CC BY
62
УДК 636/635:631.416.9(571.15) С.Ф. Спицына,
В.Г. Бахарев
ВАРЬИРОВАНИЕ ВАЛОВОГО СОДЕРЖАНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВАХ АЛТАЙСКОГО КРАЯ
Ключевые слова: валовое содержание, форма в почве, подвижная форма, вариабельность.
Распределение микроэлементов в профиле почвы, концентрирование их в отдельных генетических горизонтах является результатом длительного почвообразовательного процесса и взаимодействия различных факторов почвообразования.
Микроэлементный состав почв Алтайского края, в первую очередь, зависит от содержания меди (^), марганца ^п), молибдена (Mo), цинка ^п), кобальта (^) и бора ^) в материнской породе (табл. 1).
Объекты и методы исследований
Объектами исследований были почвы Алтайского края, расположенные на различных территориях: Кулундинская низ-
менность, Приобское плато, Бийско-Чумышская возвышенность. Данные о содержании микроэлементов в почвах этих территорий были обработаны математически с помощью статистического метода Б.А. Доспехова [1].
Результаты исследований
Почвообразующие породы Алтайского края по сравнению с аналогичными породами Европейской части России содержат больше меди, марганца и меньше — цинка и молибдена [2]. Наиболее обеднены цинком аллювиальные и озерно-аллювиальные отложения, подстилающие каштановые почвы Кулундинской низменности, в которых иногда наблюдается также недостаток меди и марганца. Среди аллювиальных и озерно-аллювиальных отложений встречаются как породы достаточно обеспеченные, так и крайне обедненные микроэлементами. Среднесуглинистые породы этой зоны по сравнению с песками и супесями содержат больше меди, марганца, цинка и бора. Крайне низкое содержание микроэлементов в супесях является следствием преобладания в них фракций песка, обогащенных
кварцем, не содержащих микроэлементов.
На территории Кулундинской низменности при относительно низком среднем валовом содержании микроэлементов в материнских породах оно характеризуется высокой вариабельностью (табл. 1). Коэффициенты вариабельности (V) изменяются от 38,6 до 61,3%. Здесь содержание микроэлементов варьирует (мг/кг): ^ — 4-37 (V = 61,3%); Mo — 0,3-2,0 (V = 49,0%); Mn — 200-1070 (V = 38,6%); Zn — 5-47 (52,3%); ^ — 4-28
(V = 48,1%); B — 11-84 (V = 54,3%). Среднее содержание соответствует
(мг/кг): ^ — 15,0; Mo — 1,0; Mn — 663; ^ — 13; B — 35,0; Zn — 22.
Почвообразующие породы черноземов Приобского плато (лессовидные суглинки) от пород каштановых почв Кулундинской низменности отличаются более высоким содержанием меди, марганца, цинка, кобальта и бора. Этому способствует относительная обогащенность их фракциями крупной пыли и илистой. Наиболее высоким содержанием катиогенных элементов (^, Mn, ^, Zn) отличаются средне- и тяжелосуглинистые лессовидные суглинки, что сопряжено с определенным сочетанием содержания в них фракции крупной пыли и илистой. Фракция крупной пыли, судя по данным И.Т. Трофимова (1965), характеризуется высоким содержанием полевых шпатов, роговых обманок и слюд, т.е. минералов относительно обогащенных микроэлементами [3]. Валовое содержание микроэлементов в материнских породах черноземов Приобского плато варьирует (мг/кг): ^ — 9-50
(V = 35,3%); Mo — 0,3-27 (V = 76,0%); Mn — 320-1600 (V = 34,5%); Zn — 8-80 (V = 27,7%); ^ = 8-20 (34,1%); B — 30100 (V = 31,6%). Коэффициенты варьирования здесь по сравнению с территорией Кулундинской низменности значительно ниже по меди, цинку, кобальту и бору. Среднее содержание микроэлементов здесь соответствует (мг/кг): ^ — 32; Mo — 1,0; Mn — 870; Zn — 65; ^ — 12;
B — 64. Судя по средним величинам, в лессовидных суглинках Приобского плато по сравнению с аллювиальными и озерноаллювиальными отложениями Кулундин-ской низменности больше меди, марганца, цинка, кобальта и бора.
