Формирование азотного фонда основных подтипов черноземов юга России
Характеристика азотного фонда черноземов южно-восточно-европейских фаций. Образование и накопление неорганического азота в почве. Типичные значения содержания азота в черноземах Северного Кавказа. Анализ материалов фракционного состава черноземов.
Рубрика | География и экономическая география |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.04.2017 |
Размер файла | 36,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
136
Размещено на http://www.allbest.ru/
136
0
Новочеркасская государственная мелиоративная академия
ФОРМИРОВАНИЕ АЗОТНОГО ФОНДА ОСНОВНЫХ ПОДТИПОВ ЧЕРНОЗЕМОВ ЮГА РОССИИ
Новиков Алексей Алексеевич
д.с.-х.н., профессор
Новочеркасск, Россия
В статье приводится характеристика азотного фонда чернозёмов южно- восточно- европейских фаций. Установлено, что подтипы чернозёмов Юга России имеют низкое содержание минерального (0,4-4,2%) и легкогидролизуемого (6,0-8,3) азота, в два раза больше содержания трудногидролизуемого (13,4-16,4%), а основная часть азотного фонда (74,4- 78,9%) представлена негидролизуемой фракцией, которая практически не участвует в питании сельскохозяйственных культур
Ключевые слова: АЗОТНЫЙ ФОНД, ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ АЗОТА, МИНЕРАЛЬНЫЙ АЗОТ, ЛЕГКОГИДРОЛИЗУЕМЫЙ, ТРУДНОГИДРОЛИЗУЕМЫЙ, НЕГИДРОЛИЗУЕМЫЙ АЗОТ, ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ
Азот является тем биогенным элементом, трансформация которого всецело определяется процессами гумусообразования и минерализации, биохимической активностью почвы. Это накладывает отпечаток на природу азотных соединений почвы, представленных на 93-97% органическими формами, основная часть которых входит в состав гумуса.
Запасы азота в пахотном слое Европейских черноземов несколько ниже, чем в черноземах Сибири, вследствие разных условий почвообразования. В метровой толще эти различия сглаживаются.
В результате водной и ветровой эрозии смывается водой и выдувается ветром значительное количество валового азота. В сильноэродированных почвах его содержится на 45-50% меньше, чем неэродированных разновидностях.
Наличие валового азота в почве еще не указывает на обеспеченность растений этим элементом - важным является его состав. Азот почвы имеет белковую природу, так как при кислотном гидролизе соотношение амидов, моноаминокислот и диаминокислот такое же, как и в белковых соединениях. Все формы азота в почвах зависят от их генетических особенностей, гранулометрического состава, запасов гумуса, климатических особенностей и во многом определяются применяемой при возделывании сельскохозяйственных культур агротехники.
В черноземах Центрально-Черноземных областей минеральных соединений азота в пахотном слое содержится 1-2,5% от валового, легкогидролизуемого - 5-9, трудногидролизуемого 13-28%. При этом черноземы степных районов по сравнению с лесостепными отличаются пониженным содержанием легкогидролизуемого азота и повышенным трудногидролизуемого, что связано с засушливостью климата, препятствующего мобилизации подвижных форм.
Фракция негидролизуемого азота составляет примерно одинаковое количество (70-80%) во всех черноземах Европейской территории страны.
Образование и накопление неорганического азота в почве определяется сложными процессами аммонификации, нитрификации, денитрификации, вымывания и улетучивания. Иммобилизация азота неизменно сопровождается вовлечением углеродистого энергетического материала, но одновременно наблюдается процесс минерализации, связанный с реминерализацией. Минерализационный азот может быть повторно использован для органического синтеза.
В конечном итоге экологическое состояние этого круговорота определяет накопление в почве минерального азота, все формы которого, могут служить источником питания растений.
Запасы непосредственно доступных растениям минеральных соединений азота (нитратов, нитритов, водорастворимого и обменного аммония) в почвах, как отмечалось, невелики - 1-2,5% от валового.
Наибольшее количество нитратов в прикорневой зоне растений наблюдается во второй половине весны и осенью, резко выраженный минимум - летом в период активного роста культур за счет потребления их растениями и микроорганизмами, снижения процессов аммонификации и нитрификации.
