Количественное содержание гумуса

28.08.2012

Для характеристики количественной стороны гумусообразования, т. е. размеров накопления гумуса в почвах, необходимо определение запасов гумуса на единицу площади во всем почвенном профиле. Это может быть сделано (вычислительным путем) на основании данных определения процентного содержания гумуса и объемного веса по всем горизонтам почвенного профиля.
Первая попытка приблизительного вычисления запасов гумуса в почвах главных типов Союза ССР была сделана в моей книге на основании сравнительно небольшого числа материалов. К настоящему времени мы располагаем средними данными, вычисленными Н. Болотиной на основании гораздо большего числа определений гумуса в различных почвах СССР (преимущественно Европейской части). По этим данным мной составлена табл. 1, в которой приведены запасы гумуса для слоя 0-100 см, а также для сдоя 0-20 см, являющегося (или могущего быть) пахотным слоем. Кроме того, в графе запасов гумуса для слоя 0-100 см приведены (в скобках) для сравнения величины, вычисленные мною в 1937 г. для слоя в 100-120 см.

Из данных табл. 1 можно сделать следующие выводы:
1. В почвах элювиального ряда (иначе - зональных) накопление гумуса достигает максимальных размеров в мощных (тучных) черноземах. Запасы гумуса в них для слоя почвы от 0 до 100 см выражаются в среднем цифрой 709 т/га; если принять во внимание, что мощность гумусового горизонта у этих черноземов часто превышает 100 см, то общие запасы гумуса в них должны быть больше, приближаясь к вычисленной мною в 1937 г. величине 800 т/га.
2. В почвах, расположенных к северу и югу от подзоны мощных (тучных) черноземов, запасы гумуса постепенно уменьшаются, причем это уменьшение по направлению к югу идет быстрее, чем к северу. В связи с этим запасы гумуса в выщелоченных черноземах несколько выше, чем в обыкновенных, а в северных подзолистых почвах несколько выше, чем в сероземах, - почвах сухих субтропиков. Но при переходе от последних к почвам влажных субтропиков - красноземам западной Грузии - запасы гумуса значительно возрастают.
3. Различия в запасах гумуса в слое 0-100 см, т. е. приблизительно во всем почвенном профиле, оказываются более значительными, чем в слое 0-20 см. Поэтому можно сказать, что установленная Докучаевым закономерность распределения изогумусовых полос по содержанию гумуса в верхнем слое получает еще более рельефное подтверждение на основании подсчетов общих запасов гумуса во всем профиле почв.
4. Сравнение запасов гумуса в слое 0-100 см дает более правильное представление о порядке изменения размеров накопления гумуса при переходе от одного типа почв к другому, чем сравнение по содержанию гумуса только в верхнем слое почв. Так, южные предкавказские черноземы по содержанию гумуса в верхнем слое беднее темно-каштановых почв; однако по общему запасу гумуса в слое 0-100 см (которым, кстати сказать, мощность гумусовых горизонтов у них не исчерпывается) эти черноземы значительно богаче темно-каштановых почв и занимают надлежащее место между обыкновенными черноземами и темно-каштановыми почвами.
5. Сопоставление запасов гумуса в слое 0-20 см с запасами в слое 0-100 см дает различные величины в зависимости от характера распределения гумуса по профилю различных почв, которое весьма неодинаково. В почвах лесных областей, характеризующихся быстрым убыванием гумуса с глубиной, на верхний слой 0-20 см приходится более 50% общего запаса гумуса в слое 0-100 см. В почвах степных областей - черноземах, с более значительной мощностью гумусового горизонта и постепенным убыванием гумуса с глубиной, на долю верхнего слоя 0-20 см приходится только от 24 до 32% от запаса гумуса в слое 0-100 см. Почвы более сухих областей - каштановые и сероземы, занимают промежуточное положение между указанными выше группами; количество гумуса в верхнем слое 0-20 см в этих почвах составляет 43-45% от общего запаса гумуса в метровом слое.
Данные, использованные при составлении табл. 1, в подавляющем большинстве случаев относятся к окультуренным почвам, находящимся В сельскохозяйственном пользовании. В целинных почвах запасы гумуса выше. Так, для подзолистых почв под лесами общие запасы гумуса в минеральных горизонтах (следовательно, исключая горизонт А0) до глубины 1 м определяются в 140-145 т/га вместо 99 т/га по табл. 1.
Как уже было сказано, вычисление запасов гумуса проводилось нами в связи с учетом запасов азота в почвах. Собранные материалы дают возможность характеризовать процессы гумусообразования в почвах со стороны размеров накопления органического азота и, следовательно, подойти также к характеристике качественного состава гумуса по соотношению между органическим углеродом и азотом.
Данные, обработанные Н. И. Болотиной, по определению запасов органического углерода (С = гумус х 0,58) и азота в почвах СССР приводятся в табл. 2.

