Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ АВТОМОРФНЫХ И ГИДРОМОРФНЫХ ПОЧВ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ АВТОМОРФНЫХ И ГИДРОМОРФНЫХ ПОЧВ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО"

МОСКОВСКИЙ ОРДША 1ЭША, ОЩНА ОКТЯБРЬСКОЙ РИОВДЩ И ОРДША. ТРГДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЮИ ГОСГДАРСТВНВШ УНИВЕГОИт' «ИНН МЛ.ЮНОНОСОВА

Фвкрлъм* гочвовадмош

На пращах ррюшн»

САДНИ ВИКТОР ГАБРИШВИЧ

УДК. 631.417.2 I 631.416

СКЖЛИТШ^О-ВООСТАВСШтШЫВ РВПШ АВТОМОРвйСС

и гадрошдаых ючв ничЕРНоеаиой зоны и га вшш на

ОШШПЯОКОЕ рвцнлво -

Сиацвашнооть 06.01.03 - Лочжзмдмяю

Автореферат даоовртацнм ва оовбжатв ученой отвивнж , ■■ кииадата йюлогпвоки авук

\

Москва - 1988

Работе выполнена не кафедре химки почв факультета почвоведения Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова.. ^ ■■ ■ ' ^ ' :' • : . Научгайруководвгель - доктор <5н алогических неук,

профессор Д.С.Орлов.

Официальные оппонентаt доктор сельскою«я1ствеюшд нвук> ' профессор В.И.Савич?

иевдидетЛюлопмеокийвув О.А.Ннколаева ■' -

.Ведущее учреждение - Почвею»! институт вн. В.В.Дощчэеаа,

Занята состоится */0» в 15.час> 30 мая.

в вуд, 11-2 фвкулмегвпотаоведеши ИГУ хм. Н.Ъ.Ломоносова не »аовдвгага совшганв8ировавного совете К.053.05* 16. Отвод» двух' »квемплярат про сям направлять со адресу! II9699, ГСП, Москве, ¿-Z96; И7, фвкуливт Ьочвовёде|шягУченн» совет. .

О диссертаций! можно оаввксжшться в Ьяймотте факультете почвоведения ШТ.

Лвторефсраг разослан " a? * к

Ученн! секретарь овеиваливироввяного совете^ доцент

■ í .

ИЛ.БасЗЬевв,

Актуальность птюблеам. Развитие сельсн 01оад йственного производстве в условиях Интенси^икации земледелия предусматривает широкое Проведение рвОот по ссуиению переувлахненных почв, двухстороннему регулированию водного релвка, орошению почв. Осушение и орошение резво иеняот о кислит ел ьно-восотв новительше (СБ) реамка почв и связанные о ниыи показатели почвенного плодородия: содержание и завесы органического вещества» его кечеотвекшй состав, реакцию почв. Для осуществления направленного улучшения свойств почв при изменении юс водного режима необходимо знание законов трансформации органических и органо-иинераяьшгх компонентов сочв как функции ОВ-аотенциела и его динамики.

= '■ Цель раб<?ты. Изучение ОВ-реаимов и гукусного с ос юянкя широко распространенных.в НетерновемгеА зоне почв, выявление зависимости гумусного состояния почв от ОВ-условий, в токже научение влияния восстановительных вродеосов не характер гуыуса в модельных опытах. .

Освоение задачи исследований. В работа были поставлены еле-давшие задачи; I) изучить пространственное варьирование окисли-тельш-восс те новотельного потенциала в почвах {ОВП); 2) изучить динамику ОВП в профилях главных типов почв о пошшьп сташгонар-ных';каблюдений; 3) составить картогромны ОВ-условиа и степени кислотности почв сопряженных ландшафтов; 4) ивучить «ависякость ОВП от величины рН; 5} разработать,шкалу интенсивностей СВ-про-пессов для главных почв НечернозекнсЗ зоны; 6) внявить главные типы ОВ-режиков на примере почв АБС "Чашивсво"; 8) изучить.в модельных опвтах влияние восстановительных процессов на состав гумуса.

Научная новизна. Детально изучены ОВ-условш преобладания в Нечерноземье евтокорфных и гвдроыорфша почв. Рвзработвнк при-

Ц. ¡ТРАЛЬНАЯ НАУЧ.»;лЛ БИБЛИОТЕКА Мосч, сэльскохоз. академии им, К. А. Тимирязева

И ни.

еыы составления вартограш Щ-условиЯ н кислотности почв не ос-новакинпалевыхвзиерениЛ (ШЦ и рН в ненаруиенных почвах. Выявлены коррелятивные ифушнионадышесвявикекду тиасм ОВ-режима » гуыусшш со ст ояниемп очв ги зу чеш' нек оторые процессы трансформации гувдоовы* веществ в их органошшералышх производных при' -развитии восстановительных процессов.

рра кц^ свод, дна чеяа? рвботц. Проведенные исследования возводя от деть рекомендации по составление картограмм ОВ-режииов и отепеюг-кислотности по^в На основе полевых измерений ОВД и рН Й ЕО их испольвованио длярешения генетичесвихи агрохимических аадач»Изученииесвиви между составом почвенного гумуса и ОВ-про-Пессйкн ыогут вытЬ вспольвоваяй пряраэ работке рекоуендашмпо ОптвияэашшОВ-ремкоэпочв'о регулируемым водный режимом,\ .

