Запасы и качественный состав гумуса верхнего горизонта различных почв

I Запасы гумуса I _{Содержание} I

^П°^{ЧВЫ ВСЛОе} ПЛЛГ1 % ^С.х^С4.к

_______________________________ 0...20 см, т/га ^гумуса' ^% __________ *

Подзолистые и дерново-подзо- 53 2,0...4,0 0,6...0,8

листые

Серые лесные 109 4,0...6,0 1,0

Черноземы типичные 224 7,0... 10,0 1,5—2,5

■Темно-каштановые 99 3,0...4,0 1,5...1,7

Сероземы 37 1,5...2,5 0,8.. .1,0

К северу и югу от типичных черноземов лугово-степной зоны в почвах уменьшаются запасы гумуса и ухудшается его качествен­ный состав.

Низкие запасы гумуса в северных подзолистых и дерново-под­золистых почвах связаны с тем, что в гумусе этих почв преоблада­ют растворимые продукты гумификации (фульвокислоты и их соли — фульваты), которые вымываются осадками до грунтовых вод. В засушливых условиях юга из-за интенсивных процессов ми­нерализации и малого количества органических остатков форми­руются сероземы с очень низкими запасами гумуса.

5.6. ЗНАЧЕНИЕ ГУМУСА В ПОЧВООБРАЗОВАНИИ
> О И ПЛОДОРОДИИ ПОЧВ

Образующиеся в почве гумусовые вещества активно участвуют в процессах почвообразования. Особая роль принадлежит гумусу в формировании профиля почвы. В благоприятных для роста расте­ний условиях формируется хорошо выраженный темноокрашен-ный гумусовый горизонт. Гумус склеивает почвенные частицы в агрегаты (комочки), способствуя созданию агрономически ценной структуры и благоприятных для жизни растений физических свойств почвы^В гумусе содержатся основные элементы питания растений (14, Р, К, 5, Са, М§) и различные микроэлементы. Эти элементы в процессе постепенной минерализации гумусовых ве­ществ становятся доступными для питания растений.

Гумусовые вещества почвы служат пищей для гетеротрофных почвенных микроорганизмов. От содержания гумуса в почве зави­сит интенсивность биологических и биохимических процессов, обусловливающих накопление питательных веществ, необходи­мых растениям.

Почвенный гумус придает почве темную окраску и способству­ет поглощению солнечной энергии. Богатые гумусом почвы более теплые, в них создаются благоприятные условия для роста и раз­вития культурных растений, а также для почвенных микроорга­низмов.

Почвы с низким содержанием гумуса отличаются бесструктур­ностью, плохими водными, воздушными и тепловыми свойства­ми.

Гумус увеличивает поглотительную способность, улучшает вод­ные и физические свойства почвы. В этом отношении особая роль принадлежит гуминовым кислотам, которые образуют с катиона­ми кальция и магния устойчивые соединения, предохраняют эти элементы от вымывания.

5.7. СПОСОБЫ ПОДДЕРЖАНИЯ ПОЛОЖИТЕЛЬНОГО ГУМУСОВОГО БАЛАНСА В ПОЧВАХ

К основным мероприятиям, способствующим накоплению гу­муса в почве, относятся внесение навоза, компостов на торфяной основе, применение зеленого удобрения (люпин, сераделла). Со­хранению и накоплению гумусовых веществ в почве способствуют также мероприятия по предотвращению водной и ветровой эро­зии почв, возделывание многолетних трав, использование по­жнивных остатков. При правильной системе земледелия идет на­копление или хотя бы сохранение запасов гумуса. Установлено, что для поддержания положительного гумусового баланса следует ежегодно вносить органические удобрения: в дерново-подзолис­тые почвы — 30...40 т/га, в черноземы — 10... 12 т/га.

Потеря почвенного плодородия чаще всего связана с уменьше­нием запасов гумуса. Дело в том, что гумус не только накапливает­ся, но и разлагается. При низкой культуре земледелия процессы разложения, дегумификации преобладают над процессами накоп­ления гумуса, в результате гумусовый баланс становится отрица­тельным. Частое рыхление пахотного слоя почвы увеличивает аэрацию и интенсивность микробиологического разрушения гу­муса. При систематическом применении органических удобрений даже в наиболее бедных подзолистых почвах постепенно возраста­ют запасы гумуса и устанавливается положительный гумусовый баланс.

Контрольные вопросы и задания. 1. Назовите основные источники гумуса в по­чве. 2. Чем характеризуется химический состав различных растений? 3. Как про­исходит превращение органических остатков в гумус? 4. Расскажите о составе гу­муса. Чем отличаются гуминовые кислоты от фульвокислот? 5. Как влияет гумус на физические, биологические свойства почвы и в целом на плодородие? 6. Пере­числите мероприятия, обеспечивающие положительный баланс гумуса в почве.

Лабораторная работа 2 \) \ Ь ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ГУМУСА В ПОЧВЕ

Задания. 1. Определить растворимость гумусовых веществ в ми­неральной кислоте. 2. Определить растворимость гумусовых ве­ществ в щелочах. 3. Определить растворимость гумусовых веществ в воде.

Материалы и оборудование. Образцы почв (подзол, чернозем, солонец, торф), колбы на 250 мл, воронки, фильтры, пробирки в штативе, спиртовка, растворы - 10%-ный НС1, 0,1 н. №ОН, дис­тиллированная вода, коллекция гумусовых веществ, таблицы, от­ражающие состав гумуса в различных почвах.

