижает её -плодородие.

Апробация и реализация результатов исследования

Результаты исследований изменений гумуса и его состава под культурами докладывались в 1965 году объединенному ученому совету институтов почвоведения, ботаники, микробиологии л вирусологии Академии наук Казахской ССР. На Всесоюзном совещании в г. Омске по проблемам мелиорации солонцовых земель в 1973 г. доложены результаты изучения гумуса содово-засолетшх почв. Данные о содержании и составе гумуса использованы при уточнении диагностики почв для крупномасштабных обследований -и составления почвенных карт колхозов и совхозов республики почвенной экспедицией Института «Кнргизгнпрозем».

Объем работы

Диссертационная работа изложена на 126 страницах машинописного текста, имеет 5 глав, 18 таблиц, 3 графика, 4 фото; в приложении 9 таблиц и 9 графиков. Библиография содержит 233 наименования, в том числе 11 — иностранных авторов,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ I. Природные условия Киргизии

Рассмотрены особенности растнтелыпости, климата, рельефа и почвенного покрова как основных факторов гумусообра-зованпя.

6

Растительность, представленная более чем двадцатью одним типом (эфемеровая, эфемероидная, пустынная, полупустынная, степная, кустарниковая, лесная по склонам гор, лрн-снеговая и приледниковая и др.).

Они образуют -следующие вертикальные растительные пояса; жарких предгорий, теплых предгорий, теплых высоких предгорий, средних гор, предгорий, -горных долин л котловин, субальпийский и альпийский.

Климат республики характеризуется резкими контрастами, связанными с различиями в гипсометрическом положении территории на абсолютных высотах от 500 до 7000 метров. Наиболее низменные районы характеризуются условиями сухих субтропиков (среднегодовая температура +12° + 13°С и 100— 400 мм годовых осадков), более высокие—¡типичным бореаль-пым климатом, тогда как 'В наиболее высоких зонах распространения почвенного покрова продолжительность залегания снежного покрова достигает 10 и более месяцев.

Рельеф сложен следующими типами: высокогорный, высокогорный и средмегориый, имеющий -переходные типы между верхними и нижними ярусами; высокогорный и среднегорнын с обширными денудационными участками; среднегорнын и низкогорный, занимающий нижние ярусы гор и хребтов, предгорный и адырный; межгорные ра'внинно-долинных пространств, развивающихся в тектонических синкланалях (Д. И. Исаев, 1964). Равнины в низких и среди ев ы сот пых впадинах удобны для ведения поливного земледелия, тогда как на горном рельефе сосредоточены обширные -пастбищные угодья и леса.

Почвы на территории республики формируются в соответствии с общими законами вертикальной природной зональности. Множество обособленных владип и котловин нарушают эти закономерности л являются причиной проявления двойной структуры в зональности почв (горизонтальной по основанию и вертикальной по бортам впадины). Сочетания климата, рельефа, растительности, почвообразующих пород обуславливают формирование более 60 генетических типов и подтипов почв, закономерно приуроченных к трем почвенным провинциям — Южно-Киргизской, Северо-Киргизской к Центрально-Тянь-Шаиьской,

II. Литературный обзор по почвенному гумусу

В обзоре показано развитие учения о географии гумусооб-разования от «Русского чернозема» В. В, Докучаева до учения И. В. Тюрина н от представления о гумусе как химии угля (Фишер, Шрадер и др.) до современного учения о гумусе — сложном комллексе органических веществ почвы, все составные части которого находятся в тесном взаимодействии друг

с другом н с минеральном частью почвы (М. М. Канонов;!. Л. А. Александрова, В. В. Пономарева н др.)- Дана характеристика современным направлениям в исследованиях гумуса, которые сводятся к следующему: дальнейшее углубление познаний о природе гумусовых веществ, участие их в структу-рообразовании и в пнтаннп растений. Вместе с тем многочисленные вопросы проблемы почвенного гумуса, имеющие важное теоретическое и практическое значение в литературе, не получили еще -достаточно полного отражения.

