Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Гумусовое состояние ферраллитных почв экосистем горного Вьетнама

ВАК РФ 03.02.13, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Гумусовое состояние ферраллитных почв экосистем горного Вьетнама"

На правах рукописи

Нгуен Ван Дык

ГУМУСОВОЕ СОСТОЯНИЕ ФЕРРАЛЛИТНЫХ ПОЧВ ЭКОСИСТЕМ ГОРНОГО ВЬЕТНАМА

Специальности: 03.02.13 - почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

з 1 окт т

Москва-2013

005536415

Работа выполнена на кафедре почвоведения, земледелия и земельного кадастра

Российского университета дружбы народов

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Ларешин Вячеслав Григорьевич

Официальные оппоненты: 1. Савич Виталий Игоревич - доктор

сельскохозяйственных наук, профессор кафедры почвоведения, геологии и ландшафтоведения РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева

2. Аканова Наталья Ивановна - доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории химической мелиорации почв Всероссийского научно -исследовательского института агрохимии имени Д.Н. Прянишникова (ВНИИА)

Ведущая организация: Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН

Защита диссертации состоится «18» ноября 2013 г. в 1600 часов на заседании диссертационного совета Д 220.043.02 при ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А.Тимирязева» по адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова, 15.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А.Тимирязева». Автореферат разослан «/|>.» октября 2013 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета С. Л. Игнатьева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

В настоящее времястало очевидным, что при разработке долгосрочной программы полевого и плантационого земледелия в тропической зоне недостаточно стали учитывать только природно - климатические и почвенные условия, но необходимо во главу деятельности ставить вопросы прогноза масштабов воздействия хозяйственной практики на природную среду. Достаточно отметить, что системы мероприятий по управлению, регулированию, сохранению, и повышению плодородия тропических почв оказываются эффективными только в том случае, если они опираются на теоретически обоснованные концепции.

Гумус дает важную информацию не только при решении проблем, связанных с сохранением, восстановлением и повышением плодородия почв, рекультивацией нарушенных антропогенным воздействием земель, но и при изучении эволюции почв, их устойчивости-изменчивости при изменении природной среды как естественным, так и антропогенным путем, при реконструкции типов и условий древнего почвообразования, палеоэкологических условий обитания древнего человека и многих других.

Гумус как продукт органо-минеральных взаимодействий в почвах является тем ее компонентом, который участвует в реализации почвами основных биосферных функций, в конечном итоге обусловливая устойчивость экосистем.

Вьетнам находится в муссоной, тропической зоне, 3/4 площади его расположены в горной местности. Поэтому природные условия Горного Вьетнама, имеющей сложную историю развития, отличающейся своеобразной орографией и распределением климата, накладывают существенное влияние на свойства почв и изменение состава гумуса — совокупности продуктов органо-минеральных реакций в пространстве.

Кроме того, такие свойства гумуса почв, как специфичность по отношению к характеристикам природной среды и сохранность во времени основных параметров соотношения и состава ее компонентов (т.е. ее сенсорность и рефлекторность) существенно расширили применимость этого почвенного компонента при решении вопросов, связанных с эволюцией природной среды и прогнозами ее развития в будущем. Этотребует не только всесторонних и сопоставимых сведений о составе гумуса, но и знаний количественных связей характеристик гумуса с экологическими условиями их формирования.

Цель работы

Основной целью диссертационного исследования являлось изучение гумусового состояния почв в различных типах ландшафтов горного края Вьетнама. Натурные и лабораторные исследования позволят обосновать и предложить модели защиты почв от ускоренной деградации, что будет способствовать повышению продуктивности растений и защите окружающей среды.

Задачи исследования:

1.Изучение географических закономерностей формирования органического вещества и его поступления в почвы различных ландшафтов.

2. Выявление главных особенностей превращения органического вещества и процессов гумусообразования в почвах различного генезиса и характера их использования.

Объекты и методы исследования:

1. Объекты исследований: различные типы ландшафтов южной центральной части Горного Вьетнама:

- Ландшафты природных саванн.

- Ландшафты первичных и вторичных лесов.

- Агроландшафты государственных и крестьянских хозяйств.

2. Методы исследования

* Полевые: полевые исследования включают:

- Рекогносцировка территории южной центральной части Горного Вьетнама.

- Выбор типичных ландшафтов.

- Детальное изучение природных и антропогенных факторов почвообразования.

- Установление индикаторов антропогенного прессинга на почвы различных ландшафтов.

- Изучение строения и морфологии почв.

- Отбор и коллекционирование образов почв для химического анализа.

- Определение плотности сложения почв.

* Лабораторные: лабораторные исследования включают:

- Определение содержания гумуса.

- Определение состава гумуса.

- Определение гранулометрического состава почв.

- Определение физико - химических свойств почв (рН, ЕКО...).

- Определение общей сорбционной поверхности мелкозёма почв.

Все исследования в полевых и лабораторных условиях осуществлялисяь в соответствии со стандартными методами, принятыми в международной практике.

Расчётно - графические работы:

1. Разработка прогностических моделей по оптимизации и экологической безопасности природопользования.

2. Фотографирование:

- Общего вида (понорама) ландшафта.

- Ключевых особенностей выбранного ландшафта (состояние растений, работа по уходу за растениями, уборка урожая итд...).

3. Сбор текущей информации по проблемам локального землепользования и земледелия посредством бесед с представителями органов управления и землепользователем.

Научная новизна и теоретическая значимость работы

Научная новизна и значимость полученных результатов анализа и обобщения определяются:

1. Установленнием и обоснованием географичесих закономерностей формирования гумусового состояния и элементов режима ашгатных, ферраллитных и других групп почв базальтовых плато Тайнгуен Вьетнама;

2. Установленнием и обоснованием фактов и концепций фитоценотической и агрономической деградаций аллитных, ферраллитных и ферритных почв, выраженных опосредованно через органическое вещество;

3. Разработкой концептуальных и прогностических сценариев и анализом феноменов нативной и антропогенной деградаций тропических почв, выраженных опосредованно через органическое вещество.

Результаты исследований ферраллитных почв различных природных зон Горного Вьетнама показали значительное варьирование соотношений стабильных и лабильных форм органических соединений в почвах лесных, саванновых и сельскохозяйственных ландшафтов. Интегрирование результатов хемодеструкционного фракционирования органического вещества позволяет в первом приближении выделить три основные разновидности результирующих процессов поступления и превращения органического вещества.

Для почв лесных ландшафтов органическое вещество характеризуется равновеликим содержанием стабильных и лабильных органических соединений. При этом доля трудно окисляемых веществ составляет 34-37%.

Для почв саванновых ландшафтов органическое вещество характеризуется также равновеликим содержанием стабильных форм (СФ) и

лабильных форм (ЛФ), но доля трудно окисляемых веществ достигает 57 -61%.

Такие соотношения СФ и ЛФ органического вещества в почвах лесных и саванновых ландшафтов мы рассматриваем как индикатор, характеризующий устойчивую и сбалансированную систему.

Для почв агроландшафтов органическое вещество характеризуется преобладанием трудно окисляемых веществ, которое устойчиво к внешним воздействиям, хотя и мало функционально по своей природе. Такое соотношение СФ и ЛФ, свидетельствующее о преобладании трудно окисляемых веществ (>70%), мы рассматриваем как индикатор устойчивой, но несбалансированной системы.

Преобладание легко разлагаемого органического вещества при доле стабильных форм меньше 28% от общего углерода характерно для почв с проявлением сезонного переувлажнения, сопровождающегося развитием восстановительных процессов.

Результаты анализа состояния гуминов ферраллитных почв кофейных плантаций плато Тайнгуен Вьетнама позволили предложить понятие «гумины гумуса» использовать в качестве интегрального показателя состояния почв, определяемого термином « экологической устойчивости почв» к внешним и антропогенным воздействиям.

Таким образом, проблема устойчивости гумусовых веществ и разработка адекватных критериев ее оценки является одним из приоритетных вопросов современной химии почв. Важно подчеркнуть, что трансформация мортмассы органических остатков в почвенном профиле, накопление и консервация углерода и азота в гумусовых веществах, с одной стороны, и разрушение и минерализация последних, с другой стороны, составляют важнейшие статьи баланса углерода в наземных экосистемах.

