Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Гумусовое состояние красноземов Грузии и ферраллитных почв Республики Конго

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Гумусовое состояние красноземов Грузии и ферраллитных почв Республики Конго"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО р |* ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

. г> лит «^т На правах рукописи

] 0 и л' !•'•' '

Э БАР РА ЭМЕ Селестен

УДК 631.445.7(479.22)(6)(043.3)

ГУМУСОВОЕ СОСТОЯНИЕ КРАСНОЗЕМОВ ГРУЗИИ И ФЕРРАЛЛИТНЫХ ПОЧВ РЕСПУБЛИКИ КОНГО

Специальность 03.00.27 — почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ-ПУШКИН 1995

Работа выполнена в Санкт-Петербургском аграрном университете.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук, профессор донских и. н.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Чертов О. Г.; кандидат биологических наук Бакина Л. Г.

Ведущее учреждение — Санкт-Петербургский государственный университет.

Защита состоится« 3/ » & ¡995 г, в 14 час. 30 мин.

на заседании диссертационного совета К 120.37.01 в Санкт-Петербургском аграрном университете по адресу: 189620, Санкт-Петербург —Пушкин Петербургское шоссе, 2, корп. 1а, ауд. 239.

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

Автореферат разослан ^т ¿Г^) ^ 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат с.-х. наук, доцент ^^ Лунина Л. Ф.

Актуальность теш. Гумус является главным, наиболее активным и наиболее мощным агентом формирования почвенного•плодородия. Особенно это откосится к недостаточно изученным ферраллит-кым почвам тропической Африки. £ля условий Конго проблема повышения плодородия почв неразрывно связана о созданием собственной продовольственной база. Сельскохозяйственное использование влажнотропических ферраллитных почв требует особой технологии введения их в культурный оборот.

Если гумусовое состояние важнейших типов почв умеренных широт хорошо изучено,то этого нельзя сказать в отношении характеристики гумусового режима почв влажных субтропиков и тропиков. Именно эти почвы,занимая огромные площади республики Конго,ие-следованы краше недостаточно. Особенно слабо изучены процессы, . определяющие содержание,запасы гумуса,его состав И степень под- 1 вижности.

Дель и задачи исследований. Целью настоящей работы было изучение гумусового состояния красноземов Грузии и ферраллитных почв республики Конго. В связи с этим основными задачами рабо- ' ты были:

1. изучение содержания и запасов гумуса и- азота в красноземах, желтых и красных ферраллитных почвах как природных ландшафтов, так и агроценозов.

2. Исследование группового и фракционного состава гумуса.

3. Определение лабильных форм гумусовых веществ.

4. Изучение состава и свойств гушновых кислот.

Научная новизна работы. Установлено отчетливое накопление

гумуса в окультуренных красноземах. В ферраллитных почвах, находящихся в с.х.использовзшга.происходит отчетливое уменьшение содержания и запасов гумуса. В красноземных почвах количество извлекаемых гумусовых веществ колеблется в пределах 51-37%. Напротив ,гумусовые вещества ферраллитных почв практически полностью извлекаются из почвы щелочными и кислотными растворами.Преобладающая часть извлекаемых гумусовых веществ представлена фу-львокислотаыи (Ж). Интенсивное окультуривание красноземов резко снижает количество ®С (Ст: 0^=0,96). Среди гукиновых кислот (1К) преобладает I фракция (50-75$). Установлена роль окультуривания в формировании фракционного состава Ш, В окультуренных красноземах выше доля 1-й фракции Ж,чем в целинном аналоге. Установлены абсолютные и относительные величины лабильности гумусовых веществ. Доля лабильных групп соединений гумус§

колеблется от 20 до 832 от общей массы зтумуса. Наибольшее их относительное содержание (64-вЭГ!) характерно дал гуыуса 'нижних частей гумусовых горизонтов красных ферраллитных почв. В желтых ферраллитных почвах она снижена до £0-28/-'. 1К ферраллитных почв р.Конго имеют меньшую обуглероженность (46-49,1),чем ПС красноземов (51-52$.).' Гуминовые кислоты ферраллитных почвр.Кон-го характеризуются низкой степенью бензоидаости (по Орлову) -14-3®?. В окультуренных разновидностях этот показатель выше (29-33$), а в целинных ниже (14-1 ЕЙ).

Практическая ценность. Полученные данные могут использоваться для-характеристики красноземов и ферраллитных почв; в качестве определенных параметров плодородия,а также позволят опреде-' лить основные закономерности формирования гумусового режима этих почв при окультуривании.

Апробация. Основные положения диссертационной работы изложены в двух тучных докладах на научных конференциях профессорско-преподаватедьского состава и аспирантов.Санкт-Петербургского государственного аграрного университета (1994 и 1935 гг.).

Публикации. По материалам диссертации сдана в печать одна статья.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводовсписка литературы из наименований и .страниц приложений. Содержании диссертации изложено на страницах машинописного текста, включая таблиц, рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОШ

1. Гумусовое состояние ферраллитных почв влажных субтропиков и тропиков

' В данной главе диссертации нашли отражение современные представления об образовании И составе гуыуса. Здесь изложены данные исследователей о составе гумуса; дана характеристика гумусовых кислот. Сделан анализ данных по содержанию и запасам гумуса во влажных субтропических и тропических почвах. Показаны отличия и близость состава гумуса этих почв от состава гумусовых веществ почв умеренных широт.