В течение вегетации растений запасы нитратного азота колеблются в широких пределах, в то время как аммонийного являются более стабильными. Чаще несколько большее содержание аммонийного азота обнаруживается ранней весной и поздней осенью, его динамика четко выражена в основном для пахотного слоя почвы.
После пропашных культур нитратного азота в почвах иногда содержится больше, чем после культур сплошного сева, несмотря на высокий вынос азота с урожаем.
Наличие в почве аммонийного азота также зависит от биологических особенностей культур, наименьшее накопление его наблюдается под многолетними злаковыми травами в связи с интенсивным потреблением ими этой формы азота и под горохом за счёт фиксации этого элемента из атмосферы, что в определенной степени задерживает минерализацию органических азотсодержащих веществ почвы.
Формирование азотного фонда основных подтипов черноземов Юга России определяется сложным комплексом условий почвообразования, основными компонентами которых являются глубоко проникающая корневая система растительности и благоприятные климатические условия.
Собственные исследования и обобщенные данные о содержании азота в черноземах выщелоченных, типичных, обыкновенных южно-европейской фации и южных восточно-европейской, позволили заключить, что эти подтипы черноземов сравнительно однородны по валовому содержанию (табл. 1).
Таблица 1
Типичные значения содержания азота в черноземах Северного Кавказа (Блажний Е.С., Гаврилюк Ф.Я., Вальков В.Ф., Редькин Н.Е., и др. 1985, Фиапшев Б.Х., и др. 1985)
Показатель |
Подтип чернозема |
|||||
южно-европейская фация |
восточно-европейская фация |
|||||
выщело- ченный |
типич-ный |
обыкно-венный |
южный |
южный |
||
N в Ап, % |
0,20-0,35 |
0,22-0,31 |
0,22-0,31 |
0,18-0,22 |
0,22-0,30 |
Типичные значения валового содержания азота в пахотном горизонте черноземов выщелоченных составляют 0,20-0,35%. Черноземы типичные, обыкновенные и южные восточно-европейской фации характеризуются несколько более узкими пределами колебаний этих значений. В черноземах южных южно-европейской фации в сравнении с другими почвами содержание азота ниже, уже и пределы его колебаний. Коэффициент вариации в целом составляет 18-26%.
Конкретные данные по отдельным почвенным разрезам Северного Кавказа показывают их провинциальные особенности и отличия от черноземов Европейской части России, заключающиеся в относительно низком содержании азота, как и гумуса, в пахотном слое, но глубоком и постепенном уменьшении по генетическим горизонтам (табл. 2).
В черноземах выщелоченном и типичном Краснодарского края содержалось примерно одинаковое количество валового азота - в Апах 0,23-0,21%, в горизонте АВ1 на глубине 75-80 см - 0,14-0,13%, в В1 на глубине 125-130 см - 0,09. В описанном разрезе чернозема обыкновенного в слое почвы 0-10 см азота несколько больше, чем в выщелоченном и типичном, - 0,28%. Снижение азота вниз по профилю почв равномерное, но его распространение глубже в сравнении с выщелоченным: в слое 70-80 см азота было 0,18%, 120-130 см - 0,13, 150-160 см - 0,08%.
Черноземы типичные Ставропольского края характеризуются такими же величинами валового азота в верхнем горизонте, что выщелоченные и типичные Краснодарского края. Вниз по профилю почвы количество азота также постепенно снижалось, в горизонте АВ1 на глубине 80-90 см его было 0,13%. В слое 0-20 см черноземов обыкновенных азота содержится больше, чем в типичных, но распределение его по слоям почвы такое же.
Количество азота в пахотном слое черноземов обыкновенных и южных Ростовской области оказалось равным 0,25-0,24%, в горизонте ВС - 0,12-0,08%.
Анализ материалов фракционного состава отдельных разрезов черноземов Северо-Кавказского региона показал, что черноземы выщелоченные южно-европейской фации Краснодарского края при содержании в Апах валового азота 0,194% имели минеральных форм (N-NH4++N-NO3-) всего 0,7 мг на 100 г почвы, или 0,4% от валового (табл. 3).
