Влияние гумусированности агродерново-подзолистой легкосуглинистой почвы на некоторые свойства почвенно-поглощающего комплекса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Влияние гумусированности агродерново-подзолистой легкосуглинистой почвы на некоторые свойства почвенно-поглощающего комплекса

В.Б. Воробьев, И.Ю. Грищенко

Аннотация

В статье приведены результаты изучения взаимосвязи между гумусированностью агродерново-подзолистой легкосуглинистой почвы и ее основными агрохимическими показателями. Установлено, что с увеличением гумусированности почвы на 1 % гидролитическая кислотность почвы увеличивается в среднем на 1,56 мэкв/100 г почвы, а сумма обменных оснований - на 6,93 мэкв/100 г почвы. В диапазоне гумусированности агродерново-подзолистой легкосуглинистой почвы 1,1-2,6 % емкость катионного обмена в среднем увеличивается с 14,46 до 27,21 мэкв/100 г почвы, степень насыщенности основаниями почвы снижается с 89,36 до 85,68 %, а реакционная способность гумуса - с 13,15 до 10,46 (мэкв/100 г) / % гумуса.

Annotation

The article presents results of research into the interrelation between the humus content of agro-sward-podzolic light loamy soil and its main agrochemical indicators. We have established that an increase of soil humus content by 1% leads to the increase in hydrolytic acidity of soil by 1.56 mEq/100 g of soil on average, and the sum of exchangeable bases - by 6.93 mEq/100 g of soil. In the range of humus content of agro-sward-podzolic light loamy soil of 1.1-2.6 %, cation exchange capacity increases on average from 14.46 to 27.21 mEq/100 g of soil, the degree of soil bases saturation reduces from 89.36 to 85.68 %, and the reaction ability of humus - from 13.15 to 10.46 (mEq/100 g )/ % of humus.

Введение

Длительный опыт науки и практики свидетельствует о большом значении органического вещества в процессе почвообразования, в снабжении растений элементами зольного питания и биологически активными веществами. Важная роль принадлежит органическому веществу в создании оптимального для растения водно-воздушного и питательного режима. Поэтому закономерно то большое внимание, которое неизменно привлекает проблема органического вещества в почвоведении и земледелии. Имеющийся в литературе научный материал отводит гумусу роль основы почвенного плодородия, т.к. любое свойство почвы в той или иной степени зависит от содержания в ней гумусовых веществ.

Анализ источников

Взаимосвязь между величиной кислотно-щелочного потенциала почвы (рН), содержанием в ней гумуса, гранулометрическим и минералогическим составами почвы и емкостью катионного обмена находит подтверждение в многочисленных работах разных авторов.

Как известно, более гумусированные почвы отличаются большей емкостью катионного обмена. Это объясняется тем, что поглотительная способность гумусовых веществ намного выше минеральной части почвы. Например, емкость поглощения гуминовой кислоты около 350-500 м-экв/100 г, а емкость поглощения минералов монтмориллонитовой группы 80-120 м-экв/100 г, у каолинита 3-15 м-экв/100г [4,7,12]. Поэтому, несмотря на то, что в составе мелкодисперсной фракции преобладают минеральные коллоиды, органическое вещество играет важную роль в обменном поглощении катионов в почвах. Чем выше содержание гумуса в почве, тем больше емкость поглощения катионов. У более богатых гумусом черноземов она значительно выше, чем у дерново-подзолистых почв. Верхние горизонты почвы, содержащие больше органического вещества, обладают и большей емкостью поглощения, чем нижние горизонты. В богатых гумусом черноземах емкость поглощения катионов в большой степени обусловлена их органической частью, тогда как в дерново-подзолистых почвах -- минеральной.

Емкость поглощения катионов зависит также от реакции почвы и соотношения в ней отрицательно заряженных коллоидов (ацидоидов) и амфотерных коллоидов (амфолитоидов). Общеизвестно, что при увеличении значения рН наблюдается рост ЕКО [1,13].

По данным Т. И. Николаевой, величина ЕКО почвы на 2/3 определяется содержанием ила и на 1/3 - органического вещества[8]. Вместе с тем Холлсуорт и Уилкинсон [11], изучая вклад ила и органического вещества в емкость катионного обмена почв, установили, что влияние органического вещества на величину емкости катионного обмена было приблизительно в 9 раз выше, чем влияние ила. Близкие результаты для черноземов и каштановых почв получили В. А. Олифер и В. В. Бородулин [9]. В статье L. А. Manrique с соавторами [13] показано наличие корреляционной связи между суммой обменных оснований, степенью насыщенности почв основаниями, величиной рН и содержанием гумуса и ила. Тесная связь величины ЕКО с количеством органического вещества в почве установлена Б. Д. Зайцевым, М. М. Комаровым [5,6].

При этом для разных типов почв различных территорий получены неодинаковые выводы. Коэффициенты детерминации, показывающие насколько ЕКО или сумма обменных оснований зависят от содержания гумуса и глины в почвах, в изученных работах составляют от 6 до 94 %.

