ХИМИЯ ПОЧВЫ. ОРГАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПОЧВЫ

Обработка и содержание гумуса в почве. Применение удобрений и  гумус в распаханных черноземных почвах

Остановимся на изменениях в содержании и составе гумуса, связанных с культурными воздействиями в почвах нескольких основных типов.

Дерново-подзолистые почвы отличаются значительной мобильностью своего гумусового запаса. Сельскохозяйственное использование раскорчеванных лесных участков быстро снижает количество гумуса в верхнем горизонте дерново-подзолистых почв (). В дальнейшем на старопахотных почвах содержание гумуса в большой мере определяется применяемым комплексом агротехнических мероприятий.

Содержание гумуса в дерново-сильноподзолистой легко-суглинистой почве различного культурного состояния (Омская обл.) (по Возбуцкой и Елыковой, 1959)

Культура        Гумус в 0— 1 0 см   % в слое 1 0—20 см

Лес березовый .                    5,0       0,9

Озимая рожь — 1     культура по раскорчевке ....           4,9       1,2

Озимая рожь по        старопашке неудобряемой ....        1,6       1,2

Озимая рожь по        старопашке унавоживаемои . . .     2,7       2,1

Для рассмотрения изменений гумуса в дерново-подзолистой почве могут быть использованы материалы длительного опыта, заложенного по инициативе Д. Н. Прянишникова еще в 1912 г. на опытном поле теперешней Тимирязевской сельскохозяйственной академии (ТСХА). Часть делянок опыта находилась под бессменным паром и бессменной культурой картофеля, озимой ржи, овса, клевера. На другой части делянок размещался 6-польный севооборот: пар, озимая рожь, картофель, овес с подсевом клевера, клевер, лен. Наряду с неудобренными делянками в опыте были делянки, ежегодно удобрявшиеся навозом или минеральными удобрениями.

Результаты анализа почвенных проб, взятых с делянок в 1955 г. (через 43 года после начала опыта), помещены в  21.

Влияние обработки на содержание гумуса в почве особенно отчетливо сказывается в утрированных условиях бессменного парования. На делянке с бессменным паром опыта ТСХА количество гумуса снизилось за 43 года почти вдвое: в начале опыта — 2,06%, в 1955 г.—1,05%. При этом наиболее резкое падение содержания гумуса произошло в первые годы парования: через 13 лет (Драчев, 1927) количество гумуса в почве бессменного пара упало до 1,27%.

Возделываемые культуры влияют на содержание гумуса в противоположном направлении, обогащая почву за счет своих корневых и пожнивных остатков. Наибольшее количество гумуса найдено в почве под культурой клевера, развивающего мощную корневую систему. Меньшее количество — под озимой рожью и овсом — однолетними растениями сплошного посева, еще меньшее — под картофелем, культура которого связана с междурядной обработкой (см.  21).

Другим важным фактором накопления гумуса в опыте явилось удобрение. Положительное влияние на содержание гумуса в почве оказывали минеральные удобрения, что объясняется повышением урожая под влиянием этих удобрений, а следовательно, и увеличением количества корневых и пожнивных остатков. Что касается повышения процента гумуса под влиянием внесения минеральных удобрений на бессменном пару (см.  21), то оно, очевидно, объясняется интенсификацией жизнедеятельности автотрофных организмов (зеленых водорослей, нитрифицирующих бактерий),, плазма которых служит дополнительным источником углерода. Этот фактор имеет, конечно, то или иное значение и на полях, занятых культурами.

Гораздо более велика роль органических удобрений. В опыте, изложенном выше (см.  21), ежегодное применение навоза в пару позволило не только сохранить первоначальный уровень содержания гумуса в почве, но даже несколько поднять его. Значительное увеличение количества гумуса при унавоживании наблюдается и под культурами.

На делянках опыта ТСХА, занятых севооборотом, содержание гумуса занимает среднее положение между содержанием его в почве бессменного пара и под бессменными культурами; минеральные удобрения и (в большей мере) навоз повышают содержание гумуса и в почве севооборотных делянок (Лыков, 1963).

Систематическое унавоживание дерново-подзолистых почв обогащает их органическим веществом и в связи с этим улучшает их свойства. Конечно, не весь углерод навоза переходит в углерод почвенного гумуса; большая часть его при разложении полностью минерализуется, окисляясь до С02. Исследования показали (Кононова, 1951), что в углерод гумуса (пахотного и подпахотного слоев) превращается от х/4 до х/3 углерода навоза. Примерно те же соотношения указывает Рассел (1955) для почв Великобритании.

Повышение содержания гумуса в дерново-подзолистых почвах под влиянием унавоживания сопровождается и изменением состава гумуса в благоприятную сторону, в сторону относительного увеличения количества гуминовых кислот. В  22 приведены данные анализа почвы с делянок бессменного пара опыта ТСХА.

Применение навоза, а также и других органических удобрений (в сочетании с правильной системой обработки и севооборота) является важнейшим фактором окультуривания дерново-подзолистых почв. Разницу в содержании гумуса в почвах разной окуль- туренности показывают данные географических исследований Н. Л. Благовидова ( 23). Хорошо окультуренные дерново-подзолистые почвы по содержанию гумуса в верхнем слое приближаются к черноземам.

Одновременно с увеличением содержания гумуса при окультуривании почв происходит изменение его состава: относительное увеличение содержания в гумусе гуминовых кислот и уменьшение содержания фульвокислот ().

Мы увидим ниже, что одновременно с обогащением дерново- подзолистых почв гумусом в процессе их окультуривания происходит улучшение всех основных свойств этих почв и, следовательно, повышение их плодородия.

В черноземах содержание гумуса также изменяется под влиянием сельскохозяйственной культуры, но здесь эти изменения значительно менее резки, чем в дерново-подзолистых почвах. Обрабатываемые почвы содержат несколько меньшее количество гумуса, чем целинные, как это можно видеть на нескольких примерах

Размеры убыли гумуса в черноземных почвах зависят от продолжительности их использования в качестве пахотных угодий ( 26); при этом в первые годы после распашки снижение процента гумуса имеет место, главным образом, в самом верхнем слое почвы, а в более глубоких слоях наблюдается даже некоторое повышение содержания гумуса, что объясняется более благоприятным режимом влажности распаханных почв и большим распространением в глубь корневой системы. В дальнейшем на старопахотных почвах большего возраста убыль гумуса происходит уже по всему почвенному профилю.

Применение органических, а частично и минеральных удобрений компенсирует потерю гумуса в распаханных черноземных почвах.' В длительном опыте Мироновской опытной станции, заложенном в 1912 г., в шестипольном севообороте содержание гумуса и азота в почве делянок, по-разному удобрявшихся, в 1944 г. видно из  28.

Известное значение для поддержания уровня запасов гумуса в распаханных черноземах может иметь культура многолетних трав. Под двух- и трехлетними травами обычно процент гумуса повышен.

Длительное использование черноземных почв без применения удобрений приводит не только к уменьшению запаса гумуса в этих почвах, но сказывается и на качественном составе гумуса. В отличие от того, что мы отмечали для подзолистых почв ( 22, 24), в черноземах может наблюдаться относительное уменьшение содержания фульвокислот и, соответственно, некоторое увеличение отношения С гуминовых кислот к С фульвокислот ( 29). Н. П. Бельчи- кова объясняет это относительно большим разложением легкомобильных фульвокислот в обрабатываемых почвах (при отсутствии удобрений), унавоживание приводит к новообразованию гуминовых кислот и резкому повышению отношения С гум. к./С ф. к.