Экологическое значение органических веществ почвы

Органические вещества почвы многообразны по своей роли в формировании почвенного плодородия, в росте и развитии растений. Постоянная динамика гумуса, ежегодный синтез органического вещества, процессы его разложения и трансформации, связывание в гумусе элементов питания, их консервации, наоборот, непрерывное их высвобождение и поступление в почвенные растворы — все это отдельные черты сложной и многообразной жизни гумусовых веществ почвы.

Гумус — понятие не только химическое и биологическое, но и экологическое. Гумусовые горизонты формируются как результат непрерывной смены поколений растений. В то же время гумусовые горизонты — необходимая основа и средство получения растениями элементов питания и создания оптимальной экологической обстановки в почвенном профиле. Различные сообщества растений, например травянистые и деревянистые, резко отличаются по требованиям к условиям внешней среды. Резко различны и условия гумификации, определяющие экологический оптимум для этих растений. Лесная подстилка (горизонт Ао), промывной водный режим, фульватный тип гумуса — такова экологическая основа существования леса. А для трав — гумификация по гуми- новому типу, формирование темноокрашенной гумусовой толщи, аккумуляция в ней элементов питания — и все это в условиях относительного недостатка влаги.

Следовательно, в процессе эволюции жизни при почвообразовании возникло сложное и целесообразное единство растений и почвенных условий, а в более узком смысле — растений и гумуса, с которыми неразрывно связаны многие свойства и явления в почвах.

Природно-экологическая значимость органического вещества почв определяется следующим:

  • 1. Минерализация органических веществпервостепенный источник поступления в почвы доступных растениям элементов-биофилов в концентрациях, близких к экологическим потребностям организмов. При минерализации сложные органические соединения при участии различных групп микроорганизмов превращаются в простые химические вещества — воду, углекислый газ, соли различных анионов и катионов. В процессе минерализации участвует большая часть органических остатков: до 80—90%. Продукты минерализации попадают в почвенные растворы и в значительной степени становятся объектом питания растений, т. е. вновь включаются в биологический круговорот. Минерализации подвергаются и гумусовые вещества, но значительно медленнее, что обеспечивает регулярность и стабильность минерального азотного и фосфорного питания живых организмов почвы.
  • 2. Гумусовые вещества почв следует рассматривать как консервант солнечной энергии, которая была накоплена благодаря процессам фотосинтеза зелеными растениями в бесчисленном множестве неспецифических органических соединений, а затем трансформирована в вещества почвенного гумуса. Постепенное ее высвобождение осуществляет энергетическое обеспечение многих почвенных процессов, включая плодородие почв. Следовательно, почвенный гумус имеет конкретную калорийную энергетическую значимость.
  • 3. Гумусовые вещества обладают физиологической активностью. Фульвокислоты и гумат натрия, выделенные из разных почв, действуют неодинаково. Стимулирующая роль гуматов широко используется в практике выращивания черенков-саженцев кустарниковых культур. В присутствии гуматов они намного быстрее дают рост корней. Гумино- вые удобрения уже давно имеют спрос у огородников и садоводов, обеспечивая коммерческий успех фирмам, их производящим.

Однако характерна неодинаковая требовательность различных растений к гуматам (табл. 1.9).

Таблица 1.9

Группы сельскохозяйственных растений по реакции на гуминовые кислоты

Уровень реакции

Растения

Очень сильно реагирующие

Томаты, картофель, свекла

Хорошо реагирующие

Пшеница, ячмень, овес, просо, кукуруза, рис, житняк, люцерна

Слабореагирующие

Горох, фасоль, чечевица, арахис, хлопчатник, кунжут

Почти не реагирующие

Подсолнечник, клещевина, кенаф, тыква

4. Гумус оптимизирует физическое состояние почв. При оценке экологической роли гумуса всегда подчеркивается его положительное значение в связи с образованием агрономически ценной структуры, которая в конечном итоге создает для растений благоприятные водно-воздушные свойства. Главную структурообразующую роль выполняют гу- маты кальция и железа. Это очень водоустойчивые структурообразова- тели с высокими клеящими свойствами. Они обеспечивают формирование в почвах зернистой и пористой структуры, устойчивой к разрушающему действию воды.

Гумусовые вещества оптимизируют для растений многие физические характеристики почвы. Чем выше содержание в почвах органических веществ, тем шире диапазон физической спелости, т. е. почвы могут обрабатываться в более широком интервале влажности. Многогумус- ные почвы легко обрабатываются, менее податливы к уплотнению. Никогда не встречаются слитые почвы с высоким содержанием органического вещества.

Почвенный гумус отличается типичными характеристиками гидрофильных коллоидов. Он увеличивает водоудерживающую способность почв, так как способен поглощать значительное количество воды.

5. Гумусовое состояние почвважнейший показатель количественной оценки плодородия. Это связано с тем, что гумус выступает как интегральный показатель плодородия, объединяющий в себе ряд свойств почв. С гумусовыми веществами связаны многие условия жизни растений, которые отражаются в свойствах почвенного профиля: мощность и богатство гумусового профиля, пригодность к сельскохозяйственному использованию, реакция среды, физическое состояние почвенной массы, ее биохимическую активность и т. д. Поэтому, оценивая гумус почв, мы оцениваем сразу многие почвенные характеристики. Разный качественно-количественный состав органического вещества характеризует гумусовое состояние почвы (табл. 1.10).