2. Методы исследования

Для генетической характеристики красноземов Грузии и красных ферраллитных почв рЛСонго в среднесмешанных образцах,отобранных погоризонтно по профилям почв,определялись гранулометрический состав; валовой химический состав; обменные катионы,рН и гидролитическая кислотность. Гранулометрический состав определялся 2

по методике Н.А.Качзяокого (195В) с подготовкой почвы к анализу пирофосфатным методом (Вадошша,Корчагина,1986). Валовой химический анализ проводился рентгено^гооресцентннм методом на комплексе тэта". 'Обменные катионы Са^* и % 2 + вытеснялись из почвы по методу Гедройца 1н раствором ИаСй с непосредственный определением их трилояометрическкы методом. Обменная кислотность определялась по методу Дайкухара, гидролитическая кислотность -по методу Кайлена.

Содержание гумуса .определяли по методу И.В.Тюрина в модификации В.Н.Симакова. Определение азота производилось по методу Къельдалн (использовался микрометод). Для характеристики гумусового состояния почв использовался общепринятый, набор показателей (Орлов,1990). Анализ группового и Фракционного состава гумуса проводился по методике В.В.Пономаревой к А.Плотниковой (1980). В ходе анализа были сняты спектры светопоглощения в видимой области в растворах гушновых кислот на 05-10.

Исследование физико-химической природа гушновых кислот производилось на препаратах, выделенных по методике Д.С.Орлова (1981) из почвы, декальцированной 0.1н КС в . Очистка препаратов велась на бактериальных свечах с последующим диализом све-яеосажденных гелей. Было получено пять препаратов.из гумусового я пахотного горизонтов Еелтых и красных ферраллитннх почв. В препаратах гушновых кислот определялись: элементный состав - содержание С.НиК на анализаторе СНН-24.0 рвгк1п-Я1пвг, кислорода по разности элементов.' Интерпретация данных элементного состава гушновых кислот осуществлялась с помощью графостатического анализа по Д.ван Кревелену (1961). На основании элементного состава были произведены расчеты степени окисленности, бензоидазсти,содержания алифатических соединений, теплоты сгорания. Методы исследования других характеристик гушновых кислот брались в руководстве Д.С.ОрловаД.А.Гри-аиной (1981). Лабильные формы гумусовых веществ определялись по методу А.М.Лыкова,З.А.Черникова,Б.П.Бончана (1981)в модификации А.М.Пулкова (1989). Выделялись четыре фракции лабильных гумусовых веществ последовательной экстракцией их водой,нейтральным раствором пирофосфата натрия,раствором 0.1 н яаОН и 0.1н Яа И 0.1 М На4Р207.

Оформление рукописи производилось согласно общим требованиям и текстовым документам ГОСТ-2.105-79 (СТ. СЭВ '2667-80).

3. Объекты исследований

Объектам исследования являлись красноземы: целинный под 5у-

гово-лесной растительностью (р.7), краскозейы окультгуренние .находящиеся более 30 лет под мандариновыми плантациями (р.8 и 9). Ферраллитные почвы Конго представлены желтыми форралллтными: р.З - целинная; р.1 и 2 - окультуренные. Красные ферраллитше почвы также взяты нами как целинные (р.5),так и окультуренные аналоги (р.4, 6).

Красноземные почвы - объекты исследования, выбраны в 12 км южнее г.Батуми в окрестностях села Ахалсопели Халвачеурского района Адкарии. Участок в виде террасы располагается над уровнем моря 50-70 м.

Разрезы желтых ферраляитшх почв заложены на катеяе в .долине реки Ниари. Типичные почвообразующие породы р.Ниари образо--вались в результате разрушения (метагенеза) осадочных пород до-кембрийской эры (й.Маггт, 1975). Разрезы 1,2,3 в долине раки Ниари заложены на третьей надпойменной террасе. Образцы красных ферраллитных почв взяты из разрезов,заложенных з районе Весо на Катене, представляющий большой пологий склон. Почвы сформировались на элавии песчаников.

Гранулометрический состав. Красноземные ио.чвы являются тяжело- и среднесуглинистыми. В целинной красноземной почве преобладающими фракциями являются песчаная и илистая. 3 окультуренной красноземной почве (р.8) верхний 22-сантиметровый- горизонт сложен почвенной массой среднесуглинистого состава. Песчаная фракция, распределена равномерно по профилю. Подпахотные горизонты данной почвы обеднены илом, в то время как почвенная толща, ограниченная горизонтом 46-120 см,обогащена им. Вторая . окультуренная почва (р.9),имея средаесуглинистый состав в пахотной слое,характеризуется тяжелосуглинистым составом в остальной чаоти профиля. Наиболее дисперсная фракция - ил (25-35Р о глубиной увеличивается. Гранулометрический состав желтых ферраллитных по'чв является тавхелрсуглинистым в верхней части и глинистым в остальной, части профилей почв. В .целинной и окультуренной ее разновидности (р.1) господствующее положение занимает илистая фракция (39-59,1). Наблюдается иллювирование почвенного ила. Другая окультуренная желтая ферраллитная (р.2) почва является легкосуглинистой в верхнем двадцатисантиметровом слое. В остальной части профиля она средне- и тяжелосугли--кислая. Преобладающее место среди частиц занимает песчаная фракция (45-63$). Остальная часть почвенных частиц примерно поровну распределена между пылеватыми и илистыми частицами. Красине ферраллитные почвы являются легкосуглинистыми. Среда фрак-4

ций господа твукгюй является песчздая (45-65$). Количество илистых частиц сшжено (20-30?!). Крайне мала доля пыли. Во всех эттас почвах обнаруживается относительное увеличение илистой (¡дракцпи с глубиной.