Определено место проведенных нами исследований в литературе по гумусу — закономерности гумусообразования в горной стране и изменения фракции гумуса под сельскохозяйственными культурами в рлз-ные периоды их роста и развития.

III. Методы исследования почвенного гумуса

В диссертации дается описание последовательности работы, проведенной автором по определению фракшюнно-группового состава гумуса по схемам, предложенным М. М. Кононовой (1961) и В. В. Пономарспой (1957). В дополнение к методике В. В. Пономаревой для .ыллиоа карбонатных почв применялся прием декальцированпя, разработанный в лаборатории биохимии почв Среднеазиатского ПИИ почвоведения (3. Б. Со-;штрннникова). В почве определялось содержание карбонатов, затем приливалось эквивалентное количество 5% IIC1 до прекращения -вскипания. Концентрация свободной ПС! доводилась до 0,1 и. Кальций и хлор сначала отмывались водой, подкисленной HCl, а затем подои, подкисленной H2SO4 до полного их удаления. Готовилась 0,1 11. NaOH вытяжка и далее анализ производился по принятой схеме.

Содержание-общего углерода гумуса н отдельных его фракции определялись по методике И, В. Тюрина.

IV. Географические закономерности в содержании и. составе гумуса почв Киргизии

Установленные И. В. Тюриным (1949) закономерности содержания и состава гумуса в почвах равнинных территории СССР несколько специфичны для условий Южной, Северной и Централыю-Тяпь-Шаньскон почвенных -провинции Киргизии, сущность кот-орых излагается 'ниже.

Общие запасы гумуса, азота и С : N в почвах

Наименьшие общие запасы гумуса в слог 0—50 см отмечены в почвах низких межгорпых впадин (сероземы светлые —

83—85 т/га, сероземы северные светлые 75—77 т/га) и высоких межгорных впадин (серо-бурые —36—37 т/га, светло-бурые — 75—80 т/га). Малое содержание гумуса в этих лочвах связано с контннеитальностью и сухостью климата. Наиболее высокие запасы гумуса отмечены в темно-коричневых (черио-корнчие-вых) почвах ореховых лесов (420—425 т/га) и тучных горных черноземах (300—320 т/га).

Сделанный И, В. Тюрнным (1937) вывод о том, что в почтах элювиального ряда (иначе зональных) накопление гумуса достигает максимальных размеров в мощных (тучных) черноземах, получило свое подтверждение также на примере почв систем «вертикальных зон.

Чернозем является тем почвенным типом к северу (в нашем случае аналог — вверх по склону) и к югу (аналог — шиз по склону), от которого запасы гумуса постепенно уменьшаются. Причем это уменьшение во втором случае более ярко выражено и происходит быстрее, чем вверх по склону. В то же время в Южно-Киргизской почвенной провинции место черноземов занимают горно-лесные черно-коричневые .почвы ореховых лесов, а в Центральном Тянь-Шане субальпийские черноземные почвы (280—285 т/га гумуса).

По запасам органического азота главные группы почв располагаются в следующем порядке: гумус почв, расположенные по абсолютной высоте ниже черноземов (каштановые, сероземы, светло-бурые и др.), относительно богаче органическим азотом, чем вышерасположениые по абсолютной высоте (лу-гово-степные, черноземовидные и др.). Наибольшее количество гумуса наблюдается при средних показателях осадков и температур, снижаясь как в почвах с повышенным режимом увлажнения и. низкими температурами, так и недостаточным увлажнением, высокими и низкими температурами. Исключением являются почвы «сазной» зоны (луговые, серозем но-луговые н др.), в которых 'накопление запасов гумуса и азота'в большей мере связано с региональными условиями формирования— уровнем залегания и степенью минерализации грунтовых вод.

Величины отношения С : N в рассматриваемых лочвах колеблются от 3,4—4,5 (серо-бурые, светло-бурые) до 7—12, а в некоторых случаях до 17(горно-лесные под еловыми лесами).