Следует отметить, что с содержанием гумуса в почве также связано наличие органических фосфатов. Так, например, в пахотном горизонте черноземов, отличающихся большим содержанием гумуса, на долю органического фосфора приходится 35-70 % от валового содержания, а в дерново-подзолистых - 20-40 % [2]. При этом [10] установлено, что повышение содержания гумуса почв в диапазоне от 1,2-3,6 % сопровождается увеличением содержания подвижных соединений фосфора на 39-71 мг/кг почвы.

Несмотря на большое количество работ, посвященных гумусу, в настоящее время очень мало данных о количественном изменении свойств почвенного поглощающего комплекса разногумусных дерново-подзолистых почв Республики Беларусь. Поэтому одной из задач наших исследований было изучить влияние гумусированности агродерново-подзолистой легкосуглинистой почвы на ее агрохимические свойства.

Методы исследования

Исследования проводились в соответствии с методическими указаниями по закладке полевых опытов. Опыты были заложены в производственных посевах ячменя учебно-опытного хозяйства УО БГСХА. Для этого были подобраны поля, которые отличались выровненным рельефом и автоморфным типом водного режима. Они были расположены на почве одного генезиса и имели одинаковую историю.

В опыте в 2008-2011 гг. изучалась эффективность азотных удобрений в посевах ячменя, возделываемого на агродерново-подзолистой легкосуглинистой почве с различным содержанием гумуса.

Ежегодно на почвенном массиве, отведенном для опытов, выделялось 100 делянок с различным содержанием гумуса. Площадь каждой делянки 2 м2. На этих делянках были заложены по 2 учетные площадки размером 0,25 м2, с которых производился учет урожая зерна и соломы, отбирались образцы почвы для анализа на показатели, характеризующие их гумусовое состояние, агрофизические свойства почвы и свойства почвенного поглощающего комплекса.

Результаты исследований подвергнуты корреляционному анализу по Б. Н. Доспехову [3].

Метеорологические условия в годы проведения исследований (2008-2011 гг.) существенно различались между собой, а также и по отношению к средним многолетним показателям. Однако в целом агрометеорологические условия в годы закладки и проведения опытов можно охарактеризовать как благоприятные для роста и развития зерновых культур.

1. Основная часть

Исследования показали, что корреляционная связь между гумусированностью почвы, с одной стороны, гидролитической кислотностью и суммой обменных оснований, с другой, была средней и прямолинейной. В 2008 г. с гидролитической кислотностью она характеризовалась коэффициентом корреляции, равным 0,60, и подчинялась уравнению регрессии:

У = 0,99Х+0,64,

в 2009 г. - равным 0,90, и подчинялась уравнению регрессии:

У = 1,28Х+0,85,

а в 2011 г. - 0,84;

У = 2,42Х-1,95 соответственно.

При этом увеличение содержания гумуса в почве на 1 % сопровождалось увеличением гидролитической кислотности почвы в среднем на 1,56 мэкв/100 г почвы (рис. 1, а).

Рис. 1 Влияние гумусированности агродерново-подзолистой легкосуглинистой почвы на гидролитическую кислотность, сумму обменных оснований и емкость катионного обмена

При увеличении гумусированности почвы на 1 % сумма обменных оснований возрастала в среднем на 6,93 мэкв/100 г и находилась в пределах от 14,4-20,7 мэкв/100 г в 2008 г., 12,1-24,9 мэкв/100 г в 2009 г. и 12,1-24,3 мэкв/100 г в 2011 г. (рис. 1, б). Данная связь характеризовалась уравнениями регрессии

У = 4,2Х+9,79; У = 8,5Х+2,79; У = 8,10Х+3,23

при r = 0,55; 0,77 и 0,75 соответственно. Аналогично изменялась и емкость катионного обмена, которая в среднем возрастала на 8,5 мэкв/100 г (рис. 1, в).

Насыщение почвы обменными катионами имеет тесную связь с плодородием и физическими свойствами. Присутствие двухвалентных катионов обуславливает структуру почвы, наличие водорода и алюминия связано с кислотностью почвы. Доля участия в ППК обменных оснований определяется степенью насыщенности основаниями, которая рассчитывается по следующей формуле: V=(S/ЕКО)Ч100.

В 2008 и 2011 гг. увеличение гумусированности в диапазоне 1,1-2,6 % привело к снижению степени насыщенности почвы основаниями с 89,3 до 86,6 % и с 94,5 до 84,8 % соответственно. В 2009 г. данный показатель оставался практически неизменным и был на уровне 84,3-85,4 % (рис. 2, а). В среднем с каждым процентом гумуса данный показатель в указанном диапазоне гумусированности почвы уменьшался на 2,45.

Рис. 2 Влияние гумусированности агродерново-подзолистой легкосуглинистой почвы на степень насыщенности основаниями и реакционную способность гумуса

Что касается реакционной способности гумуса, которая определяется по методу Н. И. Лактионова как соотношение между емкостью катионного обмена и содержанием гумуса (т. е., это величина емкости поглощения катионов, обусловленная содержанием 1 % гумуса), то она находилась в пределах 14,7-9,2; 13,1-11,2 и 11,7-11,0 (мэкв/100 г)/% гумуса соответственно по годам исследования (рис. 2), и уменьшалась в среднем на 1,79 (мэкв/100 г)% гумуса по мере увеличения гумусированности почвы на 1 %.