Задово;; хи:.:пческпл состав. Исследуемые почвы характеризуются пшичньслй показателд;.ш валового химического состава. Содержание кремния (на ) в красноземах изменяется от 47 до 56*5?. Поваленное (до 82$) оно в пахотных горизонтах окультуренных красноземных почвах и связано с внесением песка. Келтые и кра-с;ше ферраллитные почш характеризуются повышенным содержанием Э1 (60-70$). Верхние горизонты этих почв содержат больше 31, чем ииглгаз. Содержание' алюминия (на АС^Од) в красноземах изменяется в пироких пределах/Наиболее высокое (18-24$) оно в целинной разновидности, и более низкое (13-14?!) в окультуренной почве р.4. Содержание железа (ка ?е20з) колеблется в-красноземах в пределах 12-15%, а в желтых ферраллитных почвах-7-9$. Самая низкая обеспеченность Ре характерна дет красных фэррал-литных почв (3-5.5?!).

Красноземы и ферраллптные почвы характеризуются низким содержанием кальция (на СаО) - 0.02-0.24$. Исключением являются окультуренные красноземные почвы, содержание Са з которых повышено (1-1.855). Изучаемые почзы шеют в целом низкое количество калия. При этом более высокое оно в красноземах <0.7-1.5$) и более низкое (0.33-0.65$ ¡{¿О) в желтых ферраллитшх почвах. Крайне низкие показатели содержания калия в красных ферраллит-кых почвах (0.05-0.09$ К20). Содержание магния в красноземах высокое (1.8-3.0$ Мао), а в ферраллктных почвах очень низкое (0.25-0.45$ Кдо). Особенно низкое.оно в красных ферраллитных почвах (0.07-0.26$ Все исследуекые почвы характеризуются

низкой обеспеченностью натрием (0.14-0.35$ N820). Вычисленные отношения ЭЮ,, : 1*203 и з±02 •.а12°з в красноземах (2.0-2.5) и в иле ферраллитных почв (1;3-1.7 и 1.6-2.1) являются подтверждением, что все выбранные почвы являются ферралллтннми.

Физлко-хишческие свойства. Емкость катионного обмена (ЫСО) в красноземных почвах высокая (26-38 м-экв/100 г). В ферраллитных почзах она значительно ниже (7-11 м-экв/100 г). Основными обменными катионами исследуемых почв являются Са^+, Мв2+, Н+ и АС . Наибольшее содержание Ав^'и Н+ характерно для профиля целинного краснозема (24-34 м-экв/100 г или 70-77$ от ЖО). Окультуривание красноземных почв способствует уменьшению как абсолоткого.так и относительного суммарного содержания АС + и Н+(1.25-8.0 м-экв/100 г ели 35-43$ от ЖО). Содержание этих^а-

з

тионов б ферраллитных почвах значительно меньше (5.0-7.51.гЖ[/ /100 г), но относительная их доля очень высокая (60-90:2). Все исследуемые почва характеризуются кислой реакцией. в них

изгоняется от 3.6 до 4.8, Гидролитическая кислотность в изуча-ешх почвах изменяется от 0.33 до 7.0 м-экв/ЮО г. При этом наибольшие ее величина характерны для ферраллитных псчз (4.57.0 ц-экв/ЮО г).

4. Содержание состав гумуса в красноземах Грузин и ферраллитных почвах республики Конго

Основными параметрами гумусного состояния почв являются: со-дерхание гумуса, запасы его в слое 0-20 см и в слое 0-100 см; групповой и фракционный состав; содержите азота; степень гумификации; тип,гумуса.

Содерзанне и запасы гумуса. Максимальное количество гумуса е целинной краснбзале приурочено к самому верхвеау горизонту и равно 3.58;'.- С глубиной оно постепенно скитается. Гумусовый профиль данной почвы приблгааегся к аккумулятивному полноразвитому типу. При окультуривании красноземных почз возрастает содержание гумуса до 4.6/5, а гумусовый профиль приобретает черты аккумулятивного полноразвитого.

Еелтые ферраллитние почвы характеризуются низкой степенью гуму-сированности (1.2-1.6:»). Окультуренные разновидности их имеют более низкое содержание гумуса,чем их целинный аналог. Гумусовые профили данных почэ относятся к аккумулятивному иеполнораз-витому типу. Красные ферраллитные почвы, сформированные на корах выветривания из песчаников,характеризуются крайне низкой ■гумусированностыэ.

Наибольшие запасы гуиуса (табл.1) в слое 0-25 см характерны для окультуренных разновидностей красноземов (131-149 т/га).. Масса гумуса' в целинном красноземе уступает первым двум (112 т/га). Очень низкие запасы, гумуса в 25-сантиметровом слое в желтых и красных ферраллитных почвах (30-55 т/га). В корнеобитае-мом слое (0-50 см) запасы гумуса наиболее высокие в красноземах (175-216 т/га) и крайне низкие в ферраллитных почвах (СО-. 73 т/га). Особенно велики различия в показателях,характеризующих запасы гумуса в слое 0-100 см.