Почвы пустынь, полупустынь и сухих степей характеризуются узкой величиной С: N. а наиболее влажных районов (чернозем, темно-каштановые, черно-бурые и др.) широким значением этого отношения (9—16). Высокие числовые показатели отношения углерода гумуса к азоту свойственны почвам, в которых минерализация перегноя медленная, а низкие и средине — интенсивная.

Характерные физико-химические свойства, групповой и фракционный состав гумуса почв Киргизии

Наиболее полно изучено влияние на почвенный гумус кальция, ■натрия, реакции почвенного раствора механического и минералогического состава. Действие кальция положительно на разложение свежих растительных остатков и сохранение гумусовых 'веществ. Натрий, наоборот, повышает интенсивность разложения гумуса. 'При низких значениях рН происходит гидролиз гумусовых веществ (И, В. Тюрин, 1957, М, М, Кононова, 1963).

В диссертационной работе приводятся основные морфоге-нетическне и физико-химические характеристики почв в связи с составом гумуса.

Почвы Южно-Кнргизском почвенной провинции

Сероземы светлые имеют Л + В 30—35 см, содержание гумуса — 0,9—1,5%, С02 карбонатов — 5—7%, рН — 7,2—8,5.

Сероземы типичные А-1-В — 45—55 см, содержание гумуса 2—2,5%, максимум С02 -10—11% на глубине 40—60 см, рН—7,5—8.

Сероземы темные Л + 15 — 60—70 см, содержание гумуса 2,5—5%, максимум С02—10—'12%, на глубине 50—75 см, рН—8,6—9.

Горные-коричневые. Карбонатные: 4—6% гумуса, 0,5—2% СОа, рН—7, 5—8, оглниеппость профиля; типичные: 6—8% гумуса, выщелочснность карбонатов в А+1В, рН—7—7,5; теммые: 9—'10% гумуса, выщелоченность карбонатов, рН—6,5—7,5.

Высокогорные каштановидные А-нВ—40—50 см, содержание гумуса 3—4%, выщелочснность карбонатов в А + В, рН—6,5—7,0.

Групповой и фракционный состав гумуса почв Южно-Киргизской почвенной провинции

В составе гумуса светлых и типичных сероземов преобладают фульвокислоты {35—41%), величины СГ1(: равны 0,5—0,8; окультуренные сероземы отличаются относительно более высоким ■ содержанием гумшюпих кислот в гумусс (С|-,(: С,)К ='! —'1,3).

'Преобладающими во фракциях являются гумшюиые кислоты, связанные с кальцием, а среди фульвокнелот — с кальцием и полуторпымп окислами Г^Оз-

Показатель оптической плотности «Коп» гуминовых кислот в светлых сероземах 16—18, в типичных— 14—17.

Состав гумуса темных сероземов отличается преобладанием суммы гуминовых кислот над фульвоки слота ми (37,6 и 24,6 к общему С) и отношением их, равным более единицы (1,3— 1,6). Группа высокогорных почв (субальпийские лугово-степ-ные, субальпийские луговые, альпийские луговые дерновые, каштановидные) характеризуются высоким нерастворимым остатком в составе гумуса (52—80% п более). Это так называемые гумины, природа которых еще не выяснена.

В горно-лесных почвах (бурых и черно-бурых) ц горизонтах наибольшего сосредоточения корневых систем древесной растительности гуминовых кислот больше, чем фульвокнелот, и лишь во втором полуметре преобладают фульвокислоты. Между тем в материалах о бурых лесных почвах (С. В. Зоии, 1950; Е. В. Рубилин, 1956 и др.) отмечается превышение фуль-.вок'ислот в составе гумуса над гумнновымн кислотами но всему гумусовому профилю.

