Содержание, запасы и состав гумуса относится к числу важнейших показателей, от уровня которых зависят практически все агрономические ценные вещества почв [1].
Гумус и его качественно-количественные показатели находятся в ряду важнейших свойств почв, определяющих как их экологические функции в биосфере, так и хозяйственные свойства. С ним связаны жизнедеятельность растений, микроорганизмов и животных, устойчивость биогеоценоза в целом. Гумусообразование является незаменимой составляющей почвообразовательного процесса, его высшей, завершающей стадией [2, 3].
Кислотные свойства почв оценивают при решении практически любых проблем почвоведения, агрохимии, мелиорации. От кислотных свойств зависит рост и развитие растений. Но не менее важен и тот факт, что кислотность в той или иной мере обусловливают многие другие свойства почв, влияя на подвижность химических элементов в почвах и их доступность растениям, на реальную емкость катионного обмена и состав обменных катионов, на ферментативную активность почв, их физические свойства [4].
Целью исследования являлось определение содержания общего гумуса и кислотных свойств почв Оренбургского Предуралья.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1) ознакомиться с литературными данными о гумусе и кислотных свойствах почв;
2) подобрать оптимальные методы исследования, исходя из доступности приборов и реактивов, а также трудоемкости опыта;
3) определить содержание общего гумуса, а также гидролитическую и обменную кислотность в почвах Оренбургского Предуралья.
Объектами исследования являлись выщелоченные и типичные чернозёмы южной лесостепи, а также южные чернозёмы засушливой степи Предуралья, расположенные под хорошо сохранившейся естественной растительностью (целина) и на участках интенсивного сельскохозяйственного использования (пашня).
Определение общего гумуса основано на окислении органического вещества раствором двухромовокислого калия в серной кислоте и последующем определении трехвалентного хрома, эквивалентного содержанию органического вещества, на фотоэлектрокалориметре [5]. Определение органического вещества по методу Тюрина в модификации ЦИНАО проводили при трех длинах волн (465, 590, 650 нм), из которых выбрали оптимальную длину волны 590 нм при максимальном значении оптической плотности (рисунок 1).
Рисунок 1 – Градуировочный график
Результаты определения органического вещества в исследуемых почвах показали, что содержание углерода в каждом подтипе почвы уменьшается с увеличением глубины слоя (таблица 1). Углерод в составе органического вещества в большем количестве содержится в почвах целинных территорий.
Таблица 1 – Содержание углерода (мг)
| Слой, см |
Статистические показатели* |
Слой, см |
Статистические показатели* |
||||||||
|
M |
n |
m |
v |
S |
M |
n |
m |
v |
S |
||
| Чернозём выщелоченный | |||||||||||
| целина |
пашня |
||||||||||
| 0-10 |
23,5227 |
3 |
0,00010 |
0,0007 |
0,00018 |
0-10 |
16,0227 |
3 |
0,00005 |
0,0005 |
0,00009 |
| 20-30 |
15,5682 |
3 |
0,00005 |
0,0006 |
0,00009 |
20-30 |
16,5909 |
3 |
0,00047 |
0,0049 |
0,00082 |
| Чернозём типичный | |||||||||||
| целина |
пашня |
||||||||||
| 0-10 |
24,2046 |
3 |
0,09119 |
0,6529 |
0,15796 |
0-10 |
12,7841 |
3 |
0,00023 |
0,0030 |
0,00039 |
| 20-30 |
16,1364 |
3 |
0,00762 |
0,0818 |
0,01319 |
20-30 |
12,5000 |
3 |
0,01323 |
0,1833 |
0,02291 |
| Чернозём южный | |||||||||||
| целина |
пашня |
||||||||||
| 0-10 |
11,7614 |
3 |
0,01012 |
0,1489 |
0,01752 |
0-10 |
11,0227 |
3 |
0,00492 |
0,0773 |
0,00852 |
| 20-30 |
7,5568 |
3 |
0,03228 |
0,7397 |
0,05591 |
20-30 |
7,7273 |
3 |
0,01662 |
0,3726 |
0,02879 |
*M – средний показатель, n – число выборки, m –средняя ошибка опыта, v – коэффициент вариации, S – стандартное отклонение
Наибольшее содержание гумуса обнаружено в чернозёме типичном (9,77 % на глубине 0 – 10 см), наименьшее – в чернозёме южном (2,61 % на глубине 20 – 30 см) (рисунок 2).
 |
 |
|
Рисунок 2 – Содержание общего гумуса в почвах Оренбургского Предуралья |
Рисунок 3 – Значения pH в исследуемых подтипах почвы Оренбургского Предуралья |
Для определения гидролитической кислотности обрабатывали почвы раствором уксуснокислого натрия концентрации 1 моль/л при отношении почвы к раствору 1:150 и затем определяли гидролитическую кислотность по значению рН суспензий [6]. Для слоя 0 – 10 см чернозема выщелоченного целинного участка значение pH составило 7,69, для пахотной территории – 7,56; чернозема типичного (целина) – 7,64, пашня – 7,56; чернозема южного (целина) – 7,73, пашня – 8,44. Для слоя 20 – 30 см чернозема выщелоченного (целина) значение pH составило 7,7, пашня – 7,54; чернозема типичного (целина) – 7,72, пашня – 7,55; чернозема южного (целина) – 7,78, пашня – 8,5 (рисунок 3).