Содержание и запасы азота. Максимальное содержание н (ОДЮ "характерно дан пахотного горизонта окультуренного краснозема (р.9). Достаточно высокая обеспеченность азотом в другой окультуренной (0,22^) и целинной (0.27$) красноземных почвах. Содержание N в ферраллитных почвах очень низкое (0.061-0.114$).

Таблица I

__Запаси гумуса в почвах (т/га)____

Г.7 P.ä* Р.9 P.I Р.2 Р.З Р.4 Г.5 ' Р.6 крас- киас- крас- згел- г.ол- :?.ед- крае- глас- храс-• Слой, кезем позеи нозем ?ач т«я тач пшг пая кая см целпн- от;;-- окуль-форр. &зрр. форэ. фзрр. Серр. &ерр.

кая ль тур .турек-опуль-окуль-целхн-окуль-ц-злзш- оиуль-ный турен.турен, нал турен, пая

0-25 ПС 25- 50 63 50-100 24 0- 50 175 0-100 269

В.соответствии с неодинаковым содержанием N в почвах,неодинаковы в них и запасы этого элемента. Наибольшие cm:. з слое 0-25 см (9.75 т/га) сосредоточены в окультуренном (р.9) красноземе. Достаточно высокие они в другас Краснове; зкх почвах (5 и 8.4 т/га). В фзрраллиткых почвах валовые запаек н в этом горизонте очень низкие - 1.24-2.56 т/га. Запасы азота з петровом слое в красноземах изменяются от 13 до 21 т/га. Каибольппэ запасы К (21.4 т/га) характерны для окультуренной красноземной почвы разреза 9. Высокие они также в целинной (р.7) ж другой окультуренной (р.8) красноземных почзах - 15.09 й 13 т/га. Запасы N в метровом слое желтых ферраллптНкх почз значительно меньше (6.47.95 т/га). При этом целинная желтая ферраллитная почза характеризуется большей обеспеченность!! к (7.95 т/га),чем окультуренные (6.4-7.5 т/га) разновидности. В целинной красной феррал-литной почве запасы и в метрозом слое самые высокие (7.08 тДа) из трех разновидностей этих почз. В. почве р.4,как наиболее бедной, Maccá И самая низкая (2.52 т/га).

Групповой к фракционный состав гумуса. Количество извлекаемо: гумусовых веществ в красноземах колеблется в' пределах 51.4-ÍJ7.4Í. На долю нерастворимого остатка приходится 42.6-48.6$. Соверыекно иная картина в распределении растворимых и нераство-' рймых гумусовых веществ характерна для ферраллитных почв. Практически во всех исследуешх желтых и красных ферраллитных почвах основная часть гумуса извлекается из почвы щелочными и кислотными растворами (табл.2).

Извлекаемая часть гумусовых веществ представлена гуминовыми' и фульвокислотами. Минимальное относительное содержание IK в составе общей массы гумуса (4.8-15?) характерно для окультурдн-ных гелтых и красных ферраллитных почв. В целинных разновиднос-

131 149 30 31

62 . 67 17 12

42 35 25 14

193 216 46 43

235 301 72 37

55 IG • 34 35

13 О 8. 19

i G 23 . 30

24 42 54

102 30 65 84

Групповой состав гумуса

JS разреза и почв

Гуыиновые raí ело ты

С,;Гк

почве почвы

йульвокис-лоты

c.fnrrnru

Негидролизу-ещй остаток

G, / j к 1С С

почве почва почве почвы

Р.7 краснозем целинный Р.8 краснозем окультур. Р.9 краснозем окультур. Р.1 нелтая фероэдлитная

окультуренная • Р.2. желтая ферраллптная

окультуренная Р.З желтая ферзаллитная

целинная ТО-5 см) Р.За- желтая Йерсалл.целинная (5-20 см) Р.4 красная йеор.окультуренная. (О-В- см) "•4а коасная ?юрр.окультуренная (8-25 см) Р. 5 крас^ая^^рр^цежн-

Р.5а красная^|ерр^целия-

Р.6 красная феор'.окультуренная (О-П сы) Р.ба красная ферр.окультуренная Ш-22-см)

0.61 0.57 1.03

0.04 0.11 0.43 0.14 0.09 0.02 0.17 0.03 0.09 0.03

15.3 20.3 27, В

4.3 35.9 20.2 II.6 13.8 ' 6.0 16.6 25.8

8.9

9.4

1.43 1.00 1.07

0.77 0.37 1.64 1.05 0.54

CS.0 36.G 23.9

92.8 82.С

77.0 87.5

83.1

1.93 48.7 I.I6 42.С 1.60 43.3

0.02 0.CI 0.06 0.01 0.02

2.4 1.4 2.8 0.8 3.1

0.31 ■ 93.9 0.63 61.7

0.23 0.86 0.29

74.2 85.1 90.6

0.22 21.6

0.02 2.0

тях этих'почв доля КС более высокая (20-25Л. В соответствии с более высоким абсолютном содержанием IK в красноземах, относительная доля их в составе гумуса наивысшая (30-49/5). Преобладающая часть извлекаемых гумусовых веществ представлена фульвоки-слотами. Вое исследуемые почвы характеризуются фульватшы типом гумуса (Ощ^Сфд = 0.06-0.37). Исключение составляет красноземная окультуренная почва р.9, -в котором тип гумуса гуматно-фульватный (Сгк:Сс-к = 0.96).