чернозем фация азотный фонд
Таблица 2
Содержание азота в черноземах Юга России
Подтип |
Гори-зонт |
Глуби-на, см |
Nвал, % |
Подтип |
Гори-зонт |
Глуби-на, см |
Nвал, % |
|
Краснодарский край, Е.С. Блажний и др., 1985 |
||||||||
Выще-лочен-ный |
Ап |
0-10 |
0,23 |
Обык-новен-ный |
Ап |
0-10 |
0,28 |
|
А |
25-30 |
0,19 |
А |
15-20 |
0,28 |
|||
50-55 |
0,16 |
30-40 |
0,23 |
|||||
АВ1 |
75-80 |
0,14 |
50-60 |
0,20 |
||||
100-105 |
0,11 |
АВ1 |
70-80 |
0,18 |
||||
В1 |
125-130 |
0,09 |
100-110 |
0,15 |
||||
В1 |
120-130 |
0,13 |
||||||
Типич-ный |
Ап |
0-10 |
0,21 |
|||||
А |
25-30 |
0,19 |
||||||
50-55 |
0,18 |
|||||||
АВ1 |
75-80 |
0,13 |
||||||
Ставропольский край, Б.Х. Фиапшев и др., 1985 |
||||||||
Типич-ный |
Ап |
0-20 |
0,22 |
Обык-новен-ный |
Ап |
0-20 |
0,28 |
|
А |
30-40 |
0,20 |
А |
20-30 |
0,26 |
|||
АВ1 |
50-60 |
0,16 |
АВ1 |
50-60 |
- |
|||
АВ1 |
80-90 |
0,13 |
АВ1 |
70-80 |
0,18 |
|||
Ростовская область, А.А. Новиков |
||||||||
Обык-новен-ный |
Ап |
0-25 |
0,25 |
Южный |
Ап |
0-26 |
0,24 |
|
А1 |
25-44 |
0,24 |
В1 |
26-43 |
0,22 |
|||
В |
44-84 |
0,23 |
В2 |
43-62 |
0,18 |
|||
ВС |
84-112 |
0,12 |
ВС |
62-74 |
0,08 |
Более доступных органических форм в виде легкогидролизуемой фракции (амины, часть амидов) содержалось 16,1 мг на 100 г почвы, или 8,3% от Nвал.
Таблица 3
Азот и его фракционный состав в черноземах Северного Кавказа
Гори-зонт, слой, см |
N вал, % |
Минераль-ный |
Легкогидро-лизуемый |
Трудногид- ролизуемый |
Негидроли- зуемый |
|||||
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
|||
Чернозем выщелоченный (Краснодарский край), Р.Ф. Бунякина, 1976 |
||||||||||
Апах |
0,194 |
0,7 |
0,4 |
16,1 |
8,3 |
31,9 |
16,4 |
145,3 |
74,9 |
|
А1 |
0,171 |
0,8 |
0,5 |
13,7 |
8,0 |
30,5 |
17,8 |
124,9 |
73,7 |
|
0,143 |
1,0 |
0,7 |
7,9 |
5,6 |
26,6 |
18,6 |
107,5 |
75,1 |
||
В1 |
0,122 |
0,5 |
0,4 |
6,0 |
4,9 |
21,8 |
17,9 |
93,7 |
76,8 |
|
В2 |
0,096 |
0,3 |
0,4 |
5,5 |
5,7 |
17,9 |
18,7 |
72,2 |
75,2 |
|
ВС |
0,076 |
0,3 |
0,4 |
4,7 |
6,2 |
12,3 |
16,2 |
58,6 |
77,2 |
|
С |
0,062 |
0,3 |
0,5 |
2,3 |
4,5 |
10,6 |
17,1 |
48,3 |
77,9 |
|
Чернозем обыкновенный (Ставроп. край), Б.Х. Фиапшев и др., 1985 |
||||||||||
0-30 |
0,250 |
10,6 |
4,2 |
17,6 |
7,1 |
35,6 |
14,3 |
186,2 |
74,4 |
|
30-40 |
0,226 |
11,7 |
5,2 |
13,3 |
5,9 |
30,7 |
13,6 |
170,3 |
75,3 |
|
40-50 |
0,195 |
9,2 |
4,7 |
13,0 |
6,7 |
22,0 |
11,3 |
150,8 |
77,3 |
|
Чернозем обыкновенный (Ростовская область), А.А. Новиков |
||||||||||
Ап |
0,250 |
2,4 |
0,9 |
17,4 |
6,9 |
37,2 |
14,9 |
193,2 |
77,3 |
|
А1 |
0,180 |
1,4 |
0,8 |
11,6 |
6,4 |