Сопоставляя содержание и состав гумуса сероземов гога Киргизии и других районов Средней Азии (Узбекская ССР — Н. Т. Муравьева, 3. Б. Селнтринникова, 1965; Таджикская ССР —Н. Н. Иловайская, 1959, 1960; Казахская ССР — И. А. Ассннг, 1960) находим -их сходство, заключающееся в наибольшей гумуснрованностн и обогащенностн гумтшовымп кислотами темных сероземов; наименьшее содержание гумуса и в его составе гуминовых кислот — в светлых сероземах.

Почвы Северо-Киргизской почвенной провинции

Сероземы северные светлые А + В—30—45 см, содержание гумуса 0,8—1,6%, С02 карбонатов —3—4%, рН—7,5—8.

Сероземы северные обыкновенные А + В—50—70 см, содержание гумуса — 1,2—2,3%, С02 карбонатов — 0,5—2%. рН — 8—8,5.

Светло-каштановые А+В—60—70 см, содержание гумуса 2—3,5%, С02 карбонатов —0,5—1,5%, рН — 7—7,5.

Темно-каштановые А-ЬВ—80—85 см, содержание гумуса 3,5—5%, СОг карбонатов чаще отсутствуют, рИ — 6,8—7,2.

Черноземы типичные А + В — 80—90 см, содержание гумуса 5—8%, карбонаты выщелочены или содержатся незначительно, рН—6,8—7,1.

Выделяются горные аналоги светло-каштановых, каштановых, темно-каштановых п черноземных почв, а также горнолесные, горнолуговые субальпийские, лугово-степпые и луговые альпийские почвы. В предгорной «сазовой» зоиге лугово-■ссроземпые, сс роз емн о-луговые, луговые (светлые и темные) почвы, которые отличаются кар бон атн остью (до 10% С02 и более), содержат гумуса от 1,5% (лугово-сероземные) до 8% (темно-луговые почвы) при мощности А+В от 50 до 90 см зачастую засолены и солонцеваты: рН—7,5.

Групповой и фракционный состав гумуса почв Северо-Киргизской почвенной провинции

В литературе о почвах 'Север-ной .Киргизии (А. И. Прасолов, 1908; С. С. Неусгруев, 1908; П. Л, Лебедев, 1916: А. Н. Розанов, 1936, 1938, 1959; А. Л. Кнльчевский, 1959, М. С, Курбатов, 1949, 1955, Ф. А. Попов, 1948 и др.) состав гумуса не освещается.

Полученные нами результаты в .некоторой степени восполняют этот пробел (О, А. Фриева, 1963, 1965, 1973, 1974).

В гумусе сероземов северных обыкновенных в максимуме бурые ульмнновые кислоты (9—11%). В горизонте В преобладают собственно гуминовые кислоты {фракций, связанных с Са,— II—27%). Сероземы северные светлые в гумиповой части содержат преимущественно фракции, связанные с кальцием (15,8—18,6%). 'Величина отношения углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот в сероземах северных обыкновенных и светлых меньше единицы (0,5—0,9), что свидетельствует о фульватном характере их гумуса. Для светло-каштановых почв получены другие значения этих показателей (СГ|( — 33,1—43%, СФк—34,5—27,5% и Сг, : Сф-( — 1,0—1,5). В них преобладают гумпновые кислоты, причем наибольший процент их представлен фракцией, ■связанной с кальцием.

Состав гумуса аналогичных почв Таласской долины в описываемой лровииции отличается более высоким содержанием нерастворимого остатка (44—58%), Оптическая плотность гуминовых кислот в этих почвах невысокая (4,5—6,6 до 10), что характерно для почв генетически относительно молодых (М. М, Кононова, 1963). В темно-каштановых почвах сумма гумшювых кислот в горизонте 0—10 см составляет 47—49%, а величина С,к :С,|„( равна 2,2—2,3, постепенно падая до 0,8 на глубине 60—80 см.