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались: на II Международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования РУДН: Инновационные процессы в АПК, РУДН, 2010г.; на Первой Международной межвузовской конференции «Современные методы аналитического контроля качества и безопасности продовольственного сырья и продуктов питания».М.:МГУТУим.К.Г.Разумовского, 2010г.; на III Международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования РУДН: Инновационные процессы в АПК, РУДН, 2011г.; на IV Международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых,

аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования РУДН: Инновационные процессы в АПК, РУДН, 2012г.; на V Международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов «Инновационные процессы в АПК», РУДН, 2013г.

Диссертационная работа апробирована на заседании кафедры почвоведения, земледелия и земельного кадастра аграрного факультета Российского университета дружбы народов и на кафедре почвоведения, геологии и ландшафтоведения факультета почвоведения, агрохимии и экологии РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева.

Публикации

По материалам диссертации опубликованы 6 статей, в том числе 1 статья в журнале из списка, рекомендованных ВАК РФ.

Автор благодарит за помощь в работе, советы и ценные замечания доктора биологических наук, професораЛарешина В.Г., преподавателей, сотрудников и аспирантов кафедры почвоведения, земледелия и земельного кадастра аграрного факультета Российского университета дружбы народов за ценные замечания и помощь при выполнении работы.

Объём и структура диссертации Работа состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методики исследования, результатов исследования, заключения и списка использованной литературы, приложения. Результаты исследования изложены в 4 главах. Работа изложена на 135страницах машинописного текста, содержит 27 таблици 13 рисунков. Список литературы включает170наименования на русском, английском, вьетнамском и французском языках.

Личный вклад автора

В диссертации обобщены и проанализированы материалы личных полевых рекогносцировочных и лабораторных работ в географической сети наблюдений в пределах территории базальтового плато Тайнгуен. В ходе рекогносцировочных работ были выбраны модельные ландшафты, обеспеченные определённой фактической научной информацией, полученной представителями национальных научных школ Вьетнама. В число значимых обобщений разрозненных данных были включены диссертационые исследования Фан КеЛок (1985), Чан Конг Tay (1987), Нгуен Динь Ки (1990), НгоТхиХонг Ван (1995), ЗыонгХоангБик (1999), Нгуен Ван Тхон (2002), НгуенСуан Хай (2003), содержащие научную информацию по различным проблемным вопросам природопользования. Анализ и оценка этой информации позволили значительно оптимизировать объём полевых работ и повысить точность прогнозов по устойчивости почв в экосистемах Вьетнама.

Дополнительно нами были изучены почвы на основании 73 заложенных глубоких разрезов и проанализированы типичные образцы почв в химических лабораториях по методам, принятым во Вьетнаме и РФ.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Гумусовое состояние почв экосистем различных природных зон (Аналитический обзор литературы по проблеме исследований) В диссертации представлен обзор более 170 опубликованных в печати работ, освещающих в различных объёмах вопросы, формирующих проблему познания природы и приёмов регулирования состояния органического вещества и гумуса в почвах различных природных зон. Особое внимание было уделено литературе по агрономической оценке гумусового состояния почв.

Как отмечает академик В. И. Кирюшин (1996), содержание и запасы органического вещества в почвах традиционно служат основными критериями оценки почвенного плодородия, а также рассматриваются и с точки зрения экологической устойчивости почв как компонента биосферы.

Как известно, органическое вещество разносторонне влияет на агрономические свойства и режимы почв. Циклические процессы синтеза и трансформации органического вещества в агросистеме лежат в основе биогеохимических круговоротов всех биофильных элементов, выполняя важнейшую роль в воспроизводстве свойств почв, лежащих в основе ее плодородия.

Органическое вещество почв в большой мере определяет пищевой режим почв, оказывая на него прямое влияние как источник элементов питания и косвенное, обусловленное действием его на физико - химические и водно -физические свойства почв ( Кирюшин В.И., Ганжара Н.Ф., Кауричев И.С., Орлов Д.С., Титлянова A.A., Фокин А.Д., 1993; Кирюшин В.И., 1996).

Органическое вещество в значительной мере определяет емкость поглощения катионов, обусловленную карбоксильными группами, а при щелочной реакции среды - дополнительноспиртными и фенольными группами. Большое значение имеет комплексообразующая способность органического вещества и образование агрономически ценной структуры почвы, увеличение влагоемкости.

Лабильные компоненты органического вещества почв непосредственно участвуют в питании сельскохозяйственных растений, формируют водопрочную структуру почвы, служат энергетическим материалом для микроорганизмов и проявляются в агрономическом отношении более отчетливо (Ганжара Н.Ф., 1988; Ганжара Н.Ф., Борисов Б.А., 1997; Ганжара Н.Ф., 2001; Кирюшин В.И., Ганжара Н.Ф., Кауричев И.С., Орлов Д.С.,

ТитляноваА.А., Фокин А.Д., 1993; Кирюшин В.И., 1996). В изложении академика Кирюшина В.И. (1996) к лабильным (легкоразлагаемым) формам органических веществ профессор Н.Ф.Ганжара (1988) относит неразложившиеся растительные остатки, органические вещества животного происхождения, объединяемые общим понятием - источники гумуса, а также промежуточные продукты их разложения - детрит. Время практически полного разложения лабильных форм органических веществ исчисляется днями, месяцами и годами, стабильной части -десятками, сотнями и даже тысячами лет. Дефицит лабильных форм органического вещества в почвах определяет состояние так называемой выпаханности, т.е. резкоеухудшение питательного режима и структурного состояния.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом диссертационного исследования были экосистемы Горного Вьетнама.

В работе основным объектом исследования являются почвы на плато Тайнгуен Вьетнама. Эти почвы относятся к типу красных ферраллитных почв, сформированных преимущественно на коре выветривания базальтов, особенно базальтов возраста СЬ~С>4- Базальты относятся к основным и средним магматическим породам.

Исследованию были подверхнутымногочисленные почвенные профили красных ферраллитных почв, расположенных на плато Тайнгуен.

Работа проводилась в соответствии с Государственной программой научных исследований условий выращивания и технического применения культур во Вьетнаме. Образцы почв, пород, растений отбирались в географической сети наблюдений,начиная с 1986 года по настоящее время.

Методы исследования

Отбор образцов почв, пород, растений на изучаемой территории проводился при полевых обследованиях. В лабораториях выполнены анализы образцов почв, пород, растений. В полевых условиях сопряженно изучали строение, свойства почв и условия почвообразования (А.А.Роде, 1971). Применены принципы комплексного изучения агроценозов, разработанные для условий тропиков (Л.Л. Шишов, 1975)[129], [130], [131], [132], [133]. Почвенные образцы анализировались в лабораториях Агрономического факультета Хюэского университета и в лаборатории кафедры Почвоведения, земледелия и земельного кадастра Аграрного факультета Российского университета дружбы народов.

Гранулометрический состав определялся по Качинскому, минералогический состав рентгендифрактометрическим и термическим методами. Валовой химический состав почв выполнен на

рентгенофлюоресцентном анализаторе. Общеесодержание гумуса определено по методу И.В. Тюрина (1951), состав гумуса - методом М.М. Кононовой и Н.П. Бельковой, групповой и фракционный состав - в модификации В.В. Пономарёвой и Т.А. Плотниковой (1968). Общий азот определен по Кьельдалю, pH почвенных суспензий (1:2,5) потенциометрически. Обменная кислотность определена по A.B. Соколову, гидролитическая по Каппену, подвижный фосфор - по Кирсанову, обменный калий - по Масловой, обменныеСа, Mg - по Шелленбергу. Фракционный состав соединений железа в исследуемых почвах определен по прописи C.B. Зонна: аморфные формы -по Тамму, несиликатное железо - поМера - Джексону.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. ЭКОЛОГИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ И СОСТОЯНИЕ ЗЕМЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ ПЛАТО ТАЙНГУЕН ВЬЕТНАМА

1.1. Климат

Плато расположено в муссонной области тропического климатического пояса. Согласно Нгуен Дык Нгы (1985) климат плато складывается под влиянием северо - восточного с октября по апрель и юго - западного муссонов с мая по сентябрь. Годовой приход суммарной радиации здесь составляется 120 -140ккал/см2.

