К.б.н. Еликбаев Б.К.¹, д.б.н. Саданов А.К.², д.б.н. Тазабекова Е.Т.³

¹Казахский Национальный аграрный университет, ²Центр биологических исследований, ³Казахский Национальный педагогический университет им.Абая, Казахстан

Мониторинг гумусного состояния лёссовых пород предгорий юга- и юго-востока Казахстана

Плодородие мелиорированных земель теснейшим образом связано с процессами гумусообразования. Изучение процессов гумификации и минерализации органического вещества растительных остатков и мелиорантов в реплантоземе позволит разработать мероприятия по увеличению в ней содержания гумуса - основы первичного почвообразования и непременного условия устранения пестроты плодородия спланированных земель в районах орошаемого земледелия на юге-востоке РК [1]. В этой связи необходимо познать механизм трансформации органических веществ в молодых и нарушенных почвах: скорость их распада, изменения, образования промежуточных продуктов и синтез из них гумусовых кислот, главной из которых является кислота, а также диагностические показатели гумуса, определяющие степень почвообразования.

Источником гумусовых веществ в почве являются органические остатки растений, микроорганизмов и животных [2]. Часть которых минерализуется до простых минеральных солей, Н₂О и СО₂, а определенная часть их, вступая в сложный процесс биохимических и физико-химических превращений (гумификация), преобразуется в специфические гумусовые вещества почвы.

Объектом наших исследовании являются реплантоземы, сформированные на лёссовых породах предгорий юга- и юго-востока Казахстана.

В мелкоделяночном опыте, для закладки которого был использован свежеобнаженный лёсс и юго-востока Казахстана, содержание общего гумуса было в пределах 0,24 %. Повторное через 3 года определение показало увеличение содержания общего гумуса в лёссе всех вариантов мелиорации (в 0-10 см). Через 38 лет оно увеличилось в лёссе 1971г. до 1,89 % (0-10 см) (рисунок 1) и по биогумусу 27т/га - до 1,84 %. Остальные варианты занимают промежуточные положения. Хотя с внесением 60 т/га навоза в лёсс поступило больше органического углерода по сравнению с 27 т/га биогумусом, его депонирование в слое лёссовых пород в виде гумуса более эффективно на вариантах с биогумусом. Так как биогумус по своим природным способностям более эффективно активизирует заложенное потенциальное плодородие лёсса.

Депонирование углерода в виде гумуса более ярко выражено в первые 3 года почвообразования. Это объясняется тем, что в этот период на опытных участках вегетировался такой фитомелиорант, как люцерна. Известно, что возделывание многолетних бобовых культур, особенно люцерны, благотворно влияет на гумусовое состояние почвы. Корневые и пожнивные остатки люцерны существенно увеличивают содержание гумуса в почве, особенно верхние ее горизонты, что согласуется с данными прежних исследований [3, 4, 5, 6]. В доказательство можно привести такие данные - в постмелиоративный период 1994-2002 гг. почвообразования без люцерны наблюдается некоторое снижение содержания гумуса на вариантах с лёссом в слое 0-10 см. Масштаб возобновления корней многолетних трав находится в теснейшей связи с общим жизненным тонусом растений. Чем длительнее период вегетации, тем лучше развитие трав, тем выше их роль в гумусообразовании.

В связи с двойной мелиорацией (мелиорант + люцерна) в каждой делянке свежеобнажившегося лесса возникает своеобразный положительный ”симбиоз”, приводящий к увеличению содержания гумуса. Биогумус увеличивает урожайность люцерны, соответственно и количество пожнивно- корневых остатков.

Органические удобрения активизируют разложение корневых остатков растений в почве [7]. Внесение органических удобрений в почву увеличивает содержание гумуса в ней.

Высокое содержание гумусовых веществ в составе органических удобрений снижает темпы их минерализации [8]. Так как, при интенсивном земледелии усиливается скорость минерализации органического вещества и снижается коэффициент его гумификации. Поэтому внесение в почву готового гумифицированного материала имеет существенное значение, ибо при этом достигается быстрое увеличение содержания гумуса в почве и улучшается его качественный состав. О содержании гумусовых веществ в органических удобрениях также сообщает А.Александрова [9].