Требования техники безопасности. Перед выполнением лабора­торной работы студенты должны получить инструктаж у препода-

вателя по технике безопасности при проведении химических ана­лизов. Каждый студент должен расписаться в журнале по технике безопасности.

Ход выполнения работы. Вначале следует подготовить по­чву к лабораторному анализу. Для анализа нужно ис­пользовать образцы почвы, доведенные до воздушно-сухого со­стояния. Получив образцы нескольких почв (подзол, чернозем, солонец, торф), каждый должен записать содержащиеся на эти­кетках сведения (название почвы, номер разреза, индекс горизон­та, глубина взятия образца в сантиметрах).

Для подготовки почвы к анализу нужно высыпать почвенный образец на лист бумаги, удалить корешки, включения и размять крупные агрегаты. Размятую почву тщательно перемешать, ров­ным слоем распределить на бумаге и разделить почву на четыре квадрата. Два противоположных по диагонали квадрата ссыпать в коробку, а два оставшихся растереть в фарфоровой ступке и про­сеять через сито с отверстиями диаметром 1 мм. Растирание и просеивание нужно повторять до тех пор, пока на сите не останут­ся лишь каменистые частицы размером крупнее 1 мм (скелет по­чвы). Прошедшую через сито почву (мелкозем) можно использо­вать для химических анализов и определения физических свойств. Если необходимо определить долю скелетной части, то почву, предназначенную для растирания, нужно взвесить на технических весах, а затем взвесить скелетную часть почвы и подсчитать ее со­держание в процентах к навеске почвы.

1.Для определения растворимости гумусовых веществ в минеральной кислоте нужно взять мелкозем (под­зол, чернозем, солонец, торф) по 1/2 мерки в отдельные колбы. Прилить в каждую колбу 2-кратное (по объему) количество 0,1 н. раствора НС1, взболтать в течение 5 мин и оставить для взаимо­действия почвы с раствором на 30...40 мин. Затем определить цвет вытяжек и записать, за счет каких соединений (гуминовых или фульвокислот) они окрашены. По интенсивности окраски пока­зать примерное содержание гумусовых веществ условными знака­ми: (+++) — очень много, (++) —много, (+) —мало, (-) —нет. Результаты наблюдений записать по форме 3.

Форма 3 Растворимость гумусовых соединений в кислоте

I Окраска кис- I Гумусовые всшест- Примерное содер-
Почва Горизонт лотной вы- ва, переходящие жание гумусовых
_____________________________ тяжки ________ в раствор _________ веществ ______

Подзол А₂

Чернозем А

Солонец В)

Торф А_т

2. Для определения растворимости гумусовых соедине­ний в щелочах следует взять по одной мерке мелкозем (под­зол, чернозем, солонец, торф) в отдельные колбы. В каждую колбу прилить 5-кратное количество горячего раствора щелочи, взбол­тать в течение 5 мин и профильтровать. Записать цвет щелочных вытяжек, а затем приступить к определению способности к коагу­ляции.

Для определения способности к коагуляции налить 1/3 пробирки фильтрата, добавить до половины пробирки 10%-ную НС1, взболтать и дать постоять до появления хлопьевидного осадка, указывающего на коагуляцию. Степень коагуляции пока­зать условными знаками: (++) — сильная, (+) — слабая, (—) — от­сутствует. Если осадок не появляется, то содержимое пробирки следует подогреть на спиртовке.

Наблюдения нужно записать по форме 4.

Форма 4 Растворимость гумусовых соединений в щелочах

Щелочная вытяжка Преобладающие гумусовые соединения

Почва Горизонт _{н т}гтвопе по ^в растворе

окраска коагуляция ^.,_п-,_а„,„, в осадке после коа-

_________________________________________ ^{кшгуляции} _______________ гуляши

Подзол Аз

Чернозем А"

Солонец В|

Торф А_т

3.Для определения растворимости гумусовых веществ вводе нужно насыпать по одной мерке мелкозем (подзол, чер­нозем, солонец, торф) в отдельные колбы. Прилить 5-кратное количество дистиллированной воды, взболтать в течение 5 мин, профильтровать. Определить окраску фильтрата, прозрачность и способность к коагуляции. Результаты наблюдений записать по форме 5.

Форма 5 Растворимость гумусовых веществ в воде

1 Водная вытяжка I Гумусовые кислоты,

Почва Горизонт ------------- 1---------------- Коагуляция находящиеся

______________________ окраска прозрачность ______________ в растворе ___

Пользуясь результатами опытов, нужно дать ответы на следую­щие вопросы.

В чем лучше растворяются гумусовые вещества — в воде, кис­лоте или в щелочи?

В каких формах накапливаются гумусовые соединения в иссле­дованных почвах?

В каких условиях (при какой реакции среды) гумусовые веще­ства вымываются из почвы и в каких накапливаются в ней?

Какие гумусовые кислоты растворимы в воде и вымываются из почвы?

Как влияют гуминовые кислоты и фульвокислоты на свойства почвы?

Глава 6

ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВ И ПОЧВООБРАЗУЮЩИХ ПОРОД

6.1. ПОНЯТИЕ О ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОМ СОСТАВЕ

Почвообразующие породы и образовавшиеся на них почвы со­стоят из частиц (гранул) различного размера. Отдельные частицы называются механическими элементами.

Свойства механических элементов зависят от их размеров. Близкие по размерам элементарные частицы объединяются во фракции. Группировка частиц по размерам во фракции называется классификацией механических элементов (табл. 6).