Годовые амплитуды температур невелики - разница между средними температурами самого холодного (январь) и самого теплого (июль) месяцев составляет всего 4 - 5°С. Средняя температура 20 - 24°С.

Среднегодовое количество осадков на плато колеблется от 1600 до 2800мм.

Большая часть осадков (более 90%) выпадает в летний период с мая по октябрь. Сухие сезоны приходятся на ноябрь - апрель.

Испаряемость колеблется от 600 до 1500мм. Самое высокое испарение наблюдалось в сухой сезон (март - апрель).

В дождливом сезоне среднее значение потери почвы достигает 150т/га (в том числе 6,75т гумуса, 0,18т азота, 0,135т фосфора и 0,165т калия). В сухой сезон энергия солнца минерализует органические вещества почвы в среднем до 5-7 кг/га сутки.

1.2. Материнские породы

Влияние материнских пород и коры выветривания на почвообразование связано в первую очередь с их гранулометрическим составом, определяющим трансформацию атмосферного увлажнения в водный режим почвенной толщи, пористо - трещиноватыми базальтовыми лавами. В дождливый сезон вследствие высоких водопроницаемости, порозности и аэрации, почвы развиваются в окислительной обстановке при интенсивном промывании и

нисходящей миграции веществ. Существенные различия в характере почвообразования и выветривания, строении профиля и составе новообразованных продуктов связана так же с минералогическим составом исходных пород.

Химический состав базальтовых отдельных блоков плато так же существенно различен, как пример, базальтовый блок Зилинь - Баолок очень богат А120з, но беден щелочами. Базальтовые покрытия на плато Буонматхуот, Плейку имеют особую структуру с мелкозернистыми частицами и богаты щелочами и железом, особенно это выражается на плато Дакнонг - Дакмин, Конханынг. Базальтовые покрытия имеют в своем составе много А1. Здесь встречаются боксит - латерит.

Современные почвы и коры выветривания базальтов распространены в центре плато Плейку, на юге плато Даклак и Дыктронг, а древние коры выветривания - на Конханынг, на юго - западеПлейку, на севере Буонматхуот и других небольших блоках плато.

1.3. Рельеф

Рельеф играет ведущую роль в перераспределении тепла и влаги, продуктов выветривания и почвообразования на земной поверхности, особенно в горных районах, где разнообразие пород исключительно велико (Добровольский В., 1984). С рельефом связано не только почвообразование, но и интенсивность эрозии и денудации.

Рельеф Тайнгуен, по Ле Дык Ан (1980), подразделяется на следующие формы:

- Денудационные участки плато с остатками холмов: с абсолютной отметкой > 1500м - Далат.

- Денудационное плато Зилинь, Конханынг, высота около 1000м.

- Древнее плато с интенсивным расчленением Конханынг, Дакнонг с абсолютными отметками 1000м.

- Молодое базальтовое плато с волнистым рельефом и остатками воронок вулканов (Плейку, Буонматхуот). Высота 500 - 800м.

1.4. Растительность

Естественная растительность плато представлена сомкнутым вечнозеленым лесом. Характер и состав растительного покрова отчетливо подтверждает влажно-тропический характер природы Тайнгуен(Фан КеЛок, 1985).

Растительный покров очень богат и разнообразен. По данным Фан КеЛок (1985), и др. на плато Тайнгуен встречается 223 семейства, включающие 3600 видов. В настоящее время, значительная площадь

базальтовых плато занята плантациями чая, кофе, гевеи, черного переца и других многолетних культур.

1.5. Гидрогеология

В настоящее время одной из актуальных проблем на плато Тайнгуен является орошение сельскохозяйственных культур в сухой сезон года. Гидрографическая сеть на территории густая, в частности, на плато Плейку средняя густата рек достигает 0,36 км/км2, на плато Буонматхуот - 0,25 км/км2, на блоке Дакнонг - 0,8 - 0,9 км/км2, на плато Баолок - 0,3 км/км2. Речные системы, впадающие в Восточно - Вьетнамское море не протяженные, но с бурным течением. Они дренируют восточные склоны Чыонгшонского хребта. Речные системы бассейна Меконг имеют преимущественно дождевое питание с летними паводками.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ФЕРРАЛЛИТНЫХ ПОЧВ НА ПЛАТО ТАЙНГУЕН

2.1. Гранулометрический состав ферраллитных почв плато Тайнгуен

В гранулометрическом составе исследуемых ферраллитных почв имеются общие черты и специфические особенности. Общим является тяжелый гранулометрический состав. Почвы содержат физической глины от 52,79 до 90,75%. На плато Буонматхуот почвы под лесом в среднем содержат 85 - 89% физической глины (Разр. Б1).

На плато Плейку содержание ила и физической глины увеличивается, соответственно, до 65 - 70%, 87 - 91%. На плато Дыктронг, Дакминь, Дакнонг содержание ила и глины ясно уменьшается соответственно до 40 - 45% и 50 -70% (раз.ЛЗ и Л11).

Все горизонты ферраллитных почв плато Тайнгуен являются средне-или тяжелоглинистыми, в тоже время почвы обладают благоприятными физическими свойствами: плотность (0,76 - 1, Юг/см3), пористость (55,06 -65,80%).

2.2. Фнзико - химические свойства ферраллитных почв на плато Тайнгуен

Результаты определения рНкаи рНщо ферраллитных почв в кофейных плантаций показали, что почвы в кофейных плантаций на плато Дакнонг имеют рНКСг= 4,2 - 4,9 и рНН2о = 4,6 - 5,4. На плато ПлейкурНкс:= 4,2 - 5,7 и рНШ0 = 4,7-5,9.

ЕКО в исследуемых почвах характеризуется очень низкими значением (5,79 - 13,08 мг — экв/100г почвы). Максимальные значения ЕКО в большинстве профилей обнаруживаются в пахотных горизонтах. ЕКО снижается с глубиной.

В верхних горизонтах почв плато Плейку ЕКО достигает 10,91 - 12,0мг-экв/ЮОг почвы, на плато Дакнонг ЕКО достигает 9,93 - 13,08мг-экв/100г почвы.

2.3. Химические свойства ферраллитных почв на плато Тайнгуен

Исследуемые почвы характеризуются высоким содержанием алюминия и железа. Высокое содержание оксидов алюминия и их равномерное распределение по профилю является характерной чертой химизма этихпочв. Содержание оксидов алюминия варьируется от 17,25 до 28,02 % в верхнем горизонте. Содержание валового железа колеблется от 17,02 % до 23,43 %.

По характеру валового химического состава, почва отнесена к железисто - аллюминево - кремниевым.

3. РЕЖИМ ГУМУСА ФЕРРАЛЛИТНЫХ ПОЧВ ЭКОСИСТЕМ НА ПЛАТО ТАЙНГУЕН ВЬЕТНАМА

3.1. Гумусовое состояние в почвах лесных ландшафтов Горного Вьетнама

Гумусовое состояние почв лесных ландшафтов Вьетнама на плато Конханынг, Дакмин - Дакнонг, Плейку, Баолок, Дыктронг, Буон-ма-тхуот в определенной степени выявляет функциональную связь с высотой местности над уровнем моря, таксономическими (типовыми) особенностями почв и состоянием (бонитетом) древостоя.

Общей географической закономерностью является высокое содержание гумуса, количественно варьирующее в пределах 4,8 - 13,0%. Минимальное содержание гумуса характерно почвам лесных ландшафтов относительно низких топографических отметок (-450 - 550 м). Содержание гумуса в почвах лесных ландгцафтов, расположенных на высоте 700 - 800м, варьирует в пределах 5,8 - 8,5%, достигая максимума (12 -13%) в почвах ландшафтов расположенных на высотах более 1000м над уровнем моря.

Лесные ландщафты плато БуонМаТхуот, имеющего высоту 550м над уровнем моря, формируются на красно - бурых ферраллитных почвах, содержание гумуса в которых в слое 0 - 10см превышает 6%. Радиальное распределение гумуса отстается весьма значительным во всей метровой толщи почв.