Эти данные, представленные для наглядности на рис. 1, позволяют сделать такие выводы:
1. По запасам органического азота главные группы (или типы и подтипы) почв располагаются дочти в таком же порядке, как и по общим запасам гумуса (а следовательно, и углерода),
2. Уменьшение запасов азота к северу и к югу от подзоны мощных черноземов происходит, в отличие от уменьшения гумуса и углерода, примерно с одинаковой быстротой вследствие относительного обогащения азотом гумуса почв южных сухих зон, особенно сероземов.
3. В ряду почв от северных подзолистых через черноземы к сероземам наиболее широкое отношение С : N - более 10 (около 12), наблюдается у черноземов. У серых оподзоленных почв лесостепи и у подзолистых почв северной лесной зоны (за исключением целинных грубогумусных), а также у каштановых почв отношение С : N уменьшается. В сероземах оно становится равным 6-5,5, (для слоя 0-100 см). Вследствие этого в типичных сероземах запасы азота, несмотря на меньшее содержание гумуса, одинаковы или даже немного выше, чем в подзолистых почвах.

4. Наиболее широкое отношение С : N, следовательно, наименьшее относительное содержание азота в гумусе, наблюдается в субтропических красноземах, а также в целинных подзолистых почвах грубогумусного профиля
5. Отношение С : N в верхнем слое от 0 до 20 см, как правило, несколько шире, чем во всем профиле почвы до глубины 400 см.
Для сравнения приводится содержание гумуса и азота в почвах США (табл. 3).

Как следует из данных этой таблицы, по сравнению с почвами СССР одноименные или сходные почвы Северной Америки отличаются меньшими запасами гумуса и азота. Такая разница в запасах, несомненно, связана в первую очередь с прогрессирующим обеднением почв США из-за хищнических условий их эксплуатации. При этом наибольшая разница получается в тех почвах, которые наиболее интенсивно используются в американском земледелии и подвергаются наибольшей эрозии.
Приведенные нами данные по почвам США основаны на сводке материалов различных авторов собранных с различными целями. Нет никакого сомнения, что специальный сравнительный анализ данных по почвам СССР и США дал бы возможность показать еще более резкие различия. Только наиболее богатые гумусом черноземы северной группы (Канады и Северной Дакоты) по запасам гумуса и азота близки к нашим обыкновенным и деградированным черноземам и значительно беднее мощных и выщелоченных черноземов Европейской части СССР. Черноземы южной группы по запасам гумуса беднее наших южных черноземов и одинаковы с нашими темно-каштановыми почвами, т. е. почвами, вообще более бедными гумусом, чем черноземы.
Оригинальная группа почв прерий по запасам гумуса и азота близко подходит к нашим темно-серым почвам лесостепи, отличаясь, однако, меньшим содержанием гумуса в верхнем слое и более постепенным убыванием гумуса с глубиной. Довольно близко к ним стоит группа бурых (и серо-бурых) лесных почв. Подзолистые почвы США по запасам гумуса и азота почти не отличаются от подзолистых почв СССР. То же самое можно сказать о группе почв, которые, по-видимому, аналогичны темным сероземам. Почвы, называемые американскими авторами латеритами, обнаружили неодинаковые запасы гумуса и азота в разных районах.
Настоящие латеритные почвы Гавайских островов, сравнительно недавно вошедшие в культуру, характеризуются довольно значительными запасами гумуса и азота, очень близкими к таковым в наших красноземах западной Грузии. Латериты же (точнее - красноземы) Соединенных Штатов (юго-восточные и южные штаты) характеризуются очень низкими запасами гумуса и азота, раза в четыре меньшими по сравнению с красноземами западной Грузии, хотя по климатическим условиям районы их распространения очень сходны с районом нахождения наших красноземов. Причиной этого отличия, вероятно, является сильное разрушение почв районов распространения красноземов в США, вследствие чего пахотные почвы в большинстве случаев сильно смыты, «обезглавлены». С этим, вероятно, связано и значительно более узкое отношение С : N в них не только по сравнению с красноземами западной Грузии, но и с латеритами Гавайских островов. Можно отметить, что во всех остальных группах почв США отношение С : N или одинаково с соответственными группами почв СССР (например, в черноземах) или даже шире (в подзолистых).