Почвообразующие породы на территорию Бийско-Чумышской возвышенности, как и на территории Приобского плато часто, относятся к иловато-крупнопылеватым. Но они микроэлементов содержат меньше, так как климат этой территории влажный, что сопровождается под-кислением почвы и сопряжено с перемещением микроэлементов в нижележащие горизонты почвы вплоть до грунтовых вод. На территории Бийско-Чумышской возвышенности в связи с понижением pH появляются положительно заряженные коллоиды, что способствует аккумуляции аниогенных элементов (Mo и B). В материнских породах почв этой территории по сравнению с породами почв Приобского плато наблюдается некоторое уменьшение валового содержания марганца, цинка, кобальта и увеличение содержания бора. Содержание микроэлементов варьирует: ^ — 12-55 (V = 24,5%); Mo — 0,51,0 (V = 12,5%); Mn — 200-1200
(V = 34,3%); Zn — 30-60 (V = 18,2%); ^
— 5-18 (V = 22,7%). На этой территории по сравнению с территорией Приобского плато уменьшается варьирование меди, молибдена, цинка, кобальта и бора. Среднее содержание мг/кг составляет: ^ — 33; Mo — 0,8; Mn — 700; Zn — 45; ^ — 11,0; B — 80.
Почвообразовательный процесс, сопровождающийся преобразованием материнских пород и трансформацией органического вещества, приводит к различным превращениям микроэлементов и дифференциации их в почвенном профиле.
Своеобразие сочетания факторов почвообразования в почвенно-климатических зонах Алтайского края создало предпосылки для формирования там почв различных таксономических уровней, отличающихся спецификой микроэлементного режима и состава. Микроэлементный состав почв здесь больше всего определяется содержанием микроэлементов в материнской породе. Информационнологический анализ показал, что на фоне значительной зависимости от химического состава материнской породы остальные факторы почвообразования на содержание в почве микроэлементов влияют по-разному (табл. 2).
Таблица 1
Варьирование валового содержания микроэлементов в почвах зон Алтайского края
Элемент Горизонт С Горизонт А
пределы колебаний, мг/кг М, мг/кг V, % пределы колебаний, мг/кг М, мг/кг V, %
Кулундинская низменность (каштановые почвы)
Cu 4-37 15,0 61,3 4-33 18,0 2
Mo 0,3-20 1,0 49,0 0,4-1,8 1,0 30
Mn 200-1070 663 38,6 400-130 890 23,6
Zn 5-47 22 52,3 15-50 32 20,6
Co 4-28 13,0 48,1 7-23 13,5 20,7
B 11-84 35,0 54,3 5-50 32,0 25,0
Приобское плато (черноземы обыкновенные и выщелоченные)
Cu 9-50 32,0 35,3 33-54 44 9,8
Mo 0,3-2,7 1,0 76,0 0,6-1,7 1,2 16,6
Mn 320-1600 910 32,9 1000-1400 1250 7,8
Zn 8-80 53 33,9 33-68 56 13,3
Co 8-20 14,0 29,3 10-23 17 17,9
B 35-100 34,0 31,6 70-110 80 8,5
Бийско-Чумышская возвышенность (черноземы выщелоченные и оподзоленные)
Cu 12-55 33,0 24,5 19-38 29 15,9
Mo 0,5-1,0 0,8 12,5 0,7-1,2 1,0 10,0
Mn 200-1200 700 34,3 700-950 800 7,2
Zn 30-60 45,0 18,2 48-69 58 7,2
Co 5-18 11,0 22,7 7-15 11 17,3
B 60-100 80,0 15,6 70-120 100 11,3
Примечание. М — среднее содержание, мг/кг, V — коэффициент вариабельности, %.
Исходя из данных таблицы 2, можно отметить, что почвенные факторы по значимости для накопления в почве микроэлементов располагаются в ряды: для бора и меди — материнская порода > илистая фракция > pH > гумус, для молибдена — материнская порода > гумус >
> pH > илистая фракция, для кобальта, марганца и цинка — материнская порода
> pH > илистая фракция > гумус.
Коэффициенты эффективности каналов
связи (К) содержания микроэлементов в почве с содержанием их в материнской породе значительны и варьируют от 0,26 до 0,70.
Исследования показали, что связь валового содержания почти всех микроэлементов в почве (мг/кг) с илистой фракцией параболическая с максимумом накопления при содержании в почвах илистой фракции для Си, Mn, Со — 20-25 %, для Mo и В — 15-20 и для Zn — > 25%.