Лесные ландшафты плато Плейку, имеющего высоту 800м над уровнем моря, формируютсяна темно - красных ферраллитных почвах, характеризуются хорошо гумусированным профилем в пределах первого полуметра.

Коричнево - красные фераллитные почвы лесных ландшафтов плато Плейку, имеющего высоту 700м над уровнем моря, характеризуются

меньшим содержанием гумуса по слоям, а также глубиной его проникновения по профилю почвы.

Красно - коричневые ферритные почвы лесных ландшафтов плато Дакмин - Дакнонг имеющего высоту 1000м над уровнем моря, характеризуются высоким содержанием гумуса в мелкоземистой части профиля, мощность которой ограничивается на глубине 40 см конкрециями латерита.

Таблица 1

Гумус в почвах лесных экосистем Вьетнама [86]

Na разреза Географическое положение Тип ландшафта Положение ландшафта над уровнем моря Глубина взятия образцов почвы, см Сордержа-ние гумуса, % Сордержа-ние общего азота, %

Б1 БуонМаТхуо т 12,8°с.ш Лес на недеградированных красно -бурых ферраллитных почвах 550 0-10 20-30 60-70 120-130 6,25 4,64 1,58 Не опр. 0,32 0,19 0,15 Не опр.

га Плейку 14,0°с.ш. Лес на недеградированных темно -красных ферраллитных почвах 800 0-5 5-10 15-25 40-50 110-120 8.5 7.6 4.7 1.71 Не опр. 0,38 0,28 0,25 0,09 Не опр.

Л5 Дык Тронг 11,8°с.ш. Лес на недеградированной красно -коричневой ферритаой почве 1000 0-8 10-20 30-40 >40 9,05 4,20 2,54 конкретци и латерит 0,50 0,26 0,24

MI Дак Мин -ДакНонг 12,2 с.ш. Лес на недеградированной желто -красной аллитной почве 1000 0-5 8-18 26-36 >40 8,46 4,30 2,69 Боксит 0,47 0,24 0,24 Боксит

Л10 БаоЛок П,5°с.ш. Лес на недеградированной желто -коричневой аллитной почве 850 0-10 20-30 50-60 90-100 >100 9,8 3,80 1,17 Не опр. Бокситы 0,31 0,23 0,11 Не опр. Бокситы

Лесные ландшафты плато Дык Чонг, расположенные на высоте 950м над уровнем моря, сформированы на желто - коричневых ферритных почвах, на гумусовом состоянии которых сказывается наличие или отсутствие в профиле почв слоев латеритных конкреций. Очевиден факт, что наличие в профиле желто - коричневых ферритных почв латеритных конкреций обусловливает почти что двукратное уменьшение содержания гумуса в мелкоземистой части профиля.

Лесные ландшафты плато Дак Мин - ДакНонг, расположенных на высотах 800 - 1000м над уровнем моря, сформированы на желто - красных аллитных почвах, профиль которых на различной глубине от дневной поверхности подстилается отложениями бокситов. Содержание гумуса в субслояхмелкоземистой толщи почв весьма значительное, а радиальное распределение его не выявляет зависимости от глубины залегания бокситов.

Желто - коричневые аллитные почвы лесных ландшафтов плато БаоЛок, расположенного на высоте 850м над уровнем моря, по содержанию и радиальному распледелению гумуса не имеет принципиальных отличий от желто - коричневых ферритных почв лесных ландшафтов плато Дык Чонг, хотя содержание гумуса в них в среднем в верхнем слое профиля превышает последние почвы на 30 и более процентов.

3.2. Гумусовое состояние почв саванных ландшафтов Горного Вьетнама

Результаты определения содержания гумуса в почвах саванных ландшафтов (табл. 2) показали, что на плато Буонматхуот почвы под кустарником содержат гумуса в горизонте А 4,37%, а в почве с высокотравьем 3,06% (Разр. Б3, Б3).

На плато Плейку почвы под кустарниками содержат гумуса 3,12% и азота 0,23% в горизонте А, почвы под травянистой растительностью содержат гумуса в горизонте А 1,63% и азота 0,14%.

На плато Дакминь — Дакнонг почвы под кустарниками содержат гумуса 4,82% и азота 0,22% в горизонте А. Но в почвах под новыми гевеями содержание гумуса достигло 2,17% и азота 0,16%.

Для почв на плато Зилинь - Баолок под кустарниками содержание гумуса достигло 4,37% и азота 0,28%. Почвы под травами содержание гумуса достигает 4,12% и азота 0,12%.

Таблица 2

Гумус в почвах саванных ландшафтов на плато Тайнгуен

Плато Ландшаф- Глибина, Гумус, Собш. Азот, С/И

ты см % %

Буонматхуот Кустарник 0-10 4,37 2,53 0,23 11,02

20-30 2,87 1,66 0,21 7,93

50-60 1,49 0,86 0,11 7,86

НСРо.оз Ы5 - 0,06 -

Высокая 0-4 3,06 1,77 0,21 8,45

трава 5-15 1,22 0,71 0,17 4,16

20-30 1,45 0,84 0,18 4,67

60-70 1,20 0,70 0,10 7,00

НСР0,05 1,09 - 0,04 -

Плейку Кустарник 0-10 3,12 1,81 0,23 7,87

15-25 2,46 1,43 0,21 6,79

40-50 1,48 0,86 0,12 7,15

НСР0,05 0,55 - 0,06 -

Трава 0-10 1,63 0,95 0,14 6,75

20-30 1,24 0,72 0,10 7,20

50-60 0,82 0,48 0,09 5,28

НСРо,05 0,47 - 0,02 -

Дакнонг Кустарник 0-5 4,82 2,80 0,22 12,71

6-16 2,66 1,54 0,15 10,29

30-40 0,24 0,14 0,08 1,74

НСРо.05 1,21 - ' 0,05 -

Новая гевея и трава 0-10 2,17 1,26 0,16 7,87

12-22 2,00 1,16 0,21 5,52

30-40 1,30 0,75 0,09 8,38

НСРоде 0,54 - 0,05 -

Зилинь-Баолок Кустарник 0-10 4,37 2,53 0,28 9,05

30-40 2,23 1,29 0,21 6,16

60-70 0,97 0,56 0,10 5,60

НСР0.05 1,07 - 0,06 -

Трава 0-6 4,12 2,39 0,12 19,91

10-20 2,78 1,61 0,19 8,49

40-50 0,46 0,27 0,14 1,91

НСР0,05 1,34 - 0,04 -

Содержание гумуса и азота в почвах саванных ландшафтов уменьшаются в 2 - 3 раза по сравнению с почвами в лесных ландшафтах.

3.3. Гумусовое состояние почв в агроландшафтах плато Тайнгуен Вьетнама

Содержание гумуса в исследуемых почвах кофейных плантаций не очень высокое. В поверхностных горизонтах почв кофейных плантаций Дакнонга оно составляет 3,02 - 5,78% и содержание его довольно постепенно падает при переходе от горизонта А к горизонта В до 0,99 - 2,84%, но дальше его седержание меняется не высоко, оставаясь равным 1,28 - 2,74% даже на глубине, что говорит о большой устойчивости органического вещества.

