Агрофак

ПОМОЩНИК АГРОНОМА

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Home Почвоведение Происхождение и формирование биохимических равновесий Значение и эффективность биологического цикла

Значение и эффективность биологического цикла

Годовое поступление элементов питания растений на поверхность почвы при разложении подстилки может быть очень различным в зависимости от типа растительности. Мы ограничимся наиболее яркими примерами: Нечаев с сотрудниками (1966) дает следующие величины поступления элементов в лесу с злаковым травостоем на серых лесных почвах в средней части СНГ на 1 га: N — 67 кг, Са —64, К —55, Mg—11, Al —5, Fe — 2 кг.

В Вогезах сравнивались два типа хвойных лесов — пихтарник с буком и покровом из овсяницы на бурых лесных мюллевых почвах и сосняк с вереском на охристых подзолистых почвах (материнская порода в обоих случаях одна и та же — гранит):

Из приведенных цифр видны существенные различия в содержании элементов; сравним, например, количества А1 и Fe с Са и K. Содержание Мn может колебаться в заметных пределах.

Следует также отметить значительно более высокое общее содержание элементов, особенно оснований, в широколиственных лесах (дубравах) по сравнению с хвойными.

В сравниваемых типах хвойных лесов разница в содержании большинства элементов в двух разных подстилках не очень велика. Наибольшие различия характерны для азота и калия (что объясняется злаковым покровом на мюллевой почве; Ремезов, 1964), а также марганца. Состав нижележащих гумусовых горизонтов А1, напротив, очень сильно отличается: обменного кальция в мюлле в 5 раз больше, чем в грубом гумусе.

Следует поставить вопрос о дальнейшей судьбе элементов, освобождающихся при разложении подстилки.

При инфильтрации растворов из подстилки возможны два типа интересующих нас изменений. Просачивающиеся растворы могут обогатиться за счет почвы тем или иным элементом; этот процесс называется химической мобилизацией элемента (Juste, 1965). Наоборот, они могут отдавать часть растворенного элемента почве. В этом случае важную роль играет растительность, а весь процесс называется, по Жюсту, биологической мобилизацией; в результате ее иногда наблюдается аккумуляция элемента в профиле, особенно в горизонте A1.

Опыты Смирновой (1964) прекрасно иллюстрируют различные смещения биохимического равновесия в самом профиле: через гумусовый горизонт пропускались растворы из лесных подстилок. Содержавшиеся в растворах основания — Са, Mg, К — задерживались в горизонте, а фильтрат оказывался обогащенным железом и алюминием за счет образования комплексов в почве.

Подобные смещения равновесия определяются многими факторами — дренажем, скоростью разложения подстилки, проницаемостью минерального субстрата. Однако главную роль играют два фактора.

Первый из них — это относительное обогащение почвы подстилкой, определяемое как отношение между годовым поступлением данного элемента на единицу площади к запасу его в почве в горизонте A1 в свободной или легко мобилизуемой форме. При широком отношении роль растительности оказывается значительной, и биологическая мобилизация играет существенную роль. В противоположном случае роль растительности сводится к минимуму, и преобладает химическая мобилизация. В качестве примера приведем данные, касающиеся вогезских пихтарников на гранитах. Отношения годового поступления к запасу в почве рассчитано для горизонта А1 (0—20 см): К — 1/20, Са — 1/50, Мn — 1/250, Fe — 1/20 000, Al — 1/10 000.

Рассматриваемое отношение оказывается очень малым для железа и алюминия и сравнительно высоким для оснований. Следовательно, в кислой среде ежегодное поступление кальция и калия по сравнению с содержанием их в почве в отличие от железа велико. Итак, просачивающиеся воды обогащаются железом в результате комплексообразования и обедняются кальцием, отдавая его почвенному поглощающему комплексу.

Марганец, являющийся микроэлементом, занимает промежуточное положение, для него характерна лишь биологическая мобилизация. Для алюминия рассматриваемое отношение в данном случае чрезвычайно низкое, но в некоторых условиях, в частности на кварцевых песках, оно может приближаться к цифрам, характерным для марганца; таким образом, для алюминия можно представить оба пути мобилизации.

Вторым фактором является осаждение биологическим путем попадающего на поверхность почвы элемента, связанное с биологической деятельностью в горизонте А1. Задержание элементов в этом горизонте особенно интенсивно при мюллевых типах гумуса и хорошей аэрации.

Итак, эффективность биологического цикла катионов в подстилках можно свести к следующей схеме: при низком содержании данного элемента в подстилке по сравнению с его ресурсами в почве наблюдается химическая мобилизация ресурсов в результате выветривания и комплексообразования; заметна тенденция к выщелачиванию; при высоком содержании элемента в подстилке идет активная биологическая мобилизация. Развитие процессов возможно двумя путями: высокая биологическая активность обусловливает быструю гумификацию, и почва с поверхности обогащается данным элементом; низкая биологическая активность сопровождается медленной гумификацией и не способствует аккумуляции элемента в верхних горизонтах.

 

Кто на сайте

Сейчас 32 гостей онлайн