Гуминовые кислоты. Гушшовые кислоты разделены на три фракции (табл.3). Содержание первой фракции IK варьирует в широких пределах (0.03-0.37% С). Доля Сп;-1 в составе гумуса мала и изменяется от 2.3 до 16$. При этом участие ее в составе гумуса красноземов более высокое (8.4-I5.2/Ó) ,чеи в ферралллтных почвах (2.4-8.5$). Среди всех фракций IK первая фракция занимает -господствующее положение во всех исследуемых .почвах (50-7ЕЙ). Содеркание ПС второй фракции крайне низкое. Количество ТК.проч-носвязанных с минеральной частью (фракция 3) изменяется от 3

Фракционный состав гуминовых кислот

.'5 раз- С, $ Сга - I 0ГК - 2 Сгк - 3 Сумма Ярасций"

ре за к

и по- поч_

$ 5; С $ к С % к С $ к С

„„„ ии1 Л п ¡1 АО' П с)

•таз во 0>'-1 псчзн почвы ь,,? почзы почвы

7 3.97 0.33 8.3 о о 0.28 7.0 0.61 15.3

8 2.73 0.32 11.7 0.03 0.1 0.22 8.0 0.57 20.3

9 3.70 0.57 15.4 о о 0.46 12.4 1.03 27.8

1 0.85 0.02 2.4 0.02 2.4 о о 0.04 4.8

2 0.69 0.06 8.6 0.01 1.4 0.04 5.8 0.11 15.9

3 3.13 0.15 7.0 0.10 4.7 0.13 8.5 0.43 20.2 За 1.20 0.08 6.6 о о 0.06 5.0 0.14 11.6

4 0.65 0.05 7.7 0.01 Г.5 0.03 4.6 0.09 13.8 4а 0.35 0.01 3.0 0.01 3.0 ' о о 0.С2 6.0

5 1.02 0.10 9.8 о о 0.07 6.8 0.17 16.6 5а 0.31 0.06 19.3 о о 0.02 6.4 0.08 25.8

6 1.01 0.09 8.9 0.01 1.0 0.03 3.0 0.13 12.9 6а 0.32 0.03 9.4 о . о 0.03 9.4 0.06 18-8

до 12,4$. Наиболее высокая она в составе гумуса в красноземах (7-12.4$) и более низкая (3-6.7$) в ферраллитных почвах. В тех почвах,где третья фракция обнаружена, относительная доля ее в составе ГК колеблется от 23 до 46$. Средняя степень гумификации органического вещества характерна только для окультуренного краснозема (р.9) и целинной красной ферраллитной почвы (р.За - гор.10-20 см). Во всех других почвах гуцус имеет слабую и очень слабую степень гумификации.

йульвокислоты. Содержание кислоторастворит.шх фульвокислот (фракция 1а) в изучаемых почвах очень различается. Относительная доля этой фракции в составе гумуса красноземов равна 6.4-10.0$, а в большинстве ферраллитных почв - 10-22$. Особенно заметно увеличение содержания этой фракции в нижних частях гуцусовых горизонтов желтой целинной и всех красных ферраллит-ных почв. В общей массе Ж данная фракция занимает значительное место в красноземах (18-26$) и нижних частях гудусовых горизонтов всех красных' ферраллитных почв (16-26$). В желтых фер-раллитных доля Ж-1а снижена до 6-14$. Содержание первой фракции Ж в красных фэрраллитшвс почвах и красноземах изменяется от 9.7 до 25.8$. Значительно в меньших размерах она представлена в желтых ферраллитных почвах.(9.2-15.9$). Вторая фракция ® находится в составе гугдуса в минимальных количествах.Содержание третьей фракции Ж достаточно высокое (0.2-1.3$ С). Наибольшее ее количество -средоточено в желтой ферраллитной целинной почве (0.8-1.3$ С). Во всех других почвах оно значительно ниже. Доля Ж-3 в составе гумуса красноземов и целинной

О-

реза, фк

'фракционная состав фульвокис-лот

- 1а

~ 1

"iSK

- 2

сфк ~

почва

Сумма фоак-_ISÜ11_

С Г*

^К С г* {С почвы

$ 1С С

почш.

Р г* % К С У-1 К С П rf "в почвы ПОЧВЫ

;;кс почв;:

9

7

8

1

2

3 За

4

4а

5

5а

6

6а

0.25 0.4 0.24 0.11 0.07 0.10 О.П 0.08 0.05 0.10 0.07 0.09 0.07

6.8 10.1

6.6

13.2 10,X

4.7 9.2

12.3 15.2

9.8 22.5

8.9 21.9

0.36 0.59 0.48 0.12 0.11 0.23 О.П 0.14 0.07 0.20 0.03 0.20 0.05

9.7 14.9 17.6

14.4 15.9 ГО .8

9.2

21.5 21.2

19.6 25.8 19.8 15.6

0.16 О 0.02 0.03 0.04 0.02 0.03 О О

4.3 О 0.1 3.6 5.8 0.9 2.5 О О

0.18 17.6 0.06 19.3

О

Q.OI

О 0.1

о.зо

0.44 0.26 0.51 0.35 1.29 0.80 0.S2 0.19 0.15 0.02 0.57 0.16

8.1

11.1 9.5

61.4 50.7 60.6 66.7

49.2

57.6

14.7 6.4

56.4 50.0

1.07 1.43 I.C0 0.77 0.57 1.64 1.05 0.з4 0.31 0.63 0.2S 0.86 0.29

28.9 36.0 3S .6

92.8 82.6

77.0

87.5

83.1

93.9 61.7

74.2 85.1

90.6

красной ферраллитной (р.5) почвы очень низкая (5-15$) .Во всех остальных-исследуемых почвах относительное количество третьей, фракции Щ в составе гумуса велико (50-66$). ■ 5. Лабильные Форш гумусовых вегцебтв'