Таблица 3

Содержание гумуса и азота в ферраллитных почвах кофейных плантаций на __плато Тайнгуен

Название почвы № разрез Глубина слоя (горизонта), см Гумус | С0бШ. I Азот C/N

в % от сухой почв

1 2 3 4 5 6 7

Veti - ferric ferraisols Дакнонг - 1 0-30 5,78 3,36 0,28 12,0

30-65 3,30 1,92 0,20 9,6

65-120 2,74 1,59 0,17 9,3

НСРо,о5 0,97 - 0,03 -

Geri- hyperferricferralsols Дакнонг- 2 0-25 4,20 2,44 0,24 10,2

25-65 2,41 1,40 0,15 9,3

65-120 1,68 0,97 0,11 8,8

НСРодо 1,03 - 0,05 -

Geri- acricferralsols Дакнонг - 3 0-30 3,02 1,75 0,19 9,2

30-75 2,03 1,18 0,12 9,8

75-120 1,43 0,83 0,09 9,2

НСР0,05 0,68 - 0,02 -

Humi-acricferralsols Дакнонг - 4 0-25 5,00 2,90 0,21 13,8

25-65 2,16 1,25 0,11 11,4

65-120 1,28 0,74 0,10 7,4

НСР0,05 0,85 - 0,06 -

Veti- acricferralsols Плейку- 1 0-25 5,60 3,25 0.29 11,2

25-75 2,51 1,46 0,18 8,1

75-120 3,34 1,93 0,20 9,7

НСР0,05 1,15 - 0,04 -

Geri - ferric ferralsols Плейку - 2 0-25 4,19 2,43 0,21 11,6

25-70 2,27 1,32 0,17 7,8

70-120 1,66 0,96 0,12 8,0

НСР0,05 0,73 - 0,33 -

Veti- hyperferricferralsols Плейку- 3 0-20 7,23 4,19 0,37 11,3

20-65 3,26 1,89 0,18 10,5

65-120 2,58 1,50 0,16 9,4

НСРо,о5 1,43 - 0,08 -

В поверхностных горизонтах почв кофейных платацийПлейку содержание гумуса составляет 4,19 - 7,23%. В почвах плато Плейку содержание гумуса в большей части образцов больше, чем в почвах плато Дакнонга. При этом интервал варьирования содержания гумуса повышается. Высокая гумусированность ферраллитных почв кофейных плантаций в значительной мере есть результат устойчивости гумусовых веществпочв при интенсивном сельскохозяйственном использовании.

Таблица 4

Название почвы № разрез Глубина слоя (горизонта), см В том числе в составе гумуса ( в % от сухой почвы) Ср/Сф Доля гуминов в составе гумуса, %

Гуминовые кислоты Фульвокислоты Гумины

1 2 3 4 5 6 7 8

Veti - ferric ferralsols Дакнонг — 1 0-30 0,81 1,31 3,67 0,62 63,49

30-65 0,24 1,08 1,99 0,22 60,30

65-120 0,25 0,86 1,63 0,29 59,49

Geri- hyperferricf erralsols Дакнонг - 2 0-25 0,25 1,24 2,71 0,20 64,52

25-65 0,15 0,82 1,44 0,18 59,75

65-120 0,12 0,61 0,95 0,19 56,55

Geri- acricferralso Is Дакнонг - 3 0-30 0,27 1,14 ' 1,60 0,24 52,98

30-75 0,21 1,10 0,72 0,19 35,47

75-120 0,08 0,42 0,93 0,20 65,03

Humi - acricferralso Is Дакнонг - 4 0-25 0,44 1,34 3,22 0,33 64,40

25-65 0,21 0,86 1,09 0,55 50,46

65-120 0,16 0,64 0,48 0,24 37,50

Veti- acricferralso Is Плейку - 1 0-25 0,54 1,48 3,58 0,36 63,93

25-75 0,17 0,76 1,59 0,22 63,35

75-120 0,14 0,72 2,47 0,19 73,95

Geri - ferric ferralsols Плейку - 2 0-25 0,42 0,87 2,89 0,48 68,97

25-70 0,15 0,76 1,37 0,20 60,35

70-120 0,15 0,69 0,82 0,22 49,40

Veti- hyperferricf erralsols Плейку - 3 0-20 0,77 2,76 3,70 0,28 51,18

20-65 0,25 1,29 1,71 0,20 52,45

65-120 0,22 0,92 1,44 0,24 55,81

На основании приведенных критериев можно считать почвы кофейных плантаций Тайнгуен Вьетнама средне обеспеченными азотом. Влияние органического вещества на плодородие почв тропиков отличается от аналогичного воздействия на плодородие почв других регионов. Пахотные почвы тропиков и субтропиков, как правило, нуждаются в органических веществах. Как указывает ЬаШ., Кап§В.Т. (1982) внесение органических, удобрений в почвы тропиков должно быть примерно в 4 раза выше, чем в умеренной зоне для поддержания того же уровня содержания гумуса в почве.

Судя по вышеприведеным критериям, исследуемые ферраллитные почвы кофейных плантаций плато Тайнгуен Вьетнама, могут быть относенык умеренно обеспеченным гумусом и средне обеспеченным азотом.

3.4. Оценка устойчивости ферраллитных почв Горного Вьетнама Результаты исследований ферраллитных почв различных природных зон Горного Вьетнама показали значительное варьирование соотношений

стабильных и лабильных форм органических соединений в почвах лесных, саванновых и сельскохозяйственных ландшафтов.

Интегрирование результатов хемодеструкционного фракционирования органического вещества позволяет в первом приближении выделить три основные разновидности результирующих процессов поступления и превращения органического вещества (таблица 5).

Таблица 5

Соотношения СФ и ЛФ органического вещества в почвах лесных и

саванновых ландщафтов

Местоположение Гориз- Содержание Углерод Углерод Углерод Углерод

почвы онт общего лабильных стабильных трудно легко

почвы и углерода органиче- органичес- окисля- Окисляем-

его органическ- ских ких емых ых форм

мощно- ого вещества соединени соединений форм

сти,см в почве, % й (ЛФ) (СФ)

от сухой в % от общего углерода в % от СФ

навески

Б.1. БуонМаТхуот, 0-13 3,63 47 53 34 66

лес, 550м, красно - 13-27 2,70 51 49 34 66

бурая 27-68 0,92 46 54 37 63

ферраллитная

П.1. Плейку, 0-7 4,93 53 47 35 65

лес,800м, темно- 7-15 4,41 48 52 35 65

краснаяфераллитна 15-25 2,73 44 56 36 64

я 25-73 0,99 46 54 37 63

Л.4. Дык Тронг, 0-8 2,39 53 47 57 43

травянистая 8-24 1,61 51 49 58 42

саванна,950м, 24-42 1,03 48 52 60 40

желто-коричневая 42-53 0,27 46 54 61 39

ферритная

Л.6. Дык Тронг, 0-10 1,74 31 69 72 28

чай, 1000м,красно 10-27 0,69 27 73 78 22

- коричневая 27-37 0,13 24 76 90 10

ферритная >37 латериты

Л.8. Дык Тронг, 0-14 1,67 33 67 67 33

кукуруза, 900м, 14-28 1,09 30 70 72 28

желто-коричневая 28-44 0,97 26 74 87 13

ферритная 44-86 0,49 22 78 87 13

Л. 10. БаоЛок, лес с 0-9 5,69 87 13 62 38

признаками 9-20 4,07 83 17 67 33

гидроморфизма, 20-32 2,21 79 21 67 33

желто- 32-60 0,68 79 21 73 27

коричневаяаллитна 60-100 0,18 72 28 82 18

я глееватая >100 бокситы

Для почв лесных ландшафтов органическое вещество характеризуется равновеликим содержанием стабильных и лабильных органических соединений. При этом доля трудно окисляемых веществ составляет 34-37%.

Для почв саванновых ландшафтов органическое вещество характеризуется также равновеликим содержанием СФ и ЛФ, но доля трудно окисляемых веществ достигает уже 57-61 %.

Для почв агроландшафтов органическое вещество характеризуется преобладанием трудно окисляемых веществ, которое устойчиво к внешним воздействиям, хотя и мало функционально по своей природе. Такое соотношение СФ и ЛФ, свидетельствующее о преобладании трудно окисляемых веществ (>70%), мы рассматриваем как индикатор устойчивой, но несбалансированной системы.

Преобладание легко разлагаемого органического вещества при доле стабильных форм меньше 28% от общего углерода характерно для почв с проявлением сезонного переувлажнения, сопровождающего развитием восстановительных процессов.

Таким образом, проблема устойчивости гумусовых веществ и разработка адекватных критериев ее оценки является одним из приоритетных вопросов современной химии почв. Важно подчеркнуть, что трансформация мортмассы органических остатков в почвенном профиле, накопление и консервация углерода и азота в гумусовых веществах, с одной стороны, и разрушение и минерализация последних, с другой стороны, составляют важнейшие статьи баланса углерода в наземных экосистемах.

3.5. Оценка состава органического вещества ферраллитных почв Вьетнама

Лимиты варьирования компонентов органического вещества в ландшафтах красно - желтых ферраллитных почв на сланцах (I) и гнейсе (II) представлены в следующей таблице 6.