26,0 |
14,5 |
140,9 |
78,3 |
|
В1 |
0,140 |
1,3 |
0,9 |
6,8 |
4,9 |
20,8 |
14,9 |
111,1 |
79,3 |
|
В2 |
0,101 |
0,7 |
0,7 |
2,9 |
2,9 |
16,5 |
16,3 |
80,8 |
80,1 |
|
ВС |
0,093 |
0,8 |
0,9 |
1,2 |
1,3 |
13,4 |
14,4 |
77,6 |
83,4 |
|
С |
0,080 |
0,8 |
1,0 |
0,7 |
0,9 |
12,2 |
15,2 |
66,3 |
82,9 |
|
Чернозем южный (Ростовская область), А.А. Новиков |
||||||||||
Ап |
0,220 |
3,9 |
1,8 |
13,3 |
6,0 |
29,6 |
13,4 |
173,2 |
78,7 |
|
В1 |
0,210 |
5,3 |
2,5 |
9,3 |
4,4 |
27,2 |
13,0 |
168,2 |
80,1 |
|
В2 |
0,180 |
4,2 |
2,3 |
3,9 |
2,2 |
23,5 |
13,1 |
148,4 |
82,4 |
Примечание. 1- мг на 100 г почвы, 2 - % от валового азота
Трудногидролизуемой формы азота, являющейся отдаленным резервом в питании растений, в два раза больше, чем легкогидролизуемой как в абсолютном, так и относительном значениях. Основная часть азота - 145,3 мг на 100 г, или 74,9% от Nвал представлена фракцией негидролизуемой, практически не участвующей в биологическом круговороте.
По сравнению с Апах в горизонте А1 количество минерального азота несколько повышалось, падало в горизонте В1 до 0,5 мг на 100 г почвы, в В2 и С - до 0,3. Доля его в составе валового азота незначительно возрастала в горизонте А1, в более глубоких горизонтах слабо уменьшалась, имея одинаковую величину, кроме горизонта С.
Фракции легкогидролизуемого азота в нижней части гумусового горизонта (В2) было 5,5 мг на 100 г почвы, в горизонте С - 2,3. Относительная величина этой формы в нижних горизонтах также снижалась, но менее резко, чем абсолютная.
Содержание трудногидролизуемого и негидролизуемого азота в абсолютном значении, как и легкогидролизуемого, уменьшалось по профилю почвы, но более постепенно. Процент этих фракций в составе Nвал имел тенденцию к увеличению, за исключением трудногидролизуемого азота в горизонте ВС, где его столько же, как и в Апах, а также негидролизуемого в верхней части А1, где его несколько меньше, чем в Апах.
В черноземах обыкновенных Ставропольского края содержание валового азота в слое 0-30 см, по нашим расчетам составляло 0,250% при низком содержании фракции минерального (4,2% от валового) и легкогидролизуемого азота (7,1%), большем трудногидролизуемого (14,2%), высоком - негидролизуемого (74,4%).
В нижних слоях почвы абсолютное количество валового азота, минерального, легкогидролизуемого и трудногидролизуемого снижалось, кроме минерального в слое 30-40 см, где этой фракции несколько больше, чем в слое 0-30 см. Количество негидролизуемого азота в абсолютном значении по слоям почвы от 0-30 до 40-50 см уменьшалось, относительное - росло в слое 30-40 и 40-50 см.