В черноземах, содержащих 16,9% гумуса в горизонте 0— 10 см, по данным Д. Я. /Михайлова и Т. С. Козловой (1961), выявлено 12,5% гуминовых кислот и 7,16% фульвокислот (С,-к:Сф,; — 1,74). В почвах под субальпийскими лугам>и в условиях устойчивого увлажнения и более низких температурах воздуха господствуют процессы гидролитического распада н условия для образования гум-ииовых кислот сильно ухудшаются. Накопление их сокращается и преобладающей группой отановятся фульвокислоты. В почвах под лесом на глубинах 30—60 см отмечено 'Преобладание гуминовых кислот над фуль-вокнелотами, тогда как в поверхностных горизонтах вел и чин и С,* :С,)1К от 0,71 до 1,0. Приведенные в диссертации данные но составу гумуса светло-бурых лесных, бурых лесных выщелоченных, горно-чергноземно-лесных ¡почв под еловыми лесами подтверждают <мьгсль, выоказаинуга С. В. Зонном (1962) о том, 12

что лесные почвы Тянь-Шаня, видоизмененные лесом, зональные |тем:но-,каштановые, черноземы и горно-луговые черноземные почвы, яа которых поселяется ель Шрелка.

В подгорных районах Северо-Киргизской почвенной провинции формируются лутово-сероземные, ссроземно-луговые и луговые почвы. Они являются основным земельным фондом республики для производства товарной сахарной свеклы.

Состав гумуса этих почв остается малоизученным. Данные наших исследований показали содержание в гумусе серозсм-по-луговых почв 30,5% углерода гумшювых кислот и 24,2% фульвокнелот и СгК : С1,3. В лугово-сероземных почвах соответственно 23,4%, 25,1 % и 0,9. Оптическая плотность гуменовых кислот лугово-сероземных почв 7.2—7,8. а серозсм-ио-луговых—18—20. В ряду гидроморфных почв последние ближе стоят к луговым и болотно-луговым почвам. Таким образом, ттолугидроморфные почвы (серозем н о-л у говые и лугово-сероземные) обширных «карасуч-иых» радогин в составе гумуса отражают особенности почвообразования. Более гндроморф-ные сероземио-луговые разности по величине отношения С П( и СфК отличаются от лугово-сероземных, в которых оно меньше единицы. При остепиении накапливаются фульвокислоты.

Вместе -с тем необходимо учитывать влияние агромелиоративных приемов на гумус рассматриваемых почв.

Проведенные исследования (О. Л, Фриева, 1973) показали изменения в гуматнон части солоно-засоленных серозешт-лу-говых почв в результате применения промывок на фоне дренажа. Величина отношения углерода гуминовых кислот к углероду фульвокпелегт в горизонте 10—30 см резко возросла от 0,84 до 2,85, тогда как в слое 0—10 см она осталась на том же уровне (1,37 до промывки н 1,36 после проведения промывок), что, по-видимому, связано с 'Перемещением легкоиодвнжных фульвокислот 'И гуматов натрия.

Почвы Централен о-Тянь-Шаньской почвенной провинции

Горные серо-бурые пустынные каменистые. А 4-В— 30—

35 см. Содержание гумуса 0,6—1% СОг карбонатов концентрируются в верхних слоях — 3—5%, пикированные, рН—8—9.

Горные светло-бурые пустынно-степные. Л + В—35—45 см, содержание гумуса 1 — 1,8%, СОг карбонатов — 5—10%, рН — 8—9.

Горные светло-каштановые. Л-1-В—30—45 см, содержание гумуса 2—4%, С02 карбонатов — 2—3,5%, рН—7,8—8,5.

Горно-тсмно-каштановые А + В—50—70 см, содержание гумуса — 4,5—6,0%, С02 карбонатов 1—2%, рН—7,6—8.

Горные черноземы. Л + В—50—100 см, содержание гумуса 6,0—12%, СОг карбонатов в гумусовом горизонте отсутствует, рН—6.5—7,0.

Горные лесные темноцветные. А+В—50—70 см, содержание гумуса 8—12%, СОг карбонатов чаще отсутствуют, нет признаков оподзолнвания, рН—6,7—7,5.