Содержание водорастворимых органических веществ изменяется, от 16 до 34 'мгС на 100 г почвы (табл.5). Наибольшее количество этой фракции характерно для красноземной целинной почвы (83 мгС на 100 г). Среди ферраллитных почв несколько лучке обеспечены этой группой органических соединений (25-34 мг С на 100 г) желтые ферраллияше почш, чем краснце (16-25 №0 на 100 г)В составе лабильной части гуцуса эта фракция занимает -4.5-10.3$. При этом более высокая доля их (5-10.3$) характерна для ферраллитных почв.

Максимальное количество гумусовых вецеств,извлекаемых 0.1М Ha^PgOy (350 мгС на 100 г) содержится в целинной красноземной почве. Во всех других почвах оно сникено до 100-200 мгС на I0Ó г. В соответствии с неодинаковым содержанием гумусовых веществ.растворимых в нейтральном пирофосфате.запасы их изменяются в слое 0-20 см. Наивысшие они (8.8 г/га С на I га) в целинном красноземе. Во воех других почвах они колеблются в пределах 2.5-4.4 т/га С. По относительной доле участия ее среди всех извлекаемых фракций почвы можно разделить на 3 группы: красноземные (18.5-22.3$); желтые ферраллипше (30-42$) и красные ферраллитные (40-54$). •

Содержание гумусовых веществ, извлекаемых 0.1н NaOH,значи-. тельно выше .чем содержание предыдущей фракции. Особенно велико оно в красноземах - 400-450 мгС на 100 г. В ферраллитных почвах- это. увеличение меньше (100-150 мгС на 100 г). В соответст-

Таблица 5

Содержание лабильных 'форм ryt.jycoBiix веществ (С,;2)

„ ттт o.t м

0.1 11 КаЛ^

1Га0Н +!°¿0H фракций

разраэа

НоО

0.11.1

На4Р207

Сумма извлекаемых

Р.? Aj -

i'.B А^ -

¿4I

.За .4 . .'la-.5

.За

Л -

л Л

0-27 см 0-24 см 0-25 см 0-15 см 0-20 см 0- о см 5-20 с:.'. 0- 8 см 3-25 см 0-IC 10-22 0-11 II-21

0.034 0. 0.011 0.

о;л см см сп

0.054 0.025 0.023 0.025 0.024 0.026 0.024 0.025 0.024 0.019 0.013

353 143 174 100 ИЗ 180 IS5 116 140 133 120 100 183

0.400 0.453 0.373 0.120 0.090 0.153 0.140 0.143 0.054 0.146 0.140 0.026 0.091

0.160 0.150 0.183 0.080 0.0S3 0.090 0.09-1 0.083 0.048 0.043 0.070 0.040 0.056

0.927 0.760 0.770 0.325 0.314 0.450 0.463 0.368 0.306 0.347 0.354 0.135 0.353

зим с наибслыим абсолютным содержанием щелочно-растворшлой лабильной фракции гумусовых веществ в красноземах запаса ее наивысшие - 9.7-12 т/гаС. Во всех ферраллитных почвах они резко сштеш (1.5-3,2 т/гаС).

Наибольшее количество лабильного гумуса, извлекаемого смесью О.ЕД Ка4Р2о7 н c.Ih КаОН, сосредоточено в красноземах (150-180 мгС/ 100 г). 3 фэрраллитних почвах абсолютные показатели содержания данной фракции значительно ниже (40-90 мгС на 100 г). При этом в глинистых нелтых ферраллитных почвах оно более высокое (80-95 мг на 100 г) ,а в супесчаных и легкосугли-кисшх красных уерраллитшвс почвах око сникено до 40-70 мгС на 100 г.. Запасы этой фракция более высокие (4-4.8 r/гаО) в красноземах,и более низкие (1.2-2.1 т/raO) в ферраллитнызс почвах. Относительное содержание гумусовых веществ этой фракции менее изменчиво (16-26$).

Наибольшим суммарным выходом лабильного гумуса характеризуются красноземные почвы (0.75-1.0% или 20-25 г С на I га). Во всех ферраллитнах почвах абсолютное содержание лабильных гумусовых веществ сниаено до 0.2-0.45$ С, а запасы их соответственно до 6.7-10.4 т С на I га. Доля лабильных групп соединений гумуса колеблется от 20 до 85% от общей массы гуиуса. Наибольшее их относительное содержание (64-85$) характерно для цуадуса нижних частей гумусовых горизонтов красных ферраллитных почв. Наименьшая доля лабильной части в составе гумуса характерна дам желтой ферраллитяой целинной и красноземных почв (20-28$).