РРисунок 1 - Изменение общего гумуса

Во второй половине постмелиоративного периода (2002-2009гг.) также наблюдается некоторое увеличение темпов гумусообразования в связи с формированием более сложного залежного растительного покрова и преобладанием в нем злаково-бобовых ассоциаций. Наиболее выраженные процессы гумусообразования наблюдаются на вариантах с внесением биогумуса в норме 27 т/га и лёсса, заложенного в 1971г. Содержание общего гумуса на этих вариантах в слое 0-10 см составляет 1,84% и 1,89% соответственно. Эти данные свидетельствуют об эффективном влиянии нетрадиционного органического удобрения (биогумуса) на накопление гумуса – с одной стороны и временном факторе – с другой стороны. Содержание гумуса на этих вариантах выше на фитоконтроле и контроле на 24-46%, соответственно. Распределение гумуса по профилю реплантозема свидетельствует о снижении его количества и дифференциации почвенной толщи на слои (горизонты).

В разных типах почв негидролизуемая часть (как дополнительный диагностический признак) молекул гумусовых веществ в среднем составляет 70%. В исследованном лёссе негидролизируемый остаток гуминовой кислоты оказался выше (76-81 %), что свидетельствует о некотором возрастании в молекуле гуминовой кислоты доли ароматического ядра (бензол) и снижении количества периферических алифатических (жиры, углеводы) цепей [10].

Гумусовое состояние реплантозема юга Казахстана оказалось также в зависимости от фактора времени. Свежеобнаженный лёсс юга Казахстана содержит 0,17% гумуса. В заросших карьерах юга Казахстана (22, 31 и 41 год) содержание гумуса увеличилось соответственно на 0,94; 1,02 и 1,2%. В групповом составе гумуса преобладают фульвокислоты, доля которых также постепенно снижается. Процентное содержание негидролизуемого остатка меньше чем на Талгарских аналогах.

Первоначальные лёссовые породы содержат сотые доли общего гумуса. Доля негидролизуемого остатка в Талгарском (юго-восток) и Шымкентском (юг) лёссах находится в пределах 23 и 18% соответственно, что обусловлено относительно низким содержанием на данной глубине органического вещества, которое здесь в основном представлено лабильными фульвокислотами (63 и 72% соответственно) и микробным белком [4].

Таким образом, анализ длительного мониторинга гумусового состояния реплантозема показал, что под совместным влиянием природно-экологических (климат, биота, почвообразующие породы, рельеф, время) и антропогенных факторов почвообразования (биогумус, навоз, фитомелиорант), происходит выраженное накопление в реплантоземе органического вещества гуматного типа. Наиболее активно процессы гумусонакопления протекают в верхней части гумусового горизонта реплантозема, что связано с характером поступления и минерализацией растительных остатков в нём. В изменении количественного и качественного состава из всех экологических факторов основную роль играет фактор времени.

Литература:

1. Тазабеков Т. Повышение плодородия горных и предгорных почв. А., Изд. «Кайнар», 1983, 175с.

2. Суворов В.В. Кормопроизводство. М.-Л.: Сельхозгиз, 1954, 384 с.

3. Кононова М.М. Проблемы почвенного гумуса и современные задачи его изучения. М.: Изд. АН СССР‚ 1951‚ с. 124-298.

4. Кононова М. М. Органическое вещество почв. Его природа, свойства и методы изучения. — М.: Изд-ва АН СССР, 1963. - 314 с.

5. Тюрин И.В. Вопросы генезиса и плодородие почв. Москва‚ 1966‚ 288 с.

6. Джамалбеков Е. О почвообразовании при рекультивации земель в Казахстане // почвоведение, 1989, №11, С. 75-82.

7. Колягина Ю.Ф.‚ Рубинштейн М.И. Изменение органического вещества светло-каштановой почвы в свекловичном севообороте. //Труды КазНИИЗ‚ т. 9-10‚ А-Ата: 1970‚ Кайнар‚ С. 358-368.

8. Туев Н.А. Микробиологические процессы гумусообразования. М.: Агропромиздат, 1989. 239 с.

9. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л: Наука ,1980, 287с.

10. Дергачева М.И. Органическое вещество почв: статика и динамика. Новосибирск: Наука, 1984. 152 с.