Валового азота в Апах черноземов обыкновенных в стационарах Донского ЗНИИСХ столько же - 0,250%, что и в черноземах обыкновенных Ставропольского края, минерального меньше - 2,4 мг на 100 г почвы. По профилю почвы количество валового азота падало до 0,080% в горизонте С, минерального - до 0,8 мг/100 г почвы. Доля фракции минерального азота в Nвал по горизонтам практически оставалась на одном уровне.
Аналогично валовому и минеральному азоту изменялись по профилю почвы фракции легко-, трудно- и негидролизуемого азота. В процентах от валового азота увеличивалось содержание негидролизуемой фракций, уменьшалось легкогидролизуемой и мало изменялась трудногидролизуемая фракция.
В Апах чернозема южного содержалось 0,220% валового азота, легкогидролизуемого - 13,3 и трудногидролизуемого - 29,6 мг/100 г почвы - меньше, чем в черноземе обыкновенном, но минерального - больше. Абсолютное и относительное количество фракции минерального азота по слоям почвы увеличивалось, заметнее в горизонте В1 по сравнению с А1.
В более глубоких горизонтах почвы органические фракции изменялись также, как и в черноземе обыкновенном, но количественные характеристики их большие. Доля их в Nвал по глубине почвы примерно одинаковая. Содержание негидролизуемого азота, как и других фракций, в сравнении с черноземами обыкновенными меньше в Ап - 173,2 мг/100 г почвы, больше в В1 - 168,2 и В2 - 148,4 мг/100г.
Таким образом, изучение фракционного состава азота отдельных подтипов черноземов Юга России показало, что в его составе мало имеется минеральной (0,4-4,2%) и легкогидролизуемой (6,0-8,3%) фракций, в два раза больше в сравнении с ними трудногидролизуемой (13,4-16,4%). Основная часть азотного фонда (74,4-78,9%) представлена негидролизуемой фракцией, которая практически не участвует в питании сельскохозяйственных культур.
Литература
1. Бунякина Р.Ф. Фракционный состав азота и превращение азотных удобрений в выщелоченном чернозёме Кубани (по данным вегетационного опыта с N15) // Почвоведение. 1976. №7. С. 115-119.
2. Чернозёмы западного Предкавказья: Чернозёмы СССР (Предкавказье и Кавказ) / Ф.Я. Гаврилюк, Е.С. Блажний, В.Ф. Вальков и др. М.: Агропромиздат, 1985. С. 5-83.
3. Чернозёмы Центрального и Восточного Предкавказья: Чернозёмы СССР (Предкавказье и Кавказ) / Б.Х. Фиапшев, К.И. Трофименко, В.И. Кумахов и др. М.: Агропромиздат. 1985. С. 59-150.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Понятие чернозема, его сущность и особенности, основные критерии возникновения на Восточно-Европейской равнине: климат, водные ресурсы и растительный покров. Классификация черноземов, разновидности отличительные черты. Состав и использование черноземов.
курсовая работа [26,4 K], добавлен 23.04.2009История изучения черноземов в России и его значение для развития почвоведения. Положения монографии "Русский чернозем" В.В. Докучаева, методы исследования почв и управления их плодородием. Биоклиматические особенности зональных и региональных областей.
презентация [1,8 M], добавлен 05.02.2012Изучение климатических особенностей, рельефа и растительности Оренбургской области. Анализ влияния процесса карбонатизации на степное почвообразование. Почвенные пояса, области, зоны, провинции, районы. Характер расположения черноземов, серых лесных почв.
реферат [64,8 K], добавлен 13.01.2015Географическое расположение, рельеф и климатические условия Липецкой области. Агротехнические свойства почвенного покрова, расположение черноземов. Оценка агроклиматических ресурсов тепла области, применительно к ряду сельскохозяйственных культур.
реферат [32,8 K], добавлен 03.12.2013Краткое описание положения Северного Кавказа. Природная характеристика и ландшафтная уникальность региона: рельеф, климат, гидрография, растительность и животный мир. Экологические проблемы в связи с особенностью природопользования и природными условиями.
реферат [22,0 K], добавлен 19.09.2014Характеристика рекреационных ресурсов регионов Северного Кавказа и Кабардино-Балкарской Республики, географическое расположение, границы, численность населения городов, климат и водоемы, расположение заповедников, курорты и их природные лечебные факторы.