В соответствии с методикой [6] обработки результатов определена гидролитическая кислотность исследуемых почв: чернозем выщелоченный (пашня, 0 – 10 см) – 21,9; чернозем типичный (целина, 0 – 10 см) – 17,5; чернозем типичный (пашня, 0 – 10 см) – 20,9; чернозем типичный (пашня, 20 – 30 см) – 21,4. Чернозем выщелоченный (целина, 0 – 10, 20 – 30 см; пашня, 20 – 30 см), чернозем типичный (целина, 20 – 30 см), чернозем южный (целина и пашня на глубине 0 – 10, 20 – 30 см) не обладают гидролитической кислотностью.
Определение обменной кислотности заключается в извлечении обменных ионов водорода и алюминия из почвы раствором хлористого калия концентрации 1 моль/мл при соотношении почвы и раствора 1:2,5 и последующем потенциометрическом титровании фильтрата гидроокисью натрия до рН 8,2 [7].
Средний показатель обменной кислотности почв составляет 0,23 (таблица 3). Также необходимо заметить, что наибольшей обменной кислотностью обладают почвы целинных территорий.
Таблица 3 – Обменная кислотность почв Оренбургского Предуралья
| Тип почвы |
Глубина, см |
pH |
Vт, мл |
Обменная кислотность (Х) |
| Чернозем выщелоченный (целина) |
0-10 |
10,09 |
0 |
0,3 |
|
20-30 |
7,85 |
0,01 |
0,29 |
|
| Чернозем выщелоченный (пашня) |
0-10 |
6,89 |
0,05 |
0,25 |
|
20-30 |
7,35 |
0,03 |
0,27 |
|
| Чернозем типичный (целина) |
0-10 |
6,48 |
0,1 |
0,2 |
|
20-30 |
6,47 |
0,1 |
0,2 |
|
| Чернозем типичный (пашня) |
0-10 |
6,2 |
0,1 |
0,2 |
|
20-30 |
5,95 |
0,25 |
0,05 |
|
| Чернозем южный (целина) |
0-10 |
6,5 |
0,1 |
0,2 |
|
20-30 |
6,33 |
0,1 |
0,2 |
|
| Чернозем южный (пашня) |
0-10 |
7,37 |
0,03 |
0,27 |
|
20-30 |
7,45 |
0,02 |
0,28 |
|
| Холостой опыт |
|
5,23 |
0,3 |
0 |
Проведенные исследования показывают, что при длительном сельскохозяйственном использовании почв происходит снижение содержания гумуса, особенно в почвах пахотных территорий, а также изменение ее кислотных свойств. Результаты проведенных исследований показали, что наибольшим содержанием гумуса обладает чернозём типичный (9,77 %), это свидетельствует о его высокой плодородности. По полученным данным гидролитической кислотности было выявлено, что почвы Оренбургского Предуралья имеют нейтральную и слабощелочную среду. Наибольшие значения обменной кислотности наблюдаются в почвах целинных территорий, в то время как в пахотных они уменьшаются.
Библиографический список
- Воробьева, Л.А. Химический анализ почв / Л. А. Воробьева. – М. : Изд-во МГУ, 1998. – 272 с.
- Абрамян, С.А. О методах определения кислотности почвы / С. А. Абрамян, А. Ш. Галстян. – М. : Почвоведение, 1981. – с. 138-141
- Русанов, А.М. Гумусное состояние черноземов Оренбургского Предуралья и его трансформация под влиянием длительного сельскохозяйственного использования / А. М. Русанов, Л. В. Анилова, А. В. Тесля, И. Н. Клевцова // «Гуминовые вещества в биосфере». Труды IV Всероссийской конференции. — М., 2007. — С. 305-310.
- Гришина, Л.А. Гумусообразование и гумусное состояние почв / Л. А. Гришина. – М., 1986.
- ГОСТ 26213-91. Почвы. Методы определения органического вещества. – Введ. 1993–07–01. – М. : Изд-во стандартов, 1991. – 5 с.
- ГОСТ 26212-91. Почвы. Определение гидролитической кислотности по методу Каппена в модификации ЦИНАО. – Введ. 1993–07–01. – М. : Изд-во стандартов, 1991. – 4 с.
- ГОСТ 26484-85. Почвы. Метод определения обменной кислотности. – Введ. 1985–03–26. – М. : Изд-во стандартов, 1985. – 3 с.