Субальпийские лугово-степные. А+'В—40—60 см, содержание гумуса 4—10%, С02 карбонатов 6—10%, рН—7,8—8,5.

Субальпийские луговые. А + В 20—30 см, содержание гумуса 8—12%, СОг карбонатов в гумусовом горизонте чаще отсутствует, рН—6,5—7,5.

Альпийские луговсстсппые. А+В—15—20 см, содержание гумуса 7—10%, СО? карбонатов в гумусовом горизонте отсутствует, рН—6,5—7,0,

Альпийские луговые. А + В—15—20 см, содержание гумуса 0—20%, СОг карбонатов выщелочены или до 1,5%, рН—6,5— 8,5.

Высокогорные каштановидные. А + В—35—45 см, содержание гумуса 2—4%, С02 карбонатов 7—10%, рН—7,8—8,9.

Групповой н фракционный состав гумуса почв Центрально-Тянь-Шаньской почвенной провинции

Почвы межгорпых впадин по групповому составу гумуса аналогичны почвам широтных зон страны, отличаясь от «них специфическими признаками, присущими для состава гумуса горных почв с более упрощенным сложением гумусовых кислот. Даже в таких высокогумусных почвах, как горно-долинные черноземы и темно-каштановые почвы, отмечается высокий процент содержания фульвокнелот (17,16% и 16,07%).

В серо-бурых пустынных каменистых почвах преобладает фульеокислотная часть гумуса (Сге: С ,!1К =0,8), При относительно невысоком его содержании (11,90%) - Светло-бурые почвы в гумусе содержать 1,5 раза больше фульвокнелот, чем серо-бурые и соответственно величина отношения углерода гуминовых 'кислот к углероду фульвокнелот сужается до 0,5—0,6,

В гумусе светло-каштановых почв сумма гуминовых кислот 16—18% и фульвокнелот 18—20%.

В темно-каштановых почвах отмечается увеличение первой фракции гуминовых кислот (до 14—15%) по сравнению со светло-каштановыми и каштановидными почвами, где содержание этой фракции 13—14 %.

Таким образом, почвы Центрального Тянь-Шаня отличаются от почв равнинных зон высоким содержанием 'в составе гумуса упрощенных гуминовых кислот (типа фульвокнелот),

В связи с этим величины С,* : С(|11( в различных типах почз Тянь-Шаня близки к единице, по намечается общая тенденция к преобладанию фульвокнелот над гуминовыми кислотами (серо-бурые, светло-бурые, светло-каштановые, лесные почвы ело-

вых лесов и др.) - Не являются исключением высокогорные лу-гово-степные почвы, содержащие в гумусе 21,50% гу-.шшоаых кислот л 22,06% фульвокислот с величиной отношения первых ко вторым в горизонте 0—20 см—0,9 и '20 — 35 см — 0,4. Высокогорные субальпийские и альшшекпо луговые почвы высоко* гумуоны (13—15%) н сильно обогащены полуразлощнвшпмп-ся растительными остатками, чрезвычайно затрудняющими исследование состава гумуса.

Динамичность и разнообразие гндроюрмшкчжпх условий даже -в пределах отдельно нзятон межгорной долины являются 'причиной большого генетического разнообразия почв п состава их гумуса.

V. ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ И СОСТАВА ГУМУСА

ПОД СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫМИ КУЛЬТУРАМИ

В .главе приводятся результаты стан нон арного изучения изменений содержания и состава гумуса в почве при повторной культуре кукурузы и сахарной свеклы и чередовании культур— травы — кукуруза — горох — сахарная свекла, на полях опытно-экспериментального хозяйства Киргизского научно-исследовательского института земледелия.

Результаты исследований показали, что характер изменений групп и фракций гумуса зачастую не превышает сотые или тысячные доли процента от содержания общего углерода в навеске почвы, т. е. не превышает ошибки опыта. Вместе с тем из приведенных в диссертации данных видна тенденция наибольших измененнй во фракциях гумштовых кислот, связанных с (предположительно Рег03); во всех фракциях фульвокислот, под повторными 'посевами культур, при одновременном снижении содержания в лочве общего углерода.

Изучение динамики подвижных форм азота, фосфора н калия показывают низкий и средний уровни азотного и фосфорного питания и высокий — калийного: 0,3—1,6; Ра05 — следы — 2,0 и КгО—11,6—27, 7 мг на 100 г почвы.

В ы ВОДы

Лол ученные материалы исследований дают основание сделать следующие выводы:

I, Состояние органической части почв Киргизии обуславливается не одним каким-либо фактором, а сложным сочетанием и взаимодействием их в вертикальных почвенно-клнма-тичеешх зонах (поясах). Направление процессов гумусообра-зования, количество н состав перегноя н природа гумуса тесно связаны с гидротермнчеюкнм.н условиями, природой нсточтн-

ков гумусовых веществ, физико-химическими и др. свойствами почв, л также с сельскохозяйственным использованием земель.

Важными критериями характера 'взаимосвязи между условиями почвообразования и состоянием органической части почвы, наряду с общим содержанием гумуса, являются различия в содержании групп гуминовых и фульвокислот н в величинах нх соотношения. Использованные для сравнительно-географического изучения группового состава гумуса почв методика М. М. Кононовой —П. П. Еельчнковой и И. В. Тюрина а модификации В. В. Пономаревой позволили достаточно четко отобразить содержание и состав почвенного гумуса в различных почленно-климатических провинциях Киргизской ССР,

2. В ряду почв от предгорных пустьишых сероземов и почв сыртовых нагорий до горных черноземов, темно-бурых и темно-коричневых почв содержание в почве гумуса возрастает ог 1,1—2,5% до 10,3—19,0%. Светло-каштановые, каштановые, темно-каштановые и др. почвы горных склонов по содержанию гумуса занимают промежуточное положение между сероземами и горными черноземновидными почвами. Максимальное накопление гумуса в черноземах, как и в условиях горизонтальной зональности, характерно для условий вертикальной зональности (поясности распространения почв. Однако провинциальные природно-климатические особенности почвообразования обусловили содержание наибольших валовых запасов гумуса в черно-коричневых почвах Южно-Киргизской и субальпийских черноземовидных почвах Централ ьно-Тяпь-Шаньской почвенной провинции.

3. По содержанию и запасам азота главные группы почв Киргизии располагаются почти -в том же порядке, как и по содержанию и запасам гумуса,

В этом 'Наблюдается сходство вертикальных почвенных зон Киргизии с почвами горизонтальной зональности, где черноземы по запасам азота стоят на первом месте.

Исключение составляют гидроморфные почвы «еазовон» зоны—луговые, сероземио-луговые и др., в которых накопление гумуса и азота связано не с особенностями зонального положения, а определяется региональными условиями формирования, важнейшие из которых — уровень залегания >и степень минерализации грунтовых вод.

Содержание общего азота в почвах в отдельных случаях достигает 0,67—0,89, но большинство почв содержит его 0,1 — 0,3%, -в среднем 6—10% от количества гумуса.

Величина С : N также подвержена 'значительным колебаниям, -но для большинства почв характерно узкое значение этого отношения, что свидетельствует о богатстве гумуса азотом.

4, В условиях вертикальной почвенной зональности четко проявляется закономерность— чем больше запасы гумуса, тем выше в них содержание гуминовых кислот.

В группе гуминовых кислот большую долю составляет фракция, выделяемая однократной обработкой 0,] ЫаОН, что свидетельствует о подвижности гуминовых кислот.

Такими почвами являются: в Южно-Кнргнзской провинции— черно-бурые (коричневые) орехоплодовых лесов, в Се-неро-Киргизской—горные черноземы тучные, темно-каигга новые почвы, :в Цеитрально-Тянь-Шаньской — горные черноземы, а во-внутренних, более высокогорных — чорноэе-мовндныо почвы.

5. В составе гумуса исследованных почв величины соотношений гуминовых .кислот и фульвокислот в географическом аспекте обнаруживаются в довольно широких пределах.

Наибольшее отношение гуминовых кислот к фуль во кислотам (Сгк:СфК = 1—2) отмечается у высокогумусовых авто-морфдых -и полугндроморфных почв (каштановых, черноземах, сероземно-луговых и Др.)» наименьшее (С1К :Сф,(=0,5—1) у почв пустынных (серо-бурых) и пустынно-степных (сероземах, светло-бурых), а также у высокогорных субальпийских и альпийских почв.

По мере перехода от горных черноземов к горно-луговым почвам и, с другой стороны, к сероземам и светло-бурым почвам, отношение между гуминовымн кислотами и фульво-кнслотами сдвигается в сторону преобладания фульвокислот.

При этом показатель оптической плотности (К«он») гуминовых кислот характеризует наибольшую коидепснроваиность их в черноземовидных почвах (20—25) и наименьшую — субальпийских, альпийских и лугово-степиых почвах (менее 10). Низкие показатели оптической плотности являются свидетельством молодости этих почв в генетическом -отношении н где гумиповые кислоты имеют низкую степень конденсации ароматического ядра,

0, Применение методики изучения фракипонно-группового состава гумуса почв И. В, Тюрина в модификации В, В. Пономаревой для цели стационарного исследования динамики состава гумуса под культурами кукурузы л сахарной свеклы на орошаемых сероземах северных обыкновенных к более гумус-ных сероземно-луговых почвах часто давало разницу в получаемых цифровых данных о характере изменений фракций гумуса по сезонам года — весной, летом и осенью, равную сотым или тысячным долям процента от содержания общего углерода, т. е. не превышала ошибки опыта.

Наряду с этим проведенные исследования показали:

я) 'Повторный посев сахарной свеклы по сахарной свекле приводит к снижению общего углерода (гумуса) в сероземной почве. В самом гумусе снижается содержание нерастворимого остатка и повышается процент гуминовых н фульвокислот, связанных с R2O3.

б) Органическое вещество серозема северного обыкновенного и пахотном слое под кукурузой по пласту многолетних трив отличается количественно повышением «го содержания н к л чсстпе нпи преобладанием свободных гуминовых кислот. Под новторишм посевом кукурузы по кукурузе «несколько снижается содержание общего углерода почвы, но накапливаются свободные гумнновые кислоты.

в) При чередован ни культур — травы —кукуруза — горох— сахарная свекла увеличиваются в гумусе фракции гуминовых и фульвокислот, связанных с Са. Общее содержание гумуса при этом не повышается.

г) Под пропашными культурами на сероземах северных обыкновенных отмечается уменьшение нитратного азота по мере убывания содержания общего органического углерода. Уровень питания азотом и фосфором относится к низкому и среднему, что обуславливает необходимость применения органических, азотных, фосфорных минеральных удобрений.

# $ *

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Влияние культуры кукурузы на плодородие северных обыкновенных сероземов. Известия АН Киргизской ССР, вып. 2. 1963.

2. Фракционный состав гумуса под пропашными культурами на северных обыкновенных сероземах. Бюллетень Киргизского НИИЗ, вып. 7, 1963.

3. Гумус «сазовых» солонцеватых почв Чуйской долины. Повое в мелиорации солонцов. Тезисы докладов на Всесоюзном научно-техническом совещании, г. Омск, 1973.

4. Состав гумуса — важный показатель для оценки почв. Изучение, учет и оценка земель. Сборник научных трудов ГИЗРа № 5 ,1974.

5. Качественная характеристика сельскохозяйственных угодий но почвенному покрову в горных областях. Научные труды МИ ИЗ, вып. 69, 1974.

f

Объем VU n, л. Заказ 357. Тираж 200

Типография Московской с.-х. академии им. К. Л. Тимирязева 125008, Мос.кяа Л-8. Тимирязевская ул.,