' АдроСаши работы. Основнва полсления даосертвцив Оыл* доложены на ЗТ конференции нолодых ученых факультета почвоведения ЮТ(12аЗ),;атвкже на заседают кафедры химии почв факультета почвоведения МГУ (1983)4 - *-.'■'.■,'■, /л ■."'">.'*'•'"-'

Руйядиасии. По<теме диссертации опубликовано 5 работ. -Объем работы* Диссертация состоит' иэвведения, 5 глав, аан-/тченвя. и выводов. Материала диссертации изложены на страницах машинописного тексте, вклпчвют рисунков, ' гвйлнц и список литератур» яа нагввшгй (да них - варуб&х- -мне). . -г - . ._';*■...■..■ ..'...'..'

Работа выдодненана кафедре химии почв фаи^ьтета почвоведения Ш7 ик, Ц.В.Ломоносова,

■' .. ■ '■■"■■ 3 - . ■■: . .■

ОБЪЕКТЫ И МЕТОД/ ИССЛЕДОВАНИЯ ■ - 'Полевме ксследовавкя проведены не учейно-чигатвой агробиологической станции "Чашниково*. факультете почвоведения ИГУ; рвспо- . ЛогеНвоЙ в Московской области (Солнечногорский paaottj, Ьбшя площадь агдобиобтвншш составляет 572 га« год'десной.растительностью Ьа*одвто» 25В Га. . ' : • .

Не водораеделено8 чаотв агробиоствнции преобладают дерново-свльно- и оредаеподеолиотве почв«,' ванимекитеоколо 80Í площади¡ Ддя решеиия поставленных ввдач были выбрены^ря метены« ьхваты-веочше главные тлив почв«

Почвы первойквтены расположены на локальном склоне водорав-дела^ Это,- дерново-среднеьодэояийтая дертвЬ-средиепод-

Волиотйя поверхностно-гдеевзд (р*7) а лерегнойазд т орфя ниот о-под-волистея глееям {р,6).оочвы. Распрвдёлеаив вт»100$ерти ссадвов Прмодйт вяив во склону сначала * йаяйд^вяю Оглеенных почв (р.7); в s dt ем it сдане дернового процесса процессом торфообрввоввния

. Ьторая катенв предотевлена нивинными торфяно-глеевьигй аоч-feeira различной степени пёреумадненяя в Ьггелевнеяля/ Были отобраны торфяноуглеевад слабоожелеэненнай <p.i)¿ торфано-Глеевал карбонатная (р.2) в ¿срфянс-гдеевая Ьрудкелая воквщ гвия-

Ьаици'е смон первой террасы р.Клязьик

Третий ряд почв расположен в дойне р^Клявьмы^ вдесь бшш вэйты обрввпн дерново-луговой ДочвН центральной пой1га (р.с) и . дерново-слоистой почвы прируслового вала {р.Э), реалвчэпдихся по водному ремиз¿ механическому составу и растительности,

. Пространственную иаыейчивость OB -условий я кислотности jaep-зккх горизонтов почв изучали на всей территорий егробгостенции. ' Для втого регулярно » течение, трет лет проводили BSirepetow ОВП

и рН; OCtaee число точек опробования составляло 200-ÎSD в год,

Бит изучены показатели химических свойств почв: I) групповой и фракционный соотев гумуса по Пономаревой ж Плотниковой (Пономарева, Плотникова, i960)j 2) содержание вкорфных соединений железа по методу Тайге (Зонн, 1981) ; 3) суммарное содержание несиликатного железа но кет оду tiepe-Джексоне (Эонн, 1981}j 4) содержание подвижных фосфатов по методу Чиривова (Агрохимические методы исследования почв, 1975)i 5) содержание органичео-кого углерода до Тюрин? в модифиладаи Никитина (Орлов, Грипшнз, 1961); 6) содержание углеводов в почвах по методу Дювуа (Орлов, Гришина; IS6I ) ; 7) рН водной я солевой оуопенэий (Физико-хими-ческиа методы исследования почв, 1981). .

В ходе работы били уточнены методы изучения динамики ОБИ,. составления керто1ремм СВ-режяиов и кислотности лочв во данным полевых намерения; отработана методика модельпого опыта со инку-Оироваяито почва в условиях постоянного в качения ОШ,

ТИШ огаетИТЕЛЬНО-ВОССГГАНОВИТЕШШ РЕЖИМОВ ПОЧВ ' Изучение динемики ОШ я ОВ-реяшмов подзолистых почв было начато Н.П.Рекезовым (1929, 1930], развито в дальнейшем работами И.П.Сердобольекого (1940, 1950), С.П.Яркова (1954, IS58),H.C.Ke-уричева о сотрудниками (I%4, IS65, 1979), Л,Л.Шитова (1962, 1969), В.Н.Кураевй (I9S7, 1968, 1969), В.И.Савича (1974, 1980), В.А.Рабиновича и др. (IS57), Л.Ф.ТврэрипоИ (1974), Д.С.Орлова Д.Р.Дхиндила (1974). Накопленные материалы обобщены в коногрйфии Й.С.Квуричева и Д.С.Орлова (1982). Высокая изменчивость ОВД обусловливает необходимость его изучения в ходе годовой и многолет-. ней. динам пит j неиболее полно ОВ-усдсввя характеризуются ОВ-режв-ками, Иод ОВ-ремлмом ка далее лови«аем совокупность протеяаиаих в почвах во времени окислительно-восстановительных реакций и

процессов, а также их сочетания со генетический горизонтей я пределах почвенного профиля, направление и интенсивность котср« отражает дннамика окислит ел ьно-во остановит ел ыих потешхиалов. рарьирование. дзнаьмка и проДилтное га entere некие ОПП Sa время наблюдений во всех изучении* г.очвех 0Ш1 не опекался (шкв - 0,27 В и не поднимался выше + 0,76 В (рис.1). В дерно-во-лодзолистой неоглеенкой (р.б) и поверхностно-глеевой (р.7) почвах ОВП изменялся от 0,25 до 0,65 В, при чей характер дана ют» я уровни ОВП в I&ül л IS02 гг, пало различалась.