Анализ цифр, приведенных в таблице 6, показывает определенные лимиты, определяющие состояние почвы (на сланцах, на гнейсе) в связи с известной ландшафтной приуроченностью. В частности следует отметить для почв на сланцах:

1. Узкий диапазон пространственно - ландшафтной изменчивости содержания общего углерода (1,77 - 2,39%), при очень значимой разнице мощности «гумусового» слоя.

2. Весьма широкий разброс цифр, характеризующих содержание углерода битумов (3,96-14,22); при этом минимальные значения характерны для почв целинных ландшафтов, а максимум обнаружен в почвах вторичного леса.

3. При общем существенном варьировании содержания углерода гуминовых кислот (13,15 - 30,45%) очевидна ландшафтная дифференциация: максимумы характерны для почв лесных ландшафтов, минимумы чаще в почвах плантаций ананаса, под посевами арахиса; среднее положение (между минимумом и максимумом) характерно для почв ландшафтов чайных плантаций, целинных земель и посевов занятых кафе.

Таблица 6

Лимиты варьирования компонентов органического веществавландшафтах красно - желтых ферраллитных почв_

Почво- Мощно- Собщ.» % Сбитума» Сгк, % Сфк.. % Сгуминов» Сгк/Сфк

образу- сть от % от от Собш от сурш % от

ющая гумусо- массы Собщ. Собщ

порода вого слоя, см почвы

I 10-35 1,77- 3,96- 13,15- 21,77- 16,95- 0,48-

2,39 14,22 30,40 47,07 59,16 0,80

II 10-45 0,80- 4,74- 5,57- 23,61- 13,64- 0,095-

2,02 14,11 16,59 62,61 65,39 0,45

4. Диапазон варьирования содержания углерода фульвокислот в составе органического вещества весьма широк (21,77 - 47,07%); максимумы и минимумы цифр не позволяют строго дифференцировать их по ландшафтной принадлежности и хозяйственному использованию земель. Причиной такой ситуации может быть кратковременность действия какого-либо почвообразующего фактора, привнесенного в процессе многовековой эксплуатации земель и не нашедшего отражения в современной истории ландшафтов. Например, максимальные цифры (37,85 - 40,10 - 47,07%) могут быть характерными для почв современных ландшафтов целины (37,85%), плантаций кофе (40,10%) и вторичного леса (47,07%). Аналогично встречены минимумы для почв ландшафтов вторичного леса (21.77%), плантаций арахиса (22,53%) и ананасов (23,11%).

В составе органического вещества ферраллитных почв, развитых на сланцах и гнейсах, находившихся под разными фитоценозами, преобладают фульвокислоты. В гуминовых кислотах и в фульвокислотах господствует более подвижная первая фракция. Почва, развитая на сланцах, с более тяжелым грануломертрическим составом (глина), имеет также отношение Сгк/Сфк большее, чем почва на гнейсах (суглинок). В первом случае отношение компонентов варьируется в диапазоне 0,50 - 0,80, тогда как в почвах на гнейсах это отношение в основном колеблется в диапазоне 0,20 -0,30.

ВЫВОДЫ

1. Почвы лесных ландшафтов характеризуются высоким содержанием гумуса и его количество преимущественно зависит от типовых особенностей почв и рельефа местности:

- Лесные ландшафты плато БуонМаТхуот, имеющего высоту 550м над уровнем моря, формируются на красно - бурых ферраллитных почвах, содержание гумуса в которых в слое 0 - 10см превышает 6%. Радиальное распределение гумуса отстается весьма значительным во всей метровой толщи почв.

- Лесные ландшафты плато Плейку, имеющего высоту 800м над уровнем моря, формируются на темно - красных ферраллитных почвах, характеризуются хорошо гумусированным профилем в пределах первого полуметра (4,82%).

- Коричнево - красные фераллитные почвы лесных ландшафтов плато Плейку, имеющего высоту 700м над уровнем моря, характеризуются меньшим содержанием гумуса по слоям, а также глубиной его проникновения по профилю почвы.

- Красно - коричневые ферритные почвы лесных ландшафтов плато Дакмин - Дакнонг имеющего высоту 1000м над уровнем моря, характеризуются высоким содержанием гумуса в мелкоземистой части профиля, мощность которой ограничивается на глубине 40 см конкрециями латерита.

- Лесные ландшафты плато Дык Чонг, расположенные на высоте 950м над уровнем моря, сформированы на желто - коричневых ферритных почвах, на гумусовом состоянии которых сказывается наличие или отсуствие в профиле почв слоев латеритных конкреций. Очевиден факт, что наличие в профиле желто - коричневых ферритных почв латеритных конкреций обусловливает почти что двукратное уменьшение содержания гумуса в мелкоземистой части профиля.

- Лесные ландшафты плато Дак Мин - ДакНонг, расположенных на высотах 800 - 1000м над уровнем моря, сформированы на желто - красных аллитных почвах, профиль которых на различной глубине от дневной поверхности подстилается отложениями бокситов. Содержание гумуса в субслояхмелкоземистой толщи почв весьма значительное, а радиальное распределение его не выявляет зависимости от глубины залегания бокситов.

- Желто - коричневые аллитные почвы лесных ландшафтов плато БаоЛок, расположенного на высоте 850м над уровнем моря, по содержанию и радиальному распледелению гумуса не имеет принципиальных отличий от желто - коричневых ферритных почв лесных ландшафтов плато Дык Чонг, хотя содержание гумуса в них в среднем в верхнем слое профиля превышает последние почвы на 30 и более процентов.

- Особенность гумусовых почв гор и ферраллитно - гумусовых почв высоких гор заключается в том,что они имеют очень высокое содержание

гумуса в поверхностном слое. Книзу по склону количество гумуса резко снижается. При этом растительные остатки обычно концентрируются в поверхностном слое почвы (О-ЗОсм).

2. Почвы саванных ландшафтов плато Тайнгуен, занятые кустарником, по сравнению с лесными горными ландшафтами, характеризуются меньшим содержанием гумуса. В горизонте А его количество в почвах плато Буонматхуот составляет 4,37%, в почвах плато Плейку 3,12%; в почвах плато Дакминь - Дакнонг 4,82% и в почвах плато Зилинь - Баолок - 4,37%.

3. Содержание гумуса в агроландшафтах плато Тайнгуен невысокое и изменяется в зависимости от высотного положения и сельскохозяйственного использования почв. В поверхностных горизонтах ферраллитных почв занятых кофейными плантациями, оно составляет 3,02 - 5,78% на плато Дакнонг и 4,19 - 7,23% на плато Плейку.

4. Индикатором устойчивости гумусовых веществ можно считать содержание стабильных и лабильных форм органических соединений .Для почв лесных ландшафтов органическое вещество характеризуется равновеликим содержанием стабильных и лабильных органических соединений. При этом доля трудно окисляемых веществ составляет 34-37%.Для почв саванновых ландшафтов органическое вещество характеризуется также равновеликим содержанием СФ и ЛФ, но доля трудно окисляемых веществ достигает уже 57 - 61 %. Для почв агроландшафтов органическое вещество характеризуется преобладанием трудно окисляемых веществ, которое устойчиво к внешним воздействиям, хотя и мало функционально по своей природе. Такое соотношение СФ и ЛФ, свидетельствующее о преобладании трудно окисляемых веществ (>70%), мы рассматриваем как индикатор устойчивой, но несбалансированной системы.

5. В составе органического вещества ферраллитных почв, развитых на сланцах и гнейсах, находившихся под разными фитоценозами, преобладают фульвокислоты. В гуминовых кислотах и в фульвокислотах господствует более подвижная первая фракция. Почва, развитая на сланцах, с более тяжелым грануломертрическим составом (глина), имеет также отношение Сге/Сфк большее, чем почва на гнейсах (суглинок). В первом случае отношение компонентов варьируется в диапазоне 0,50 - 0,80, тогда как в почвах на гнейсах это отношение в основном колеблется в диапазоне 0,20 -0,30.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Органическое вещество является основой формирования и поддержания статуса и плодородия почв. Проблема органического вещества в современный период приобретает еще большее значение в связи с повышенной антропогенной нагрузкой на биосреду, в том числе возросшимзагрязнением окружающей среды. Специфика органического вещества почв Вьетнама, на

фоне глобальных проблем, определяется дополнительно еще двумя моментами:

1. Разрушение экологического равновесия среды обитания вследствие многолетних войн страны.

