Scientific journal

International Journal of Applied and fundamental research

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

Решение продовольственной программы страны в значительной степени зависит от плодородия почвы. Одним из наиболее важных, информационных параметров диагностики и оценки действия различных экологических и антропогенных факторов на горные экосистемы Кыргызстана является комплекс показателей гумусового состояния, в том числе фракционного состава гумуса почв. Содержание гумуса в различных почвах, особенно почв горных стран, существенно различается, и это касается его фракционного состава [1].

Однако еще мало проводилось исследований о происходящих изменениях в составе гумуса, при различных видах антропогенного воздействия на почвы по вертикальным поясам гор Кыргызской Республики.

Цель работы – изучить характер изменения фульво- и гуминовых кислот исследуемых почв при антропогенном воздействии и предлагать шкалу изменения фракционного состава гумуса сероземных и коричневых почв вертикального пояса гор Кыргызстана.

Материалы и методы исследования

В почвах вертикального пояса гор бассейна реки Кок-Арт Джалал-Абадской области Кыргызской Республики был изучен фракционный состав гумуса (табл. 1).

Определение фульво- и гуминовых кислот проводилось в лаборатории Института почвоведения и питания растений Германского сельскохозяйственного научного центра (г. Брауншвайг) по методике N.T. Faithfull [2].

Результаты исследования и их обсуждение

До сих в Кыргызстане мало проводилось сравнительного изучения свойств различных фракций гуминовых кислот и их влияния на важнейшие почвенно-экологические свойства почв. Не ставился вопрос об уровне стабилизации фракций гумусовых веществ, то есть о предельном теоретически возможном уровне изменения гумусного и его фракционного состояния почв вертикального пояса гор Кыргызстана.

Орошаемые пашни сероземов являются основным средством производства в земледелии, и их плодородие зависит от антропогенной нагрузки. Почвенное плодородие – объективное внутреннее свойство обеспечивать урожай при наличии факторов и законов земледелия. Основным показателем потенциального плодородия является органическое вещество почвы, где заключено 98 % всего запаса азота почвы, 80 % серы и 60 % фосфора [3].

Материалы фульво- и гуминовых кислот гумуса почв бассейна реки Кок-Арт, которые определяли в лаборатории Института почвоведения и питания растений ФАЛ Германии, представляют большую научно-практическую ценность [4]. Изменение содержания фульвокислоты и гуминовых кислот гумуса почв вертикальных поясов гор Кыргызстана, и при различных антропогенных нагрузках приведено в табл. 2.

Гуминовые кислоты в слое 0–14 см целинных сероземов фисташкового редколесье составляют 160 мг на 100 г почвы, а аналогичные показатели орошаемой пашни более чем в два раза меньше – 65 мг на 100 г почвы. Такое резкое снижение гуминовых кислот орошаемой пашни происходит под антропогенным воздействием, которое сопровождается повсеместным нарушением технологии возделывания сельскохозяйственным культур и отсутствием почвозащитной системы орошаемого земледелия. В орошаемых пашнях под воздействием регулярного полива, активной температуры и минеральных удобрений (на повторных посевах хлопчатника) органическое вещество подвержено активным биологическим процессам минерализации. Это происходит на фоне малого поступления корневых и пожнивных растительных остатков сельскохозяйственных растений, особенно пропашных культур.

Однако антропогенное воздействие в нижних горизонтах обрабатываемых почв затушевывается, и разница в содержании гуминовых кислот в нижних горизонтах орошаемой пашни нивелируется как при использовании на пастбищах, так и на полях хлопчатника.

Таким образом, надо кардинально изменить направление ведения хозяйственной деятельности в крестьянских и фермерских хозяйствах и внедрить почвозащитную, энергосберегающую систему земледелия.

При интенсивных технологиях возделывания сельскохозяйственных растений, особенно технических (хлопчатник) и пропашных культур (овощи, кукуруза на зерно), дегумификация орошаемой пашни усиливается, что в основном происходит вследствие интенсивной обработки и орошения полей. Уменьшение гумуса орошаемой пашни требует четких представлений о балансе гумуса в каждом конкретном случае и внедрения агротехнических мероприятий их пополнения. От количества, оставляемого на поле растительного материала, его химического состава, характера поступления во времени в большой степени зависит биологический потенциал и пополнение гумуса почвы. Пожнивные и корневые остатки сельскохозяйственных и пожнивных культур, а также оставление на поле больше нетоварной продукции урожая, их режим и химический состав обусловливают специфический положительный эффект чередования культур, который находит отражение в современной теории севооборота [5, 6].

Насущные задачи можно решить лишь при постоянном пополнении запасов органического вещества почв и создании условий, способствующих его гумификации. Сюда относится: соблюдение севооборота с участием люцерны, внедрение промежуточных культур, оставление больше нетоварной продукции урожая и внесение органических удобрений, на фоне научно обоснованной системы орошения и удобрения.

Фульвокислоты на пахотном горизонте орошаемой пашни сероземов по сравнению с целинными аналогами снижаются на 57 %, и в отличие от гуминовых кислот их снижение наблюдается по всему профилю почв (табл. 2). Это указывает на их усиленную миграцию при орошении вниз по профилю почв.

По отношению гуминовых кислот к фульвокислотам изучаемые сероземы представляют гуматный тип почвообразования, т.е. ГК:ФК на полях хлопчатника составляет 2, 24 и вниз по профилю почв увеличивается до 3,04 и 3,36.

Гуминовые кислоты изучаемых сероземов составляют наиболее ценную и малорастворимую часть гумуса, которые вступают в соединение с кальцием, магнием и другими катионами почвы, закрепляя в гумусе питательные вещества, так как изучаемые сероземы содержат карбонаты. Это способствует образованию хорошей структуры и других благоприятных физических свойств почвы.

Ведение богарного земледелия в горных коричневых почвах сопровождается снижением фульво- и гуминовых кислот поверхностных слоев почв по сравнению с целинными аналогами (табл. 3). Если в 0–14 см слое богарной пашни содержание гуминовых кислот составляет 262 мг на 100 г почвы и фульвокислот 72 мг на 100 г почвы, то на пастбищах их количество увеличивается соответственно до 365 и 98 мг на 100 г почвы.

Соотношение ГК:ФК на 0–14 см богарной пашни горных коричневых почв составляет 3,63 и увеличивается до 3,98 в слое 14–30 см, но резко уменьшается до 1,84 в слое почвы 30–50 см. Это свидетельствует об отсутствии миграции фульвокислот вниз по профилю почвы на богарных пашнях горных коричневых почв.

Как видно, количество гуминовых кислот на богаре по сравнению с пастбищными почвами снижается на 28,2 %, а фульвокислот на 26,5 %, т.е. их снижение в процентном выражении ниже, чем в орошаемых пашнях сероземов.

В нижних горизонтах почвенного профиля богарных и пастбищных коричневых почв их разница почти не ощущается.

Таким образом, фракции гумусовых кислот резко снижаются в пахотном слое орошаемой пашни при интенсивном ведении земледелия, чем на богарных пашнях. Это объясняется интенсивной минерализацией органического вещества в орошаемой пашне.

Гуминовые кислоты поверхностных горизонтов изучаемых почв вертикальных поясов гор Кыргызстана существенно превосходят количество фульвокислот, и это является одним из диагностических показателей наших почв.

Явное превосходство гуминовых кислот над фульвокислотами почв Кыргызстана способствует образованию хорошей структуры и других благоприятных физических свойств почвы. Они увеличивают поглотительную способность почвы, способствуют накоплению элементов почвенного плодородия и образованию водопрочной структуры. Обладая коллоидными свойствами, гуминовые кислоты склеивают и цементируют механические элементы почвы в структурные агрегаты, тем самым улучшая тепловые и водно-воздушные свойства почвы [1]. Вышеназванные свойства гуминовых кислот наших почв уменьшают процесс снижения органического вещества при сильном антропогенном воздействии, которое наблюдается повсеместно в крестьянских хозяйствах.

С гуминовыми кислотами во многом связаны реакция почв, способность запасать питательные элементы и микроэлементы, отзывчивость почв на гипсование и внесение удобрений и биологическая активность почв.

Самое большое накопление изучаемых фракций гумуса наблюдается в верхнем 0–14 см слое горно-лесных черно-коричневых почв орехово-плодовых лесов (662 и 158 мг на 100 г почвы) и повторяет прямую корреляцию с общим содержанием гумуса. Горнолесные черно-коричневые почвы обладают достаточными запасами энергии, аккумулированной в гумусе и, как следствие, сравнительно высокой емкостью поглощения в поверхностных горизонтах почвенного профиля [4].

Здесь содержание гуминовых кислот резко снижается в 30–50 см слое почвы и составляют 78 мг на 100 г почвы, а содержание фульвокислот здесь даже повышается до 131 мг на 100 г почвы, и соотношение ГК:ФК составляет 0,59.

Миграция фульвокислот при обильных атмосферных осадках в регионе распространения орехово-плодовых лесов (1000 мм/год и выше) способствует их миграции вниз по профилю почв. Это особенно заметно в нижних горизонтах этих почв, где накапливаются фульвокислоты.

Если смываются наиболее плодородные и устойчивые к эрозии верхние горизонты горно-лесных черно-коричневых почв орехово-плодовых лесов, тогда нижние горизонты, обогащенные фульвокислотой, быстро подвергаются водной эрозии и создаются негативные условия для образования оврагов.

Как известно, состав гумуса и соотношение гуминовых и фульвокислот в разных почвах неодинаковы. В изучаемых почвах отношение гуминовых кислот к фульвокислотам колеблется в пределах 2–3.

Таким образом, фракционный состав гумуса (ГК+ ФК) поверхностных слоев (0–14 см) почв вертикального пояса Кыргызстана составляет возрастающий ряд: орошаемая пашня сероземов (поле хлопчатника) – 94 мг/100 г; сероземы (пастбища) – 227 мг/100 г; богарная пашня горных коричневых почв – 334 мг/100 г; на аналогичных почвах пастбищ – 463 мг/100 г; и самое большое количество ГК + ФК наблюдается в горнолесных черно-коричневых почвах – 828 мг/100 г. Затем сумма ГК и ФК резко убывает в горных лугово-степных субальпийских почвах до 493 мг/100 г.

Выводы

На основе материалов исследований фракционного состава гумуса предлагается шкала сравнительной оценки фракционного состава и общего гумуса почв Кыргызстана, используемых как пастбища и пашни (табл. 3).

Характер изменения фракционного состава гумуса (ГК и ФК) исследуемых почв зависит от характера антропогенного воздействия. Так, для орошаемой пашни сероземов повышенное содержание гуминовых кислот составляет 160 мг на 100 г почвы, фульвокислот – 70, среднее содержание соответственно – 95 и 40, сниженное содержание – 65 и 30 мг на 100 г почвы.

Соотношение ГК на ФК на орошаемых пашнях сероземов колеблется в пределах 2,2–2,4, а в богарной пашне горных коричневых почв – 3,2–3,7. Как видно, на обрабатываемых горных коричневых почвах гуминовые кислоты превалируют над фульвокислотами по сравнению с сероземами.

Проводимые исследования позволяют заключить, что орошаемые пашни типичных сероземов характеризуются низким содержанием ГК и ФК. Это свидетельствует о потере плодородия и ценных экологических свойств почв.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что наряду с диагностическими показателями гумуса можно использовать вышеназванные показатели фульво- и гуминовых кислот почв вертикальной поясности Южного Кыргызстана в качестве диагностического показателя плодородия и экологии почв.