6. Состав и свойства тмшювых кислот красноземов и ферраллитных почв

Гушшовые кислоты красноземов и красных ферраллитных почв характеризуются примерно одинаковым элементным составом (тайл.6). Они содержат 34.4-37.11$ углерода. В них-достаточно высокое количество водорода (37.31-42.0$) и кислорода (21.5-24.4$). Исключением из этого являются гушновые кислоты желтой ферраллит-ной целинной почвы,элементный состаз которых резко отличается от всех остальных почв. В них наблюдается пониженное количество С к повышенное содержание кислорода. Эта особенности Ш данной почвы вызваны большим количеством иеразложиваихся растительных остатков в горизонте А|. Содержание к в красноземах и желтых ферраллитных почвах пониженное,а з красных ферраллитных, наоборот,более высокое. По содержанию С 1К ферраллитных почв Конго приближаются к 1К дерново-подзолистых почв.

Наиболее ощутимые структурные различия в строении молекул изучаемых Ш можно проанализировать по атомным отношениям элементного состава. В красноземных почвах Грузии отношение С:Н не превышает 1.0. Степень бензоидности,рассчитанная по Д.С.Орлову (1990),равна 23.1-36.7$. Отношение С:Н в ферраллитных почвах Конго колеблется в пределах 0.64-0.92. Такое отношение привело к тому, что показатели степени бензоидности снижены до 14-33$. Окультуривание ферраллитных почв привело к значительному улучшению этого показателя (28.7-33.2$). Отношение С:Н в гуминовых кислотах красноземов и желтых ферраллитных почв более высокое (12.8-15.85),чем в ПС красных ферраллитных тчв (9.38-10.28),как почвах,характеризующихся исключительно высокой биогенностью.

Изученные ферраллитнне почвы республики Конго по степени окисленности 1К существенно отличаются как между собой,так и от показателей степени окисленности 1К красноземов. ТакДКжелтой феррадлитной целинной почвы имеют весь!,¡а высокую величину степени окисленности - 0.93. Во всех других почвах р.Конго 1К характеризуются невысокими показателями степени окисленности (+0,329...-О,199).

Анализ элементного состава во всех изучаемых препаратах 1К, а также рассчитанные величины теплот сгорания свидетельствуют о сходных чертах процесса гумификации в хорошо окультуренной красноземной (чайная плантация) и красной ферралллтиой окультуренной (р.4) почвах. Процесс гушфикации в красноземе окультуренном (мандариновая плантация) и во всех других ферраллит-