2. Ослабление усилий научных школ страны по исследованию процессов трансформации, разложения и минерализации органических веществ почв различного хозяйственного пользования.

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК

1. Нгуен Ван Дык, Ларешин В.Г., Слободянюк К.В - Гумусовое состояние ферраллитных почв экосистем Горного Вьетнама - Вестник Российского университета дружбы народовсерия Агрономия и животноводство, №.1.2013, С. 29-35.

Статьи в журналах, сборниках трудов, материалах конференций

2Ларешин В.Г., Нгуен Ван Дык. Прогностические модели устойчивости гумусового состояния почв лесных экосистем Горного Вьетнама./Сб. Материалов Первой Международной межвузовской конференции «Современные методы аналитического контроля качества и безопасности продовольственного сырья и продуктов питания».М.:МГУТУ им.К.Г.Разумовского, -2010.- С. 206 - 214.

3. Нгуен Ван Дык. Гумус в почвах лесных ландшафтов Горного Вьетнама// Сборник статей ИМеждународной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования РУДН: Инновационные процессы в АПК. М.:Изд-во РУДН, -2010. -С. 372-374.

4. Нгуен Ван Дык, Ларешин В.Г., Слободянюк К.В.Гумусообразование как критерий оценки устойчивости ферраллитных почв Горного Вьетнама -Сборник статей ШМеждународной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования РУДН: Инновационные процессы в АПК. М.:Изд-во РУДН,-2011-С. 186-187.

5 .Нгуен Ван Дык, Ларешин В.Г., Слободянюк КВ., Русакова Е. С. Экспертная оценка состава органического вещества ферраллитных почв Вьетнама - Сборник статей 1УМеждународной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования РУДН: Инновационные процессы в АПК. М.:Изд-во РУДН, - 2012 -С. 270 - 272.

6.Нгуен Ван Дык, Ларешин В.ГХумины гумуса как показатель экологической устойчивости ферраллитных почв Вьетнама - Сборник статей УМеждународной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов «Инновационные процессы в АПК». М.:Изд-во РУДН, - 2013 -С. 284-286.

Отпечатано с готового оригинал-макета

Подписано в печать 16.09.2013 г. Формат 60х84'Лб. Усл.печл. 1,4. Тираж 100 экз. Заказ 476.

Издательство РГАУ-МСХА 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44 Тел.: (499) 977-00-12, 977-26-90,977-40-64

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Нгуен Ван Дык, Москва

РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ

На правах рукописи

1

04201363706

Нгуен Ван Дык

ГУМУСОВОЕ СОСТОЯНИЕ ФЕРРАЛЛИТНЫХ ПОЧВ ЭКОСИСТЕМ ГОРНОГО ВЬЕТНАМА

Специальности: 03.02.13 - почвоведение

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва -2013 I

СОДЕРЖАНИЕ

общая характеристика работы...........................................................................4

Актуальность работы....................................................................................................................4

Цель работы...................................................................................................................................6

Задачи исследования....................................................................................................................6

Научная новизна и теоретическая значимость работы.............................................................7

Апробация работы........................................................................................................................8

Публикации...................................................................................................................................9

глава i. обзор литературы.......................................................................................10

1.1. Органическое вещество почв..............................................................................................10

1.2. Содержание, состав и свойства легкоразлагаемого органического вещества почв.... 13

1.3. Гумусовое состояние почв..................................................................................................22

1.4. Влияния гумуса на агрономические свойства почвы и повышение ее устойчивости к антропогенным воздействиям...................................................................................................29

глава п. объекты и методы исследования................................................33

2.1. Объекты и методы исследования:......................................................................................35

2.3. Методы исследования.........................................................................................................37

глава ш. природные и антропогенные предпосылки (факторы)

функционирования современных экосистем на плато

тайнгуен............................................................................................................................39

3.1. Географическое положение................................................................................................39

3.2. Материнские породы...........................................................................................................40

3.3. Рельеф...................................................................................................................................46

3.4. Климат...................................................................................................................................50

3.5. Гидрогеология......................................................................................................................54

3.6. Растительность.....................................................................................................................57

3.7. Физические свойства ферраллитных почв плато Тайнгуен............................................65

3.8. Физико - химические свойства ферраллитных почв на плато Тайнгуен......................71

3.9. Химические свойства ферраллитных почв на плато Тайнгуен......................................75

3.10. Особенности ландшафтов территории Вьетнама...........................................................78

глава гу. гумусовое состояние ферраллитных почв экосистем на плато тайнгуен вьетнама.............................................................................80

4.1. Общая характеристика гумуса в горных почвах Вьетнама..........................................80

4.2. Гумусовое состояние почв лесных ландшафтов Горного Вьетнама............................88

4.3. Гумусовое состояние почв саванных ландшафтов Горного Вьетнама..........................93

4.4. Гумусовое состояние почв в агроландшафтах плато Тайнгуен Вьетнама.....................95

4.5. Оценка устойчивости ферраллитных почв Горного Вьетнама.......................................99

4.6. Оценка состава органического вещества ферраллитных почв Вьетнама....................102

выводы....................................................................................................................................106

список литературы...................................................................................................110

ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................................................................127

Приложение 1............................................................................................................................127

Приложение 2............................................................................................................................129

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

В настоящее время стало очевидным, что при разработке долгосрочной программы полевого и плантационого земледелия в тропической зоне недостаточно стало учитывать только природно - климатические и почвенные условия, но необходимо во главу деятельности ставить вопросы прогноза масштабов воздействия хозяйственной практики на природную среду. Достаточно отметить, что системы мероприятий по управлению, регулированию, сохранению, и повышению плодородия тропических почв оказываются эффективными только в том случае, если они опираются на теоретически обоснованные концепции.

Гумус дает важную информацию не только при решении проблем, связанных с сохранением, восстановлением и повышением плодородия почв, рекультивацией нарушенных антропогенным воздействием земель, но. и при изучении эволюции почв, их устойчивости-изменчивости при изменении природной среды как естественным, так и антропогенным путем, при реконструкции типов и условий древнего почвообразования, палеоэкологических условий обитания древнего человека и многих других.

Гумус как продукт органо-минеральных взаимодействий в почвах является тем ее компонентом, который участвует в реализации почвами основных биосферных функций, в конечном итоге обусловливая устойчивость экосистем.

В естественных условиях гумификация растительных остатков в почве осуществляется не только микробами и дождевыми червями, но и многими другими фитосапрофазами. Они создают мелкоземистость и рыхлость, влияют на физические свойства и структуру, на химические процессы, приводят к

смешению химических элементов, их аккумуляции и стабилизации в форме гумусовых веществ, определяющих почвенное плодородие. Чем больше гумуса в почве, тем лучше водные, воздушные и тепловые режимы плодородного слоя, тем лучше питание растений, тем активнее идет образование нитратов и углекислоты, необходимых для фотосинтеза и фиксации атмосферного азота свободноживущими в корнеобитаемом горизонте микроорганизмами. Физико-химическое взаимодействие новообразованных гумусовых кислот с минералами предохраняет их от быстрого вовлечения в биохимический кругооборот и способствует закреплению гумуса в почве.

Гумус не только участвует в снабжении растений азотом, фосфором, калием и другими важными макро- и микроэлементами питания, очень важна роль гумуса и в других важнейших процессах почвообразования и обеспечения плодородия почв, таких, как предохранение почв от дефляции, создание их комковатой структуры, снабжение растений необходимой для фотосинтеза углекислотой, биологически активными ростовыми веществами. Поэтому сохранение и преумножение запасов гумуса - одна из первоочередных задач земледельцев[108], [109].

Вьетнам находится в муссоной, тропической зоне, 3/4 площади земли Вьетнама является горным краем. Поэтому природные условия Горного Вьетнама, имеющей сложную историю развития, отличающейся своеобразной орографией и распределением климата, накладывают существенное влияние на свойства почв и изменение состава гумуса — совокупности продуктов органо-минеральных реакций — в пространстве.