тест [33,3 K], добавлен 10.12.2011Географическое положение Северного Кавказа и Урала, особенности природы, климат и рельеф, месторождения полезных ископаемых. Животный и растительный мир, природно-климатические зоны, плодородие почв. История изучения и освоения природных горных ресурсов.
реферат [23,8 K], добавлен 22.06.2010Принципы природного районирования России, анализ разнообразия природных комплексов. Характеристика природной зональности как одной из основных географических закономерностей. Особенности природы Восточно-европейской равнины, лесные ресурсы равнины.
реферат [19,4 K], добавлен 21.06.2010Агропромышленный комплекс (АПК) как важная составная часть экономики страны. Сущность агропромышленного комплекса. Особенности Агропромышленного комплекса Северного Кавказа. Анализ развития АПК Южного федерального округа в первом полугодии 2007 года.
реферат [33,0 K], добавлен 22.02.2008Уголь как самый распространенный в мире энергетический ресурс. Место России в мировых запасах по добыче угля. Анализ значения угольной промышленности РФ. Общая характеристика Кузнецкого, Печорского, Южно-Якутского и Канско-Ачинского угольного бассейнов.
реферат [37,1 K], добавлен 30.04.2010Физико-географическая характеристика территории Южно-Африканской Республики, ее рельеф и гидрография. Закономерности в распределение типов почв ЮАР. Типизация пород (глин), которые используют в геофагии, в зависимости от минералогического состава.
дипломная работа [8,7 M], добавлен 08.11.2017Краткая история Южно-Африканской Республики: географическое открытие, британское владычество, англо-бурские войны. Создание Южно-Африканского Союза и образование Южно-Африканской Республики. Национальный состав, языки, форма правления и экономика страны.
презентация [204,7 K], добавлен 23.12.2015Характеристика географического положения, основных структурных элементов (щиты, авлакогены, антеклизы, синеклизы, основные глубинные разломы), кристаллического фундамента (архей, нижний протерозой, тектоника) Восточно-Европейской древней платформы.
реферат [30,1 K], добавлен 01.06.2010Северо-Кавказский экономический район один из крупных регионов России. Его состав, територия, численность и плотность населения. Сырьевые и топливно-энергетические ресурсы. Промышленность и сельское хозяйство. Место Северного Кавказа в экономике России.
презентация [2,5 M], добавлен 14.10.2010Географическое положение, границы и особенности природы Кавказа. История изучения природы и формирования Кавказа. Геологическое строение, рельеф, климат Кавказа, природные ресурсы и месторождения цветных металлов. Климатические курорты Кавказа.
курсовая работа [72,8 K], добавлен 12.11.2009Факторы формирования сельского хозяйства и характеристика природных условий, земельных и трудовых ресурсов Смоленской и Омской областей. Анализ состава земельного фонда, структуры посевных площадей, урожайности культур, продуктивности животноводства.
контрольная работа [63,2 K], добавлен 21.12.2013Большая часть территории Украины - юго-западная окраина Восточно-Европейской равнины. Характеристика рельефа Полесской и Причерноморской низменностей. Низменные пространства Северного Крыма. Крымские горы и Украинские Карпаты. Среднерусская возвышенность.
презентация [2,7 M], добавлен 10.11.2013Роль газовой промышленности в России. Добыча газа горючего природного по федеральным округам РФ. Современное развитие газовой промышленности: Волго-Уральская и Тимано-Печорская нефтегазоносная провинция. Нефтегазоносные области Северного Кавказа.
реферат [35,4 K], добавлен 19.01.2012Расположение, климатические пояса, границы и протяженность Восточно-Европейской равнины. Ее тектоническое строение и экзогенные факторы, повлиявшие на формирование рельефа. Реки и озера Русской равнины, их характеристики, режим и источники питания.
презентация [3,6 M], добавлен 14.03.2011Физические и механические свойства почвы, представляющей собой совершенно особое природное образование, обладающей только ей присущим строением, составом, свойствами. Расчет содержания физического песка и физической глины. Диапазон активной влаги в почве.
курсовая работа [82,1 K], добавлен 07.01.2017