Элементный состав (на сухое беззольное вещество).атомные %, атомные отношения, степень окисленности, теплота' сгорания и степень бензоидности

~~~ ' Содержание,атомныё"Ц Атомные отношения Сте- Тепло- Степень

~ оно, м с/о „ „/р — Д- ^.Щ-

...... .....—— ,..11.- ,11.1 I ..........—-—-- ■ ■ ■ ■■ ■ ■ -------- ■ -- ■■ ------- — — - ■ .ТЧ7 -

краснозем окультуренный,чайная плантация 37.72 37.31 22.Г7 2.74 1.01 1.70 13.65 0.99 0.39 + 0.18 3802 36.7

^Краснозем окультуренный, мандариновая плантация . 34.57 41.13 21.61 2.69 0.84 1.60 12.80 1.19 0.63 +0.06 3721 23.1

Желтая ферраллитная,

целинная, рГЗ 26.11 40.4Г 32.33 1.15 0.64 0.81 22.63 1.55 1.24 +0.93 689 Желтая ферраллитная,

окультуренная, р. 2 ' 34,35 41.76 21.73 2.16 0.82 1.58 15.85 1.21 0.63 +0.049 3592 28.7 Красная ферраллитная

целинная,рТб 32.32 42.76 21.47 3.45 0.76 1.51 9.38 1.32 0..66 +0.006 3779 14.08 Красная ферраллитная,

окультурешая, р.4 37.11 42.00 17.3 3.® 0.88 2.14 10,28 1.13 0.47 -0.192 4843 33.2 Красная ферраллитная

окультуреннаяГр.6 34.43 37.56 24.44 3.97 0.92 1.41 9.74 1.15 0.71 +0.329 3513 22.2

Данные взяты из работы Сагшф Ист,этила Силлы (1993).

со

ных почвах не сопровождается столь явный! процессами отщепления периферических фрагментов от молекул IK. Данные ИК-спектров гуминових кислот всех почв noxosai по общему абрису как в сравнен™ друг с другом, так и ЯК-спектрам других почв. На Ж-спектрах IK краснозема окультуренного (мандар.плантация) и всех ферраллитных почв, кроме ПС почвы р.4. Интенсивность полос поглощения и значение U соответствующих компонентов пери- ■ ферических структур молекул значительно выше (в области 34X0-3370 , 2935, 1470-1460; 1430-1400, I270-I2I5, 1080-1030 см"1), а интенсивность полос поглощения,характеризующих ароматические структуры молекул в области I635-I6I0 см--1- меньше,чем вхо-рошоокультуренном красноземе (ча^шая плантация) и красной фер-раллитной окультуренной почве (р.4). Это свидетельствует о более развитой алифатической части молекулы ПС краснозема (ман-дар.плантация),и большинства ферраллитных почв и,напротив, о большей степени ароматизаций ПС краснозема (чайная плантация) и окультуренной красной ферраллитной почвы р.4.

шведы

1. Все изучаемые красноземные почвы Грузии и ферраллитные почвы республики Конго характеризуются свойствами,типичными для почв влажных субтропиков и тропиков. Они.имеют суглинистый состав, преобладающими гранулометрическими фракциями которого являются песчаная и илистая.

2. Содержание si в красноземах изменяется от 47 до 56$. Желтые и красные ферраллитные почвы характеризуются повышенным содержанием этого элемента (60-70$). Содержание kt в красноземах колеблется в пределах 25.6-30$, в то время как в фер-раллитных почвах оно снижено до 17-24$. Красноземы более обеспечены железом (12-15$), чем желтае (7-9$) и красные (3-5.5??) ферраллитные почвы. Красноземы и ферраллитные почвы характеризуются низким содержанием Са (0.02-0.24$). Исключение составляют окультуренные красноземы,содержание Са в которых повышено (1-1.8$). Изучаете почвы имеют низкую обеспеченность калием (0.06-0.65$). При этом ока более высокая в красноземах (0.7-1.Е$). Содержание Mg И Na в красноземах более высокое,а в ферраллитных почвах очень низкое. Вычисленные отношения sio2: R2O3 подтверждают причастность исследуемых почв к ферраллитам.

3. йжость катионного обмена (ЕХО) в красноземах высокая (26-38 ы.экв на 100 г). В ферраллитных'почвах она значительно ниже (7-II м.зкв/IÓO г). Наибольшее содержание и 11+

характерно для целашсго краснозема (24-34 м.экв/100 или 7077$). Содержание этих катионов в ферраллитных почвах значительно меньше (5.0-7.5 м.ока/100 г), но относительная их доля очень высокая (60-9CÍ'.'). Бее почвы характеризуются кислой реакцией (Ш^ - 3.6-4.3).

4. Ео содержанию гумуса красноземные почвы характеризуются средней обеспеченностью, а гумусовые профили приближаются или относятся к аккумулятивному полноразвитому. Ферраллитные почвы характеризуется низко;; обеспеченностью гумуса (1-1.8$). По запасая гумуса в метровом слое изучаемые краснозеш характеризуются средним уровнем гумусированносги.а ферраллитные почвы-низким уровнем.

5. Количество извлекаемых гумусовых веществ в красноземах колеблется в пределах 51.4-37.45?. В ферраллитных почвах основная часть гумуса извлекается. В растворимой .части доля ПС минимальна (4.8-15.0$) в окультуренных ферраллитных почвах,и более высокая (20-28$) в целкшшх- разновидностях. В красноземах она наивысшая (30-49$). Преобладающая часть извлекаемых гумусовых веществ представлена фульвокислотами. Все исследуемые почвы характеризуются фульватшм типом гумуса (0^:0^ = 0.06-0.97).

6. Среда фракций Гумилевых кислот преобладает Фракция I. На втором месте фракция 3. Содержание гуминовых кислот второй фракции крайне низкое.

7. Более разнообразен фракционный состав фульвокисдот. Относительное содержание кнслоторастворимой фракции-.(1а) ®С в составе гумуса колеблется в пределах 6-22$. Особенно заметно увеличение содержания этой фракции в нижних частях гу1дусовых горизонтов целинной и всех красных ферраллитных почв. Содержание первой фракции <ЕК в красных ферраллитных почвах и красноземах изменяется от 9.7 до 25.8$. Значительно в меньших размерах она представлена в желтых ферраллитных почвах (9.2-15.9$). Вторая фракция ® находится в составе гумуса в минимальных количествах. Относительное количество третьей фракций в составе гумуса велико (50-66$). Значительно меньше оно в красноземах (5-15$).

8. Среди лабильных форм гумусовых веществ количество водорастворимых соединений во всех почвах мало' (16-34 ыг С на 100 г). Содержание гумусовых веществ,извлекаемых 0.1М Ha^PgO^. Значительно выше (100-350.мтС на 100 г). Максимальное количество этой фракции содержится в целинной красноземной почве. Содержание гумусовых веществ,извлекаемых 0.1н NaoH значительно выше,

чем содержание предыдущей фракции. Особенно велико оно в красноземах (400-450 мг на'100 г).. В ферраллитных почвах это увеличение меньше (100-150 мгС на 100 г). Наибольшее количество лабильного гтыуса,извлекаемого смесью 0.1 М Ка4 15 к НвОН, сосредоточено в красноземах (150-180 мгС/100 г). В ферра-литних почвах абсолютные показатели содержания данной фракции значительно ниже (40-90 мгС на 100 г). .

9. Наибольшим суммарным выходом лабильного гумуса характеризуются красноземные почвы (0.75-1.05? или 20-25 гСна I га). Во всех ферраллитных почвах содержание всех лабильных соединений гумуса заметно ниже (0.2-0.4®! С или 6.7-10.4 г С на I га). Доля лабильных групп соединений гумуса колеблется от 20 до 8® от общей массы гумуса.

10. На основании данных элементного состава, степени окис-ленности, степени бензоидности, теплот сгорания, оптической плотности и инфракрасных спектров установлено, что гуминовые кислоты ферраллитных почв характеризуются большим набором алифатических структур. Молекулы IK красной ферраллитной окультуренной 'почвы и краснозема,наоборот, имеют значительно выраженную степень ароматизации.

По результатам диссертации сдана в печать одаа работа.

Гумусовое состояние красноземов Грузии и ферраллитных почв республики Конго.

Подписано к печати 13.07.95. 1995 г. Формат 60x9О1/16 П.л. I. Заказ 2Т9Г р.п. Тираж 100 Бесплатно

ТппогргГпя В".Г.1\ П.'!блпвсг;