Следует также отметить, что с увеличением гумусированности почвы изменялось и содержание подвижных соединений фосфора и калия. При этом корреляционная зависимость между данными показателями характеризовалась как средняя и прямолинейная (r изменялся от 0,56 до 0,77). При увеличении гумусированности почвы на 1% содержание подвижных фосфатов в среднем увеличивалось на 106,34 мг/кг, а содержание подвижных соединений калия на 86,82 мг/кг (рис. 3).

почва гумус подзолистый легкосуглинистый

Рис. 3 Влияние гумусированности агродерново-подзолистой легкосуглинистой почвы на содержание подвижных форм фосфора и калия

Заключение

Таким образом, между гумусированностью агродерново-подзолистой легкосуглинистой почвы, с одной стороны, и показателями гидролитической кислотности, суммы обменных оснований, емкости катионного обмена, с другой, существует положительная прямолинейная корреляционная зависимость. В среднем за годы исследований в диапазоне гумусированности почвы от 1,1 до 2,6 % увеличение содержания гумуса на 1 % сопровождается увеличением гидролитической кислотности на 1,56 мэкв/100 г, суммы обменных оснований на 6,93 мэкв/100 г, емкости катионного обмена на 8,5 мэкв/100 г, увеличением содержания подвижных соединений фосфора и калия на 106,34 и 86,82 мг/кг соответственно, а также снижением степени насыщенности основаниями почвы на 2,45 % и уменьшением реакционной способности гумуса на 1,79 (мэкв/100 г)/% гумуса.

Литература

1. Гринченко, А. М. Влияние рН среды на поглощение и емкость поглощения почвы / А. М. Гринченко, Лю Нянь-Цзу // Исследования свойств растворов. Труды Харьковского с.-х. ин-та. - Т.XXXV. - Харьков, 1961. - С.119-124.

2. Гинзбург, К. Е. Фосфор основных типов почв СССР / К. Е. Гинзбург. - М.: Наука, 1981. - 244 с.

3. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.

4. Дюшофур, Ф. Основы почвоведения. Эволюция почв / Ф. Дюшофур. - М.: Прогресс, 1970. - 592 с.

5. Зайцев, Б. Д. Опыт установления влияния обменного кальция на содержание органического вещества и общего азота в горизонтах грубого гумуса / Б. Д. Зайцев // Почвоведение. - 1966. - № 12. - С. 40-42.

6. Комаров, М. М. Влияние системы удобрения и гумусированности дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы на показатели ее сорбционной способности / М. М. Комаров // Современные проблемы использования почв и повышения эффективности удобрений: материалы междунар. науч.-практ. конф., посвящ.80-летию каф. почвоведения и каф. агрохимии БГСХА. - Горки, 2001. - Ч.1. - С. 79-81.

7. Мельников, П. Д. Роль органического вещества в емкости катионного обмена ферраллитных почв / П. Д. Мельников // Материалы докл. науч. конф. проф.-препод. состава с.-х. ф-та. - М., 1990. - С. 10-11.

8. Николаева, Т. И. Емкость катионного обмена степных почв Бурятской АССР в связи с содержанием гумуса, илистой фракции и минералогическим составом / Т. И. Николаева // Биологические ресурсы и проблемы экологии Сибири. - Тезисы докл. III регион. конф. молодых ученых (21--3 марта 1990, Улан-Удэ). - Улан-Удэ, 1990. - С. 45-46.

9. Олифер, В. А. О влиянии гумуса и глинистой фракции на емкость обмена катионов в степных почвах Алтая / В. А. Олифер, В. В. Бородулин // Почвоведение. - 1974. - № 1. - С. 125-128.

10. Поддубный, О. А. Влияние содержания гумуса на показатели подвижности почвенных фосфатов / О. А. Поддубный, А. И. Горбылева, О. В. Поддубная // Современные проблемы использования почв и повышения эффективности удобрений: материалы междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 80-летию каф. почвоведения и каф. агрохимии БГСХА, Горки, 24-26 окт. 2001 г. / БГСХА. - Горки,2001. - Ч.1: Проблемы воспроизводства почвенного плодородия. - С. 130-132.

11. Hallsworth E. C., G. T. Wilkinson. 1958. The contribution of clay and organic matter to the cation exchange capacity of the soil. J. Argic. Sci. 51: 1--3. Hites R. A., R. E. Laflamme, J. W. Farrington, 1977. Sedimentary polycyclic aromatic hydrocarbons: The historical record. Science (Washington, D. C.) 198: 829--831.

12. Hornbeck J.W., Federer C.A. Estimating the buffer capacity of forest soils // Journal of Forestry. - 1985. - Vol.83, No.11. - P. 690-691.

13. Manrique L. A., Jones C. A., Dyke P. T. Estimation of exchangeable bases and base saturation from soil physical and chemical data// Commun.in Soil Sci.and Plant Anal. - 1990. - Vol.21, No.17 - 18. - P. 2119-2134.

Размещено на Allbest.ru