Кроме того, такие свойства гумуса почв, как специфичность по отношению к характеристикам природной среды и сохранность во времени

основных параметров соотношения и состава ее компонентов (т.е. ее сенсорность и рефлекторность) существенно расширили применимость этого почвенного компонента при решении вопросов, связанных с эволюцией природной среды и прогнозами ее развития в будущем, чтотребует не только всесторонних и сопоставимых сведений о составе гумуса, но и знаний количественных связей характеристик гумуса с экологическими условиями их формирования.

Цель работы

Основной целью диссертационного исследования являлось изучение гумусового состояния почв в различных типах землепользований горного края Вьетнама. Натурные и лабораторные исследования позволят обосновать и предложить методы защиты почв от ускоренной деградации, что будет способствовать повышению продуктивности растений и защите окружающей среды.

Задачи исследования

Изучение географических закономерностей формирования органического вещества и его поступления в почвы различных ландшафтов.

- Выявление главных особенностей превращения органического вещества и процессов гумусообразования в почвах различного генезиса и характера их использования.

Автор благодарит за помощь в работе, советы и ценные замечания доктора биологических наук, професора Ларешина В.Г., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Слободянюк К.В., преподавателей, сотрудников и аспирантов кафедры почвоведения, земледелия и земельного кадастра аграрного факультета Российского университета дружбы народов, преподавателей, сотрудников и студентоов Агрономического факультета

Хюэского университета за ценные замечания и помощь при выполнении работы.

Научная новизна и теоретическая значимость работы

ч Научная новизна и значимость полученных результатов анализа и

обобщения определяются:

1. Установленнием и обоснованием географичесих закономерностей формирования гумусового состояния и элементов режима аллитных, ферраллитных и других групп почв базальтовых плато Тайнгуен Вьетнама;

2. Установленнием и обоснованием фактов и концепций фитоценотической и агрономической деградаций аллитных, ферраллитных и ферритных почв, выраженных опосредованно через органическое вещество;

3. Разработкой концептуальных и прогностических сценариев и анализом феноменов нативной и антропогенной деградаций тропических почв, выраженных опосредованно через органическое вещество.

Результаты исследований ферраллитных почв различных природных зон Горного Вьетнама показали значительное варьирование соотношений стабильных и лабильных форм органических соединений в почвах лесных, саванновых и сельскохозяйственных ландшафтов. Интегрирование результатов хемодеструкционного фракционирования органического вещества позволяет в первом приближении выделить три основные разновидности результирующих процессов поступления и превращения органического вещества.

Для почв лесных ландшафтов органическое вещество характеризуется равновеликим содержанием стабильных и лабильных органических соединений. При этом доля трудно окисляемых веществ составляет 34-37%.

Для почв саванновых ландшафтов органическое вещество характеризуется также равновеликим содержанием стабильных форм (СФ) и

лабильных форм (ЛФ), но доля трудно окисляемых веществ достигает 57 -61%.

Такие соотношения СФ и ЛФ органического вещества в почвах лесных и ч саванновых ландшафтов мы рассматриваем как индикатор, характеризующий

устойчивую и сбалансированную систему.

Для почв агроландшафтов органическое вещество характеризуется преобладанием трудно окисляемых веществ, которое устойчиво к внешним воздействиям, хотя и мало функционально по своей природе. Такое соотношение СФ и ЛФ, свидетельствующее о преобладании трудно окисляемых веществ (>70%), мы рассматриваем как индикатор устойчивой, но несбалансированной системы.

Преобладание легко разлагаемого органического вещества при доле ч стабильных форм меньше 28% от общего углерода характерно для почв с

проявлением сезонного переувлажнения, сопровождающегося развитием восстановительных процессов.

Таким образом, проблема устойчивости гумусовых веществ и разработка адекватных критериев ее оценки является одним из приоритетных вопросов современной химии почв. Важно подчеркнуть, что трансформация мортмассы органических остатков в почвенном профиле, накопление и консервация углерода и азота в гумусовых веществах, с одной стороны, и разрушение и минерализация последних, с другой стороны, составляют важнейшие статьи баланса углерода в наземных экосистемах.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены на II Международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования РУДН: Инновационные

процессы в АПК, РУДН, 2010г.; на Первой Международной межвузовской конференции «Современные методы аналитического контроля качества и безопасности продовольственного сырья и продуктов питания».М.:МГУТУ ч им.К.Г.Разумовского, 2010г.; на III Международной научно-практической

конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования РУДН: Инновационные процессы в АПК, РУДН, 2011г., IV Международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования РУДН: Инновационные процессы в АПК, РУДН, 2012г и V Международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования РУДН: Инновационные процессы в АПК, РУДН, 2013г.

Диссертационная работа апробирована на заседании кафедры почвоведения, земледелия и земельного кадастра аграрного факультета Российского университета дружбы народов и почвоведения, геологии и ландшафтоведения факультета почвоведения, агрохимии и экологии РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева.

Публикации

По материалам диссертации опубликованы 6 статей, в том числе 1 статья в журнале из списка, рекомендованных ВАК РФ.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Органическое вещество почв

Как отмечает академик В. И. Кирюшин (1996)[49], содержание и запасы органического вещества в почвах традиционно служат основными критериями оценки почвенного плодородия, а также рассматриваются и с точки зрения экологической устойчивости почв как компонента биосферы.

Как известно, органическое вещество разносторонне влияет на агрономические свойства и режимы почв. Циклические процессы синтеза и трансформации органического вещества в агросистеме лежат в основе биогеохимических круговоротов всех биофильных элементов, выполняя важнейшую роль в воспроизводстве свойств почв, лежащих в основе ее плодородия.

Органическое вещество почв в большой мере определяет пищевой режим почв, оказывая на него прямое влияние как источник элементов питания и косвенное, обусловленное действием его на физико - химические и водно -физические свойства почв (Фокин А.Д., 1994; Кирюшин В.И., 1996)[114], [49].

Процессы трансформации инертных форм элементов минерального питания в лабильные (биологическая фиксация атмосферного азота, сложные превращения труднодоступных форм фосфатов, калия, кальция и других биофильных элементов) происходят при прямом или косвенном участии почвенной биоты, поэтому их осуществление возможно лишь при поступлении в почву органических веществ, служащих энергетическим материалом для функционирования почвенной биоты (Кирюшин В.И., 1996; Ганжара Н.Ф., 2001)[49], [25].

Органическое вещество в значительной мере определяет емкость поглощения катионов, обусловленную карбоксильными группами, а при щелочной реакции среды - дополнительно спиртными и фенольными группами. Большое значение имеет комплексообразующая способность органического вещества и образование агрономически ценной структуры почвы, увеличение влагоемкости.

Тем не менее, «...стройной системы агроэкологической оценки органического вещества почв пока нет» ( В.И. Кирюшин, 1996, с. 154)[49]. На разных этапах интенсификации земледелия связь между содержанием гумуса в почве и урожайностью растений имеет различный характер. При оптимальной обеспеченности почв влагой, минеральными элементами питания, благоприятном соотношении механических элементов и глинистых минералов эта связь често не проявляется или выражена слабо. В засушливых условиях зависимость продуктивности почв от их гумусового состояния проявляется сильнее, поскольку с повышением содержания гумуса возрастает влагоемкость почв и соответственно растут запасы продуктивной влаги, уменьшается испарение, т.е. улучшается водный режим (В.И. Кирюшин, 1996) )[49].

Обсуждая проблему агроэкологической оценки органического вещества почв, академик В.И.Кирюшин пишет: « Временный застой в этой области агропочвоведения породил попытки абсолютизации гумусовых показателей, сведениия к содержанию гумуса в почве чуть ли не всего понятия плодородия. При этом упускалось из виду, что само по себе гумусовое состояние является не только причиной того или иного уровня плодородия почвы, но и следствием большой совокупности природных факторов, определяющих это состояние. Другими словами, почва отличается благоприятными свойствами не только потому, что имеет высокое содержание гумуса, но и потому, что ей

сопутствует совокупность благоприятных природных факторов, определяющих ее плодородия и соответственно накопление гумуса...Наиболее целесообразным подходом к выявлению агрономической ценности гумуса и его составляющих можно считать разделение всех органических соединение почвы на две большие части: группу консервативных, устойчивых веществ и группу лабильных соединение» (В.И. Кирюшин, 1996, с.151) )[49].

Далее автором под