Перегнойная торфяинсго-подаолистая почве (р.6) характеризуется широким диапазоном изменения ОШ от -0,03 до 0,?6 В, яри етом в засушливый год ОШ Изменялся ст 0,10 да 0,7в В, а во влажный 39В2 г. его уровень понижался до -0,03t(+0,OG) В.

' В торфаНо^ГЛеевых кивнккых почвах {р.1,2,4) ОВП «менялся от -0,16 до 0«в0 В, В слабосжелеэненноА tp.I) я оруднелой(р.4) почвах ОШ изменялись в близких пределах от 0,0 до 0,60 В, а в карбонатной,(р.2) почве уровень ОШ был ниже в средней на 0,2 В.

Низкой уровень ОВП в карбонатной почве обусловлен Солшей микро*

биологической активностью л более щелочкой реакцией среди по срввнеркп о другими т орфя но-глеевши почвами, Дл.*< всех торфяно-глеевых почв характерно повышенна ОШ в относительно ээсушшвом 1981,году.

В профиле аллювиальной дерново-дуговой почвы (р.8) наблюдались значения ОШ от -0,25 до 0,67 В, диапазон колебаний'в 1961 х 1982 гг. был одинаков. Аллювиальная дерново-слоистая почве (р.9) характериауеюя более узкий интервалом ОВП от 0,0 до 0,61 В,

в горизонтах до глубина 200 см ОШ ивкеняется от 0,40 до 0,61 В, что связано о ее ооеочанеьым механическим составом, хорошей дренированное™» и аэрацией.

Pío. I, Двнаыжка ОВП » некоторое почвах Начерно земно а зоны.

А- тогфяио-глеевля низинная карбонатная почва (р.2), 1962 г. •

S- торфянжото-яолзолиотал глеевал почва (р.6),

lO'ei г.

Наиболее висовая дивамичнооть 0В1Г наблпдвлась в верхних горизонтах ночь í подверженных белея частим изменениям фивико-химп-чеоких условия по сравненип с нижележащими гори зонте™. Летом по—, тегахнал за 1-4 дня »вменялся, как правило i не 0,01-0,05 В» ко иногда размах колебаний достигал 0,10-0,15 В.'Осенью колебвняя потенциалов сглаживаются; ■■

Несмотря не высок}» динвмичвость ОВП, характер изменения потенциалов по :профилю большинства почв сохраняется постоянным в течение года. Максима львы в уровни ОШ чаще всего шблпдамея в верхних горизонтах) в торфяно-глеевых почвах максимум ОВП иногда • отмечается в горивонтвх оведезненвя» обладающих повышенной буферной способпооть» по отношении я.0ВП. Наиболее устойчив характер изменения ОШ по генетическим горизонтам в течение тоня -ладя,

Для оценки достоверности наблюдиемнх различив было изучено варьирование ОШ в почвах^ Коаффипиенты варьирования в верхних горизонтах s пределах одного páspese» а также в пределах всей площади дерново-лодэаяистнх почв'"" на участках о однородной растп-теяьностьо составляет около достигая в некоторых переувлаж-

ненных ра а ностях 16?..При таком варьировании средние значения ОШ, отличающиеся на 0,05 В, различаются достоверно.

ШкалаiинтенсивноетQg-пропесссв для пота Нечерноземной зоны Для типизации ОВ-режимов и составления ОВ-картогремм необходимо бнло выбрать шкалу ннтенсивпостей ОВ-процессоп, пригодную дня херактериотиви изученного набора почв. Н.К.Хтрян (197S) пред-■ лажал шкалу ОВП для черноземов ж других почв Армении О шагом . 0,10 В. Эта шкала была составлена беа учета кислотно-основных условий и рассчитана на богатые органическими веществами черновем-ше почвы, поэтому она не подходит для характеристики почв Нечерноземья. Ми вздля «калу Н.К.Хтрянв аа основу и для ее уточнения

лринчли следушие положения:

X, КинкыельнкЯ шрг кяэлы должен соо т ве т ств ов ат ь интервалу в 0,05 И. 31о обусловлено величинеки нерьирояания и динамикой СПП. 2, Границей преобладания окислительны* процессов кед восстановите л кчш.:и ни приняли значение 0Ш равное 0,40 В, ниже которого, согласно литературным дашшк, кислород в системе практически отсутствует (10~5-ИГ6 И/л) С ^сч-.-ооа , 1961; Гречин, Кур-лвловв, 1962), происходит изменение состава юшрофлоры и направ-леюм биохимических роегсз'Я. 3. Гдтенсивность восстановительных процессов 1/ы (федлагзем оценивать исходя из последовательности смены восстанавливающихся окислителен; цОд, Мп02, Ре1*, $0^Г Н+ ( ьо'т , 1971; 1;011Л ег «1. 1979; ГаИХск- , 1961), 4, Интенсивность окислительных процессов обусловлена преимущественно парциальным давлением лпслородв в почвенном воздухе, на увеличение которого указывает воэрастенке величин СВП (Гречин, Курлыко-ев, 1962), 6. Принято, что увеличение рН на единицу влечен за собой уменьшение рН на 0,059 В,

На о свое б нии изложенных положений нами предложена шала интенсив ноотей ОВ-процессав, несколько резлпчвюинися для кислых и для нейтральных псгв:

ОВ-процесса Диапазон СВП, В

кислые почвы нейтральные почвы

очень интенсивно восстановит ел ьни о , ........ , ¿.0,10 ... <-0,0

интенсивно восстановительные. . 0,10-0,ЕО , 0,0-0,10 умеренно восстановительные . . . 0,20-0,35 * . 0,10-0,25 елвбо восстановительные . . ♦ , 0,35-0,40 . . 0,25-0,30

слабо окислительные . ......0,40-70,45 . . 0,30-0,35

умеренно окислительные..... 0,45-0,50 . . 0,35-0,40

интенсивно окислительные ..... 0,50-0,60 , . 0,40-0,50

очень интенсивно окислительные . . > 0,60 т-0,50

0&-ое«имы почд Ндчерчоаемвой зоны

В ряду от дерново-подзолистой (р,5) к дерново-подэолистой поверхностно-глеевов (р.?) и'торфяиисто-содзолистой (р.6> почве найдвдается тенденция ослабления окислительных ироцесоов в верхних горизонте!] во мере увеличения степени увлажнения воаряотает интенсивность и длительность периодов с восстановительными условиями. В глеевых горизонтах торфянисто-подзолистой почвы господствует устойчивые интенсивно восстановительные процессы. Элювиальные горивонтн А2 Всех почв характеризуйся чередованием восстановительных и оииолйтельных процессов, длительность которых обусловлена у слов вами увлажнения (рис.2).

> Торфпно-глеевые ниешпше почвы (р.1,2,4) обладает сходными ОВ-условиями в нижних глеевнх горизонтах, где преобладает интенсивно и очень интенсивно.восстановительнае процессы, В верхних торфяных горизонтах интенсивность окислительных процессов.и их. деятельность минимальны в торфано-глеевой карбонатной почве (р.2), возраотеот в сдабоожедеэненной (рЛ) и достигает максимум В оруднелой (р.4) почве, Снижение уровня почвенно-грунтовых вод » засушливый год приводит и возрастанию среднего уровня ОВП во всех торфяно-глеевых почвах.

В ожелезненных горизонтах терфяно-глеевых почв наО/сдяется воарестаете уровня ОВП и его устойчивости по мере увеличения степени ожелезнения горизонтов Тре. Способность соединений трехвалентного железа препятствовать снижении ОВП при затоплении почв водой отмечалась ранее (Кеуричев, Датфулина, 1976).

. В дерновсм горизонте дерново-луговой почвы (р.8) (рис.2} ОШ в течение всего вегетационного периода сохраняет устойчиво

глуйва, см

В

ю о

<Сь О

ijijiViVIferH*"

высокие значения (0,45-0,6 В), ко уже в следуете« горизонте Bl£ наблодается контрастная смена ОШ от - 0,07 весной до 0,60 В осевм>. В глеесшс горивонтах Cß устойчиво господствуют интенсивно-восстановительнне вродесои, Несмотря на то, что дерновый горизонт, подвергается:сильному переувлажнении весной (реже осенью) снижения ОШ я 9том горивонте не происходит, тогда как ори переувлажнении гумусового горизонта дериово-подэолистой поверлноотно-гле-евой почвы ОШ снижался до уровня елабо-воостеновительных процессов.

Аллювиальной дерново-слоиотой почве прируслового врлв {р.9) • свойствени устойчивые умеренно и интенсивно окислительные условия до глубины IB0 см} в горизонте CG2 ОВП реекс падает до 0,10 В и господствуют устойчивые интенсивно восстанови!ельше процессы. Для профиля дерново-слоистой почвы характерно отсутствие севов-ных изменений ОШ.

Картограммы ОВ-тслдвий почв АБС "Чаркижово"

Картограммы окислительных потенциалов я степени кислотности почв АБС "Чашнивово" были составлены tta основании полевых измерение, выполненных летом ISfll a IS82 пч (мзоштаб Ii 5000).

Согласно квртогрвмием ялошади почв о преобладанием окислительных. (ШП?0,40 В) х воосгеновительнюг (0BII¿.0,40 В) условий мало зависят от погодннх условий года и составляет соответственно ВЗ-В5 И 15-17 % территории ABC "Чашниково". На отдельных участках наблюдалось уселе кие или ослабление окислительных процессов в зависимости от условий увлажнения. Во влажный год в целинных дерково-подзолистнх почвах уровня ОШ повышались яв 0,050,10 В, а в пойменных почвах - снижались не ту же величину. Снижение Уровня ОВП 9 пойменных почвах связано о низкой СВ-буАрностью этих почв, сформированных в условиях пегемекпого ОВ-режиу»

(Савлч и др., 1974) 16В0). Несущественная зависимость картограмм ОВ-условий от погодных условий в период их составления свидетельствует о пригодности таких картограмм для агропроиэводотвенных целей.

Составленные картограммы кислотности локавали, что относительно высокий уровень рН (около 6,0) в окультуренных почвах приводит к снижению ОМ и интенсивности окислительных процессов до слабо окислительных по сравнению о целинники почвами. Воздействие ниалотности на ОШ в втих почвах связано не только о непосредственным учаотлем ионов водорода вОВ-ревшиях, но я с косвенным влиянием в» очет изменения уровня микробиологической активности.

Типизация СВ-тежимов.■

На основе литературных денных и.собственных исследований мм предлагаем иооольаоввть следушие показатели дли характеристики и типизации ОВ-режимов почв Нечерноземное зонт

1. Динамичность ОВД определяется скоростью изменения ОВД в период 1-7 суток* в) высокая - более 0,05 В/сутки; средняя -0,02-0,05 В/сутки; в) ниэкая - менее 0,02 В/сутки.