В. В. Докучаев писал, что мощность и особенно содержание перегноя в почвах являются выражением общего комплекса всех почвообразова- телей, в том числе и подпочвы. Единство этих показателей подтверждается их высокой связью с урожайностью, наблюдаемой для разных почв. Мощность гумусовых горизонтов и их гумус вернее рассматривать в едином целом, неразрывно связывая их друг с другом. Величина А + АВ представляет объем основной корнеобитаемой массы почвы, в которой происходит гумусонакопление. Содержание и запасы гумуса отражают качественные свойства корнеобитаемого слоя. В целом же мощность гумусовых горизонтов и запасы в них гумуса составляют количественное и качественное единство, характеризующее плодородие почвы.

6. Влияние гумусового содержания на плодородие почв неоднозначно. Не для всех растений соблюдается закономерность: большее содержание гумуса отвечает высокому уровню плодородия. Некоторые культуТаблица 1.10

Характеристика гумусного состояния почв [46]

Показатели

Уровень, характер проявления

Градации показателя

Мощность подстилки (для

Очень мощная

> 10

лесных почв), см

Мощная

5—10

Средней мощности

2—5

Маломощная

< 5

Отношение запасов орга-

Распределение:

нического вещества

эктоморфное

> 1

в подстилке и в мине-

мезоморфное

около 1

ральном профиле

эндоморфное

< 1

Содержание гумуса в гу-

Очень высокое

> 10

мусовых (поверхностных)

Высокое

6—10

горизонтах, %

Среднее

4—6

Низкое

2—4

Очень низкое

< 2

Запас гумуса в слоях 0—

Очень высокий

> 200 (> 600)

20 см (0—100 см), т/га

Высокий

150—200 (400—600)

Средний

100—150 (200—400)

Низкий

50—100 (100—200)

Очень низкий

< 50 (< 100)

Профильное распределе-

Резко убывающее

ние гумуса в почвенной

Постепенно убывающее

толще

Равномерное

Нарастающее

Бимодальное

Обогащенность гумуса

Очень высокая

< 5

азота, по отношению

Высокая

5—8

С : N

Средняя

8—11

Низкая

11—14

Очень низкая

> 14

Степень гумификации ор-

Очень высокая

> 40

ганического вещества,

Высокая

30—40

гк: с0бщ) • 100%

Средняя

20—30

Слабая

10—20

Очень слабая

< 10

Тип гумуса, Сгк: Сфк

Гуматный

> 2

Фульватно-гуматный

1—2

Гуматно-фульватный

0,5—1

Фульватный

< 0,5

ры безразличны к гумусовому содержанию почвы. Это картофель, гречиха, арбуз. Они прекрасно произрастают как на многогумусных почвах, так и на низкогумусных. А для виноградной лозы и табака на почвах с высоким содержанием органического вещества резко снижается качество урожая. Виноградники на почвах, богатых гумусом, дают продукцию с высокой кислотностью и низкой сахаристостью, а табак — неудовлетворительно ароматизирован. Богатые почвы обычно считаются неудовлетворительными для этих растений.

Экологический оптимум содержания гумуса в почвах для разных растений варьирует (табл. 1.11).

Группировка сельскохозяйственных растений по отношению к содержанию органического вещества в почвах

Таблица 1.11

Очень

требо

ватель

ные

Требова

тельные

Умеренно

требова

тельные

Мало

требова

тельные

Безраз

личные

Богатство

гумусом

снижает

качество

продукции

Зерновые культуры

Пшеница, ячмень, кукуруза

Овес, просо, рис

Рожь,

сорго

Гречиха

Гречиха*

Зерновые бобовые культуры

Горох

Горох, подсолнечник, клещевина, арахис

Фасоль, арахис

Соя, нут

Сахароносные и крахмалоносные культуры

Сахарная свекла, картофель

Картофель

Сахарный тростник, батат, ямс

Прядильные культуры

Конопля

Лен

Хлопчатник, лен

Хлопчатник

Бахчевые культуры

Дыня, тыква

Дыня, тыква

Арбуз

Табак, махорка

Махорка

Махорка

Табак

Кормовые культуры

Вика, костер безостый, суданская трава

Лядвенец рогатый, вика, тимофеевка луговая, овсяница луговая, житняк, ежа сборная, костер безостый, суданская

Лядвенец рогатый, тимофеевка луговая, овсяница луговая, житняк, ежа сборная, люцерна, клевер, эспарцет, донник

Очень

требо

ватель

ные

Требова

тельные

Умеренно

требова

тельные

Мало

требова

тельные

Безраз

личные

Богатство

гумусом

снижает

качество

продукции

трава, люцерна, клевер, эспарцет, донник

Орехоплодные культуры

Грецкий

орех

Грецкий

орех,

фундук

Фундук

Виноград, чай, субтропические плодовые

Апельсин,

мандарин,

инжир,

хурма

Виноград, чай, апельсин, мандарин, гранат

Виноград,

чай

Овощные культуры

Томат, огурец, морковь

Томат, огурец, морковь, салат, свекла, пастернак, петрушка

Плодовые культуры

Яблоня, груша, черешня, слива, вишня, абрикос, айва

Абрикос,

айва

* Сельскохозяйственные культуры, попавшие в две категории, обладают широкой зоной оптимума к содержанию органического вещества в почвах.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >