Глава 1. Современные представления о гумусном состоянии почв сельгового ландшафта Карельского перешейка 5
Глава 2. Объекты и методы исследования 9
2.1 Район исследования и характеристика почвообразующих факторов на его
территории 9
2.2 Объекты исследования 13
2.3 Методы исследования 16
Глава 3. Общая характеристика свойств почв, параметры гумусного состояния и биологической активности 18
3.1 Общая физико-химическая характеристика исследуемых почв..18
3.2 Групповой и фракционный состав гумуса 24
3.2.1 Состав гумуса подбура (разрез№3) 25
3.2.2 Состав гумуса подбура (разрез№5) 27
3.2.3 Состав гумуса дерново-подзола (разрез№4) 28
3.2.4 Состав гумуса серогумусовой почвы (разрез№8) 29
3.2.5 Заключение о составе гумуса исследуемых почв 30
3.3 Элементный состав органического вещества почвы 31
3.4 Базальное и субстрат-индуцированное дыхание 33
3.5 Гумусное состояние 36
Заключение 40
Выводы 43
Список использованной литературы 45
Приложения 47
Гумус - квинтэссенция плодородия почв, однако его для оценки необходимо знать не только количественную, но и качественную его характеристику. Гумус отражает существующее состояние биогеоценозов, он тесно связан с деятельностью растений, микроорганизмов и почвенной мезофауны. Изучение группового и фракционного состава гумуса - не только химическая цель, так как этот состав отражает в большей степени генетические особенности почв, направленность процессов почвообразования. (Пономарева В. В.,1980г)
Гумусное состояние почв - комплексная оценка, позволяющая судить о почвенном плодородии и о реализации факторов почвообразования. При помощи параметров гумусного состояния возможно выявить разницу в реализации совокупности факторов почвообразования. Обыкновенно такой оценкой пользуются для определения состояния плодородных почв, особенно при высокой многолетней антропогенной нагрузке на них, чтобы вовремя выявить деградационные процессы, вызванные таким воздействием, а также при исследованиях целинного почвенного покрова для уточнения его генезиса.
Цель: изучить гумусное состояние почв сельгового ландшафта на примере катен, заложенных в Выборгской и Приладожской частях Карельского перешейка
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
-Изучить изменение параметров гумусного состояния почв в пределах катены, заложенной в Выборгской части Карельского перешейка.
- Изучить изменение параметров гумусного состояния почв в пределах катены, заложенной в Приладожской части Карельского перешейка
- Дать сравнительную характеристику гумусного состояния почв, развитых в пределах сельгового ландшафта Выборгской и Приладожской частей Карельского перешейка
-Выявить влияние расчлененности рельефа, почвообразующих пород и растительности на гумусное состояние почв сельгового ландшафта Карельского перешейка.
Данная работа позволяет оценить выбранную систему критериев с точки зрения выявления различий между близкими по генезису и свойствам почвами в пределах небольшой географической зоны.
Кроме того, новизна работы кроется в самом анализе таких различий, так как изучение и сравнение состава и свойств гумусовых веществ в почвах разных частей сельгового ландшафта ранее не проводилась.
Изменение параметров гумусного состояния и биологической активности почв в пределах катены, заложенной в Выборгской части Карельского перешейка.
Большинство показателей гумусного состояния для почв, развитых в пределах сельгового ландшафта Выборгской части Карельского перешейка едины. Степень гумификации органического вещества классифицируется как средняя в верхних горизонтах и снижается до слабой в нижележащих, максимальная она в разрезе №4 дерново-подзола в межсельговом понижении. В почвах верхних частей склонов, подбурах, затруднена не только гумификация, но и минерализация органического вещества, что подтверждается накоплением мощной толщи подстилки ее оторфовыванием и формированием торфяных горизонтов. Гумус всей территории имеет очень низкую обогащенность азотом, но наибольшие её значения наблюдаются в почвах межсельговых понижений.
В подбуре степень гумификации слабая, а тип гумуса изменяется вниз по профилю от гуматно-фульватного до фульватного. Среди гуминовых кислот наибольшее количество связано с силикатными и несиликатными полуторными оксидами. Показатели биологической активности в этом разрезе отражают наиболее стрессовые условия для развития микроорганизмов среди изученных почв.
Соотношение фракций гуминовых кислот в дерново-подзоле и подбуре одинаково, однако их общее количество в дерново-подзоле больше. Скорость минерализации органического вещества здесь выше, а метаболический коэффициент говорит о более мягких условиях для развития микроорганизмов.
Изменение параметров гумусного состояния и биологической активности почв в пределах катены, заложенной в Приладожской части Карельского перешейка
Почвы Приладожья обладают схожими чертами накопления и преобразования органического вещества.
Подбур Приладожской катены обладает мощной подстилкой, очень низкой обогащенностью гумуса азотом, слабой степенью гумификации органического вещества, сужением соотношения гуминовых и фульвокислот с глубиной. Также, как и в подбуре разреза 3, среди гуминовых кислот преобладают 3 и 1 фракции, но интенсивность базального дыхания несколько выше, в почве формируются более благоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов.
Гумус серогумусовой почвы отличается от органического вещества подбура, более высокими степенью гумификации, содержанием гуминовых кислот и обогащенностью органического вещества азотом. Также эта почва выделяется относительно более высоким содержанием 2 фракции гуминовых кислот и наиболее высокой скоростью базального дыхания.
Сравнительная характеристика гумусного состояния почв и биологической активности почв, развитых в пределах сельгового ландшафта Выборгской и Приладожской частей Карельского перешейка
Для подбуров на вершинах сельговых гряд всего Карельского перешейка общими чертами является очень низкое содержание азота тип гумуса, изменяющийся в профиле от гуматно-фульватного к фульватному, преобладание среди гуминовых кислот 3 и 1 фракции, слабая степень гумификации органического вещества и резко убывающий характер распределения углерода органических соединений с глубиной.
В подбурах аккумуляция органического вещества (как на поверхности, так и в профиле почв) интенсивнее происходит в Выборгской части сельгового ландшафта. В этих же почвах наблюдается максимальное содержание гуминовых кислот самой подвижной 1 фракции.
Степень гумификации органического вещества одинаково оценивается как слабая, однако в подбурах Приладожья процесс гумификации протекает чуть интенсивнее, что подтверждается более высокой удельной скоростью базального дыхания. Отличительной чертой состава гумуса подбуров Приладожья является присутствие связанных с кальцием фракций гуминовых кислот, что объясняется особенностью минералогического состава почвообразующих пород и процессов их выветривания.
Почвы межсельговых понижений характеризуются более низким содержанием органического вещества в профиле и меньшей мощностью подстилки. Содержание гумуса в профиле дерново-подзола и серошумус овой почвы оценивается как низкое.
Обогащенность гумуса азотом максимальна в серогумусовой почве межсельгового понижения Приладожской части перешейка. В этой же почве относительно высокое содержание гуминовых кислот, связанных с кальцием, в ней создаются самые благоприятные условия для гумификации органического вещества, степень гумификации - средняя.
Влияние рельефа, почвообразующих пород и растительности на гумусное состояние почв сельгового ландшафта Карельского перешейка
Условия почвообразования в сельговом ландшафте Карельского перешейка разнообразны, что обусловлено положением в рельефе, относительным богатством и утяжелением гранулометрического состава почвообразующих пород, наличием в них скелета. Растительность, которая хоть и формируется вслед за сложившимися условиями водного режима, питания, продолжительности и интенсивности поступления солнечной радиации, также вносит свой вклад в почвообразовательный процесс, особенно в процесс гумусообразования.
Сельги, имеющие немалый перепад высот относительно межсельговых понижений и достаточно сильный уклон для миграции влаги и питательных веществ, оказывают сильнейшее влияние на все режимы почв. Вершины сельг сложены породами, способствующими провальному типу водного режима, создающими условия дефицита элементов питания для растений и микроорганизмов, очень резко эти участки обводняются весной и пересыхают настолько быстро, что только что развившийся комплекс микроорганизмов моментально угасает, практически не успевая принять участие в минерализации и гумификации органического вещества. Хвойные породы деревьев, мохово-лишайниковый покров являются источниками и часто способствуют аккумуляции агрессивных продуктов разложения органических остатков, в Приладожской части на менее кислых породах эти эффекты проявляются в меньшей степени.
Почвы межсельговых понижений выступают примером наиболее благоприятных условий почвообразования в сельговом ландшафте. Породы, на которых формируются почвы, более тяжелые по гранулометрическому составу и не содержат скелетной фракции. Они более обогащены основаниями, лучше задерживают воду и элементы питания и на них формируются растительные сообщества, более южные по видовому составу, чаще развиваются луга. Эти почвы часто подвержены процессам оглеения вследствие застойного увлажнения. Здесь удлинен период развития микроорганизмов, дольше сохраняется тепло, и меньше кислых продуктов распада органических остатков поступает в почвенный профиль. В совокупности эти факторы позволяют наиболее полно перерабатывать органические остатки, способствуют развитию процесса гумификации.
Выводы
1. Гумусное состояние подбуров иллювиально-гумусовых характеризуется очень мощной подстилкой, эктоморфным накоплением и высоким содержанием органического вещества, резко убывающим вниз по профилю. Тип гумуса изменяется с глубиной от гуматно-фульватного к фульватному. Органическое вещество отличается слабой степенью гумификации и очень низкой обогащенностью азотом. В составе гумуса преобладают подвижные, агрессивные фульвокислоты 1 и 1а фракций, количество которых увеличивается с глубиной. В группе гуминовых кислот наблюдается высокое содержание 1 и 3 фракций, доля гуминовых кислот, связанных с кальцием, классифицируется как очень низкая.
2. Подбуры иллювиально-гумусовые, расположенные в Выборгской и Приладожской частях сельгового ландшафта, практически не различаются по параметрам гумусного состояния. В составе гумуса подбура, сформированного на элюво-делювии микроклиновых гранитов, можно отметить тенденцию к увеличению содержания гуминовых кислот, связанных с кальцием.
3. Дерново-подзол иллювиально-железистый характеризуется мощной подстилкой, эктоморфным накоплением и низким содержанием гумуса, резко убывающим в профиле. Формируется гумус гуматно-фульватного типа, средней степени гумификации, с очень низкой обогащенностью азотом. В группе гуминовых кислот наблюдается высокое содержание 1 и 3 фракций, доля гуминовых кислот, связанных с кальцием, классифицируется как очень низкая.
4. Гумусное состояние серогумусовой окисленно-глеевой почвы характеризуется средне мощной подстилкой, мезоморфным накоплением и низким содержанием гумуса, резко убывающим с глубиной. Гумус гуматно-фульватного типа, средней степени гумификации и низкой обогащенностью азотом. В группе гуминовых кислот преобладает 3 фракция, наблюдается очень низкое содержание 1 фракции, доля гуминовых кислот, связанных с кальцием, классифицируется как низкая.
5. Показатели биологической активности, рассчитанные по соотношению базального и субстрат-индуцированного дыхания, свидетельствуют о заторможенности разложения органических остатков в подбурах, подавлении процесса гумификации, что приводит к формированию грубого, кислого, агрессивного гумуса, отличающегося крайне низкой степенью гумификации. Дерново-подзол и особенно серогумусовая почва характеризуются увеличением скорости разложения органических остатков, ростом интенсивности процесса гумификации, вследствие чего образуется гумус гуматно- фульватного типа, возрастает и его степень гумификации.
6. Изменение условий почвообразования в пределах сельгового ландшафта от вершин к межсельговым понижениям отражается на гумусном состоянии почв. Отличительными чертами состава гумуса почв межсельговых понижений являются относительное накопление гуминовых кислот, особенно связанных с кальцием, повышение степени гумификации и обогащенности гумуса азотом.
1. Абакумов Е.В., Попов А.И., Методические указания по оформлению и выполнению письменных работ и статистической обработке результатов научных исследований, СПб, 2010г
2. Агроклиматический справочник по Ленинградской области/ Л, Гидрометиздат, 1987г - Вып.3 - 191с.
3. Геология СССР, Том1/Изд-во «Недра», Москва, 1971г, 411 с.
4. Александрова Л. Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации/ Л. Н . Александрова - Л., Наука, 1980
5. Благодатская Е.В., Ананьева Н.Д., Мякшина Т.Н. Характеристика состояния микробного сообщества по величине метаболического коэффициента // Почвоведение. 1995. № 2, 205¬210 с.
6. Гришина Л.А. Гумусообразование и гумусное состояние почв/ Л. А. Гришина. - М.: Изд- во Моск. ун-та, 1986. - с.
7. Г.А.Касаткина, Особенности почвообразования в условиях сельгового ландшафта Карельского перешейка, Н: Автореф. канд. дис., Л., 1993г
8. Г.А.Касаткина, Н.Н. Федорова, А.С. Федоров, Почвы северо-восточной части Карельского перешейка (на примере Приладожской УНС СПбГУ),
9. Г.А.Касаткина, Н.Н. Федорова, Н.Е. Орлова, Л.Г. Бакина, Л.Е. Дмитричева, Л.Г. Гаспарян, Органическое вещество почв сельгового ландшафта Приладожской части Карельского перешейка/ Вестник СПбГУ, сер.3, 1999г, вып. 1.
10. Комачкова И. В., Пуртова Л. Н., Гумусное состояние и энергозапасы почв техногенных ландшафтов юга приморья / Вестник Томского государственного университета. Биология, № 3 (19), 2012, 1с
11. Марченко А. И. Почвы Карелии. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1962. 400 с.
12. Онищенко Л. М. Анализ гумусного состояния чернозема выщелоченного Западного Предкавказья / Политематический сетевой электронный научный журнал КубГАУ, № 91(07), 2013, 1с.
13. Методические указания по обработке и интерпретации результатов химического анализа почв/ Д. С. Орлов, Г. В. Мотузова, М. С. Малинина. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1986. - 109 с.
14. Д.С.Орлов Практикум по химии гумуса / Д.С.Орлов, Л.А.Гришина - М.: Изд-во Моск. ун¬та, 1981г. 262 с.
15. Орлов Д. С. Химия почв / Д. С. Орлов. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 2004. - 376 с.
16. Переверзев В.Н. Биохимия гумуса и азота почв Кольского полуострова/Л.: Наука, Ленинградское отделение, 1987г, 19-35, 146-149 с.
17. Почвы Ленинградской области, под ред. к.с-х.н. В. К. Пестрякова/Лениздат, 1979, 17-82 с.
18. Пономарева В. В. Гумус и почвообразование (методы и результаты изучения)/ В. В. Пономарева, Т. А. Плотникова. - Л.: Наука, 1980. - 6-7 с.
19. Саранчина Г.М., Гранитоидный магматизм, метаморфизм и метасоматоз докембрия : (На примере Приладожья и др. обл.) / Ленингр. гос. ун-т им. А.А. Жданова. - Ленинград : Изд- во Ленингр. ун-та, 1972. - 127 с.
20. Таргульян В.О., Почвообразование и выветривание в холодных гумидных областях, М: «Наука», 1971г, с 122.
...