2. Профильное распределение 0ВП1 а) однородное(0) слабодиф-ференцированное .(в смежных горизонтах и вменения интенсивности . не превышает одну градации шкаЛы); в) сильнодифференцированное в смежных горизонтах интенсивность СВ-вроцесоов изменяется более чем на бдну градации шкалы. - <

3. родовая длнемида ОВД оценивается по изменению среднего уровня ОВП и соотношению периодов о различной интенсивностью Сопроцессов в течение года! а) устойчивое гооподство тех или иных ОВ-процеесов - наблюдестся только непродолжительные Отклонения ОВП от среднего аначекия не более чем на одну градацию шкалы интенсивно отей; б) домянирупцее гооподство СВ-процессов - я ера нт ерш

отклонеш» не одну градацию пшелм в течение продолжит ел ьно го периода (15-30 % продолжительноети вегетационного периоде){ в) уравновешенное соотношение - приблизительно равное соотноше- , ние периодов о иятевсивяоотями, различающимися не белее чем на две градации шяалщ г) контрастная сиена ОВ-уоловиЯ - изменение ОВ-условиа более чем на две градации шкалы•

4. Многолетняя динамика ОШ (зависимость среднего уровня ОШ верхних горизонтов от погодных условий года)! в) малоэависи-иая - ОШ изменяется в разные годы не Солее чем на одну градации шкалы» б) еильновавиоимая - ОШ изменяется более чем нв_ две гра-. дации шкалы.

Использование «тих показателей позволяет подробно ояврвкте-

* i риаовать оообенкости ОВ-режишв изученных почв; призеры такой

характеристики для трех почв приведены в табл.1. -

' . ' Таблица I

Характеристике ОВ-режимов некоторых почв

■ Почва .Характерные показатели ОВ-режимов •

Дерново- рреднединамичная, малозависящая от ногодннх уо-

водволвотая ловий динамика ОШ, среднедв$ференотроввнное * неоглеенная распределение ОШ по профилю, в верхнем горизонте уравновешенное соотношение интенсивно и умеренно окислительных процессов, доминирующие умеренно восстановительные в гор. А2 н устойчивые умеренно окислительные процессы в гор.В. Внсокодднамичнвя, сил ьно зависящая от погодных условий динамика ОШ, во влажный год средведиффе- ' ренцированное распределение ОШ по профилю, до-минирущее господство интенсивно я очень иятея-

(р.6)

Перегнойная торфянисто-подзолистая глеевая

- 14 -

■ Продолжение тайл. I (р,6) с ив но в ооота нов е? ел мшх процессов о усилением ин-

тенсивности окислительных процессов в верхних горизонтах осенью1 в авсуиливый год в верхних горизонтах уравновешенное соотношение слабо и.очень интенсивно оксолительннх процессов, . Торфяно- ' Низкодшшгичная, мало зав поящая от погодных условий глеевея динамикв ОВП, однородное распределение ОВП по вое-

карбонатная му профилю, устойчивое господство интенсивно п низинная очень интенсивно восстановительных процессов, (Р.2)

Дерново-подволистая поверхностяо-глйевая почва характеризуется промежуточным СВ-режимом между неоглеенной дерново-подзолисто Я и торфянисто-подзолистой почвами, В торфяных горизонтах низинных почв интенсивность окислительных 1фоцессов нарастает от торфяно-глеевой карбонатной (р.2) к елеОоожелеененноП (р.!) я орудяелой (р.4) почве.

Аллювиальные дерново-луговая (р.8) и дерново-слоистая (р.9) почвы херектеризуптся низкой динамичностью ОВП, малой зависимость» от погодных условий и устойчивыми интенсивно онислит еяьннми процессами в верхних горизонтах.

ЧМЛНИЕ ОВ-УСЛОВИП, НА .СОДЕПШШВ И СОСТАВ ГУМУСА ■

В южно-таежной подзоне содержание гумуса в горизонтах А1 целинных дерново-подаодистых почв колеблется от 2,9 до 4,8 % (Орлов, Бирюкова, 1984), достигая иногда в переувлажненных резкостях (Пестряков, 1977| Добровольский, Урусевская, [984).

В изученных нами почвах содержание органического вещества не превышает 6,0 % и только в торфяных горизонтах' ваболоченных

почв достигает £0-45 % (твб.а.2), Ё дерново-подзолистоВ (р.5), дерново-псдеолистоя поверхностно-глеевой (р.?), дерново-луговой (р.8) почвах содержание гумуса убывает вниз по профилю от 4,66,5 % в верхних горизонтах до 0,3-0,6 % в гор. В на глубине 5060 см. В дерково-сдоист ой почве (р.9) содержание гумуса мало изменяется до глубины 70-80 см за очет погребенных горизонтов. Наиболее высокое содержание гумуса в аккумулятивных горизонтах свойственно дерново-подзолист ой поверхностно-глеевой (5,S-C,S JS) и минимальное (2,9 %) ~ дернов о-оло йотой почве.'Повышенное содержание гумуса присуще почвам, подверженным временному переувлажнение. .-...' *

Повышенное увлажнение в нижней части склона приводит к появление сдабооторфованной подстилки в поверхноетно-глеевой почве, к увеличению ¿¿держания гумуса и его гуывтнойтй; отношение Сгк!Сфк увеличивается от 0,66-1,01 в неоглеенноа ревности до 1,19-1,43 в ловерхпостно-глеевой почве. Увеличение со держанил гумуса и нарастание гуматности органического вещества сопровождается ослаблением интенсивности окислительных процессов в дерново-подзолистой поверхностно-глеевой почве до умеренно окислительного уровня и длительным господством умеренно восстановительных вроцеосов.

В профиле торфянисто-подаолнотой почвы выделяются различные по степени ре вложения торфяные горизонты,* степень разложения возрастает от верхнего горизонта к нижнему. Вниз по профилю содержание органического вещества снижается от 53 до 22-40 % в торфяных Горизонтах и сохраняется довольно высоким в минеральном горизонте A2£t - 9,Si; отношение CrKJC^n возрастает от 1,9 в АП до 2,3 в АТЗ, снижаясь затем в глеевых горизонтах до 1,1 и 0,9. Торфднисто-подеолистая почва характеризуется контрастными СВ-уо-

Табджш 2

Групповой к фракционный состав ryvyoa «учешои вйчв (в ц к суше фракций) ;

горе- c-rthi ik 1 ф1с С' вовт/ °?4* • --i—;-ВО

-. . * г И 3 1 I* г -г а с^ Дбрново-подзолмотвя неоглееаная(Р,5)

Ад 3,В 11,6 18,4 4,9 5,8 3,5 22,8 2,5 30,6 1,01

AI I.e 15,8 в,6 3,6 10,5 6,3 25,4 0,9 29,3 0,66

.' : Де риово-п одзолистая поверхностно-глеевая {р. 7)

А 3,6 33,4 0,1 6,6 4,6 8,0 18,0 1,5 29,8 1,19

, 3,2 30,t S.3 5,9 6,8 9,3 7,9 4,9 30,6 J,48 Торфакясто-подасдкотая вочва^р.б)

Ш 30,9 20,5 15,7 2,6 1,0 9,3 9,4 1,1 39,3 1,92

AÎ2 23,4 30,3 13,2 3,7 1,4 12,8 6,6 1,4 30,6 2,12

АТЗ 12,9 36,9 13,7. 4,6 7,0 8,5 7,4 1,2 20,7 2,33

Торфкно^глеевая слабоохелезаениая (р.Х)

T. I6tZ 0,6 42,9 3.9 ' 1,3 0,1 12,6 0,7 37,9 3,23

Т 18,4 0,2 40,0. 3,4 ' 1,5 ' 12,2 1,0 40,9 2,6£

^ 23,0 0,7 65,0 4,9 1,4 14,0 0,4 23,8 3,83,

Торфянс-глеевая карбоаагвая (р.2) ^

Т. 23,7 1,7 60,8 10.0 1,5 1,6 19,6 1,3 3,4 3,02

■Т 25,6 0,9 48,2 6,2 1,2 0,1 14,8 0,7 27,9 3,20

6,3 ' 1,9 29,4 3,3 ■ 2,1 0,0 26,0 3,3 34,4 1,12 Торфяно-глеевая ору две лая (р.4)

Т„ 16,В 4,8 37,7 3,4 7,0 0,0 10,5 0,8 35,8 2,52

Т. 16,5 .3,5 41,8 3,1 ЭД 3,4 13,0 0,5 33,6 2,70

3,6 11,5 1ЭД 5,6 7,6 4,4 17.8 7,2 34,9 0.86 Лллявяальная дервтоо-слоютая (р59)

А- 1.7 24,0 14,7 8,3 6,6 10,3 3,2 1,7 34,7 1,93

BI 1.4 26 Д 3.7 7.6" 6,0 11,9 0,0 1Д 40,7 2,53

Адльоаальиая дераов о-дуговая (р.8)

A¿ . 2,7 II ,9 8,4 II.9 7,7 7,0 9,8 4,9 38,4 1,10

BIj 0,6 33.9 0,0 17,1 7¡t '21,S "1,7 3,6 41,1 0,74

ловиями с длительными периодами интенсивных в очень иятенсгвнвх окислительных процессов, когда ОВП достигает 0,76 В, Высорея интенсивность окислительных процессов, контрастная смена 0В-у слов ей _ в течение годе на фоне общей пониженной микробиологической активности и высокой кволотноотя почвы приводят'к тому, что в процессе разложения торфа большей часть его' компонентов подвергается окислению и минерализация; При этом в составе гумуса увеличквве»-ся содержание ГК, кал наиболее устойчивих веществ. По мере погребения торфа в нижних его слоях усиливаются восстановительные процессы, что приводит к замедлению минерализации и относительному возрастанию роли гумификации.

В;торфяно-глеевых кизЕШйгх_ почвах (р. 1,2,4) наибольшее количество органического вещества содержится в кврбонатноЯ разности (р.2) - 40-44 По мере увеличения степени разложения торфа в нижних горизонтах содержание органического вевдствв пли увеличивается на 2-3 % (р.1,2) или сохраняется на том же уровне (р.4).

В торфяно-глеевых низинных почвах отношение Сг„:СфН в торфяных горизонтах колеблется от 2,0 до 3,8. При переходе к ожелез-ненноку горизонту это отношение снижается до 1,0 и менее. Вниз по профилю всех торфа но-глеевых почв проявляется тенденция к возрастанию-отношения С к;Сфн и оно достигает кексикума в нижних относительно более старых горивонтах, что.согласуется с данными других авторов (Гореловэ, Гуловская, 1978} Горелова, 1952; рв-ковский , Пигулевскан, 19?Ъ). В торфяно-глеевых почвах даже в зесущлише периода умеренно и интенсивно, окислительные условия чередуются со слабо я умеренно во остановите л ьшл.-и, что создает условия,благоприятные для гумификации. Сокращение длительности »осстеновителышх процессов сопровождается енгаением содержания гумуса л уменьшением его платности. Наиболее благоприятными

для накопления ГК в торфяно-глеевых почвах является условия о . неконтрастной сменой слабо окислительных и слабо вооотвиовитель-кых процессов при общем Господстве воеста новотельных процессов глй их равном ооотгюшещш, 17ри возрастания интенсивности окио-лшелышх процессов усиливается уянералвэеция органических веществ Я уменьшается глубина гумификации.

Увеличение степени ожелезиения и интевсиввоотй окислитель- , ных процессов в торфлно-глеевьд почвах влечет за собой уменьшв- . кие содержанки гут^уса, степени его гуматнооти и накопления ФК. В сжелезненных горизонтах ГК, вероятно* прочно закрепляются в .. составе негидролизуекого оотатлв» .

Различия в содержания и составе гумусе между дерновыми горизонтами аллювиальных почв связаны о неодинаковым кехвничеоким гостевом и условиями аэрации. В дерново-луговой почве процессы гумификации протекают в тяжело суглинистом материале при ивбаточном, увлажнен^ что обусловливает прочное »крепление гумусовых веществ и затрудняет юс дальнейвдо гумифцкацио или минерализа-. шш. В дерново-слоиотоЯ почйе легкого оупеочанного состава, бедной минеральными элементами создаются условии для более интенсивной генерализации и окисления органических остатков благода-рл га токе га ко окислительным условиям и непрочному' закрепление продуктов гумификации,

Дерново-подзолистая поверхнеотно-глеевая {р.7) и дерново-луговая (р.б) почвы характеризуется во многом сходными условиями гумификации: обильная травянистая рветительнооть, суглинистый механический соствв, периодическое переувлажнение почв. Это позволяет предположить^ что сочетание умеренно окислительных и , укерекно восстановительных процессов в дернево-подаслистой почве способствуетболыпему накоплению гумуса и усиленно гумификации

растительных остатков, чем постоянные интенсивно окислительные процессы в дерново-луговой почве» ' '

Анализ фракционного соотаве гумуса показал* что ОВ-усдовия влияют,в основном, на содержание не парализуемого остатка (НО) я первой "подвижной" фракции 13.

Коэффициенты зкотвннцпи ПС с ) неодинаковы в поч-

вах «горизонтах о различными СВ-уодоьиями., Е-величтш ГК увеличиваются при нарастании интенсивности, и длительности окислительных процессов. Это проявляется особенно■отчетливо в торфян-тх почвах. В литературе отмечено нарастание оптической плотности ПС наряду.о увеличением в них содержания кислорода {Кухарен-Ио, Толчинская и др., 1867) Орлов» 1974). Возрастание Е-веяичин■ при увеличешп^ интенсивности окислительных процессов связано не только о увеличением степени окислительности ПС к количества кислородсодержащих хромофорных груво (Кухвреняо, 1969; Орлов,1Э74),. но и о потерей периферических влйфатичеоиих цепочек молекул ГК.

.. По уровням Е-величин изученные 4К разделяются на два группы: кяервоа относятся ФК.низинных .торфчно-глеевых почв о Е-ве-личинами 0,032-0,077, а'ко второй ФК переходного болота и всех минеральных почв - 0,011-0,032.

ВЛИЯНИЕ БОССТАНОВТЕЛЬПЦХ УСЛОВИЯ НА СОСТАВ ГЖУСА ,

'■.■'■.' (модельный опыт) Для изучения влияния воо от виовит ел ьнше процессов на состав гумуоа был поставлен модельный опыт с образцом гумусового гори- -зонта дерново-подзолистоВ поверхноотно-глеевоЯ почив (р.7), С воыокьо автоматической системы в водной суспензки почвы (1:2) постоянно поддерживался окислительный потенциал около 0,0 В; опыт длился 60 суток при постоянном перемешивании, В течение первой недели ОШ в .суспензии снизился от +0,53 до -0,08 В,

- го -

после чего склочилась система подачи воздуха и ШП поднялся до заданного уровня 0,0 В, далее он автоматически поддерживался на атом уровне. В процессе инкубирования произошло сильное подкис-ленне суспензии; pli снизился о 4,38 до 2,96, что было обусловлено увеличением концентрации С0<>, продуктов «и э недеятель ¡тех и микроорганизмов а разложения гумусовых веществ (табл.З).

■ Таблица 3

Изменение свойств гор.- AI дерново-подзолистой почвы в восстановительных условиях

в 0.1 н.

- ir

+ Реа+ в непосредственное 0,1 .н. fîaOH вытяжке, мг/кг

Вариант

рН

pfH/ 4

_гк

тяжке, мг/нг

Исходная почва После инкубирования

4,30 4,11 1,37

10

2,96 2.76 l.bO ' 100

80

120

В составе гуиусамэменения затронули лишь группу га, .тогда как количество м фракционный состав ФК практически не изменились. После инкубирования резко увеличилось количество ПС второй фракции, отсутствовавшей в исходной почве; их доля достигла 17,3 % от сукш фракций. При атом в 1,5 раза возросло абсолютное количество ГК переходящих в вытяжку после декальцированпя. Одновременно укеньоиась деля не гидролизу емо го остатка (КО)' и фракции ГК-И. Судя по комитентам знотинкции ГК, которые для всех фракций остались неЕЕмеинь-ми, увеличение доли ГО происходило не за счет нсвооСрвэовакша кислот, гак как в «тем случае должки шли бы снизиться Е-врл!чина. Сйедовегельно, увеличен«'' содержания

ЛС второй фракции вызвано их переходом из состава НО и ГКЧП в менее закрепленные формы, Возможно, что это обусловлено восстановлением трехвелетшго железа и высвобождением связанных с ним ЛС. После инкубирования воэрестеег количество железа, переходящего в вытяжку 0,1 н. (1:1?, что подтверждает предположение о причинах изменения группового и фракционного составе ГК. В соответствии с увеличением доли ГК заметно возросло отношение

Егк:Сфк от 1'37 до 1*00*

основный вывода

1. В почвенном покрове изученной территории преобладают почвы с окислительными (СЕЛ 7 0,40 В) условиями в верхних горизонтах, которые ванимают около ВО % во ей площади; около 20 ^составляют почвы с преобладанием восстановительных процессов. Окис-литадыше условия свойственны дерново-подзолистым (целинным я • окультуренным), осушенным пойменным почвам. Восстановительные условия наблюдаются в дерновых и дерново-глеевых почвах оврагов,

в торфяно- болотных почвах.

2. Для большинства наученных почв характерна высокая динамичность СЁЛ; изменения, в среднем, составляют 0,01-0,05 В/сутки, достигая иногда 0,10-0,15 В/сутки. Наибольшая динамичность ОВЯ свойственна верхним горизонтам почв, наиболее сильно подверженным влиянию погодных условий.

3. Коэффициенты варьирования ОВП в верхних горизонтах почв составляют 5-10&, достигая:'в некоторых переувлаженных рааностях 18-20 ¡С. При таком варьировании средние значения ОШ, р а зля чающиеся на 0,05 В, достоверно отличаются друг от друга.

4. При измерении рН суспензий невысушенных проб дерново-подволистых, торфчно-болотных, иллювиальных и других, рая окультуренных, так и целинных почв при соотношении почва: вода 1:2,5

. . ■ - га - /. ; ■

наблпдаются, как правило; более высокие значения рй по сравне- . . ро с результатами измерений рН непосредственно в почвах Í) ненарушенным сложением л естественной влажностью) В 80 % случаев лабораторные измерение рН дают более высокие значения i чем полевые измерения» 1 ^, ' ." ■ ~ .. * ■ 5, ¡Эавиоемооть между результатами полевнх t лаборатЬршМ намерений рН бписываетоя уравнением линеРноВ регрессии рЛ^,},*» OfS7 рНполед(.+ 2,66, а коэффициент Корреляции* равный 0,72* V свидетельствует о наличии достаточно тесной связи между Ьтими ., . величинами* ■ - *' \ 1

6« На основании проведенных иоследований и литературных данных предложена шхала интенсивностея ОВ-процессов для почв Нечерноземной зоны j,границей Преобладания окислительных процессов над ьооствковитедьныыи принято значение СЙ равное 0*40 В»* . минимельний toar шквлы соответйтвует интервалу. 0,05 В.

7. Предложены показателиi характеризующие ОЙ-режимн я учитв-ваивие динамичвоЬть,: варьирование и профильное распределение ОЬП, годовую Й многолйтнюп динамику ОВП и кислотно-основккс свойства почв. На основе этих показателей установлено,, что почвы Нечерно-, земной зоны характеризуются he менее чем шестью типами ОВ-режл-, MOBt от господотвующего по всему профилю интенсивно восстанови- . тельного, до господствуодегб ño всему профилю Интенсивно окис-литпьного реотмвг ;' . ■

в. При среовдвдании восстановительных процессов в дерново- ■ подзолистых и торфяно-Оолотннх Почвах повышается содержание органического веществе И возрастает отношение Сгн!СфК (глубина ; гумификации), . .-Л'-,-: -

Для процессов гумификации я накопления органического вещества в подзоне южной тайги наиболее благоприятно сочетание сла<

и умеренно восстановитель!¡их процессов с умеренно и интенсивно окислительными при общем господстве восстановительных процессов. В интенсивно окислительных условиях большая часть растительных остатков как минеральных, так и торфяных почв подвергается окислении и минерализации, что приводит к снижению содержания органического вещества.

9. Усиление интенсивности и длительности окислителъиЗх процессов приводит в увеличении оптической плотности ГК за счет возрастания степени окисленности ГК и количества кислородсодержащих хромофорных групп.

10. В гумусовом горизонте дерново-подзолистой ловерхностш-глеевой почвы при интенсивно восстановительных условиях резко возрастает доля ГК второй фракции и отношение СгВ:СфК, что обусловлено восстановлением соединений трехвадетного железа к трансформацией прочноэакрепленных ПС в более подвижные форма соедане-

. ней. , , ■ . •

По материалам диссгерации опубликованы следутацие работы:

1. Влияние почвообразуздих пород и условий увлажнения на состав и свойства гумуса некоторых почв Эстонии. - Вестник ЮТ, . сер. почвоведение, 1981,' № 3, стр.79-82..

2. Влияние восстановительных процессов на состав и свойства гумуса. - Труды УХ конференции - молодых ученых ф-тв почвоведения МГУ. М., ИГУ, 1983, 6124-64/ деи, от 10.09.83, стр.Ш-Ш.

3. Динамика ОВП и СВ-рехикы почв Нечерноземной зоны (соавт. Горшкова £.11.) - Труды У1 конференция молодых ученых ф-та почвоведения Ш7, К., МГУ, 1963, 6124/деп. от 10.09.64, стр.Н&-15*.

4. Окислительно-восстановительные режимы почв Нечерноземной ао^ы в* примере ЛВС "Чашиково" (соавт. Горшкова £.11.) - Вестник ИГУ, сер, почвоведения, 1905, * У, стр. V?.

- гн-

5. Особенности гумус» * некоторыэхимические свойстве почв лугово-отапного солондавого комплекса ^ооввт. Орлов Д.С.) - В с<5; "Проблем^ диагностики и мелиорации ооловдов", Йовочеркасск, 1982| стр.77-8?! ' '

Подписи» II "ч, » (5

х/с. 4 . 1

Титр«*« МЭИ. Ярким.»р.•«.••. 13, <