Валовое содержание в почвах края микроэлементов, как правило, увеличивается при увеличении содержания в ней гумуса. Самым низким валовым содержанием (мг/кг) всех микроэлементов (Си — < 11; Mo — < 0,6; Mn — < 500;
Zn — < 25; Со — < 9; В — < 30) характеризуются горизонты почвы, содержащие гумуса < 1%. В остальных горизонтах валовое содержание микроэлементов варьирует. Содержание микроэлементов достигает максимума, начиная с содержания гумуса от 1 до > 4,5%. Так, максимальное валовое содержание кобальта (> 14 мг/кг) наблюдается в горизонтах с содержанием гумуса от 1 до 4,5%, меди (> 50 мг/кг) — от 1,5 до > 4,5; марганца (> 1100 мг/кг) — от 1 до 4,5, цинка (> 64 мг/кг) — от 3 до 4,5; бора (< 110 мг/кг) — от 1,5 до > 4,5; молибдена — от 4,5 до > 4,5%. Варьирования содержания микроэлементов в горизонтах с низким содержанием гумуса можно объяснить наличием иллювиальных проКоэффициенты эффективности каналов
в почве с различ
цессов, различного рода барьеров и специфики гранулометрического состава горизонтов почвы.
Почвообразовательный процесс видоизменил микроэлементный состав материнских пород, увеличив содержание микроэлементов в гумусовом слое почвы и уменьшив варьирование этих величин.
Так, в горизонтах А каштановых почв Кулундинской низменности среднее валовое содержание составило (мг/кг): Си — 18,0 (V = 25%); Mo — 1,0
(V = 30%); Mn — 890 (V = 23,6%); Zn — 32 (V = 20,6%); Со — 13,5
(V = 20,7%); В — 32 (V = 25%).
В горизонтах А черноземов Приобского плато наблюдалось среднее валовое содержание (мг/кг): Си — 44 (V = 9,8%); Mo — 1,2 (V = 16,6%); Mn — 1250 (V = 7,8%); Zn — 58 (V = 13,3%); Со — 17 (V = 17,9%); В — 80 (V = 8,5%).
В горизонтах А черноземов Бийско-Чумышской возвышенности наблюдалось среднее валовое содержание (мг/кг): Си — 29 (V = 15,9%); Mo — 1,0
(V = 10%); Mn — 800 (V = 7,2%); Zn — 58 (V = 7,2%); Со — 11 (V = 17,3%); В — 100 (V = 11,3%).
Данные таблицы 1 свидетельствуют о том, что коэффициенты вариабельности валового содержания микроэлементов в горизонтах А почв зон Алтайского края значительно меньше, чем в материнской породе, что, вероятно связано, с гумусом, способствующим накоплению микроэлементов.
Валовое содержание микроэлементов в пахотных горизонтах почв зон края, как правило, более высокое, чем содержание их в материнских породах. Коэффициенты накопления микроэлементов в горизонтах А почв Кулундинской степи варьируют: у Си — от 10 до 40%; Mo — от 10 до 50; Mn — от 10 до 50; Zn — от 10 до 70; Со — от 10 до 20%. Бор (В) здесь в верхних горизонтах не накапливается.
Таблица 2
связи (К) содержания микроэлементов ными факторами
Показатели Элементы
Си Мо Мп Zn Со В
N — гумус 0,06 0,08 0,13 0,08 0,08 0,06
N — ил 0,18 0,05 0,08 0,17 0,08 0,22
N — М 0,70 0,50 0,59 0,26 0,62 0,40
N — pH 0,12 0,07 0,20 0,24 0,13 0,15
Примечание. N — валовое содержание микроэлементов в почве, мг/кг; М — содержание микроэлементов в материнской породе, мг/кг.
Коэффициенты накопления микроэлементов в горизонтах А почв зон Приобского плато варьируют: Си — от 10 до 40%, Mo — от 0 до 10; Mn — от 10 до 50; Zn — от 10 до 70; Со — от 10 до 40; В — от 10 до 70%. Коэффициенты накопления микроэлементов в горизонтах А почв зоны Бийско-Чумышской возвышенности варьируют: Си — от 10 до 80%; Mo — от 10 до 70; у Mn — от 10 до 40; у Zn — от 10 до 40; у Со — от 10 до 60; у В — от 10 до 20%.
Исходя из этих данных, можно отметить, что горизонты А по сравнению с материнскими породами в разной степени обогащаются микроэлементами, что связано с накоплением гумуса, илистой фракции, pH и климатом.
Рассмотрение данных о валовом содержании в почве меди на фоне стандартной группировки, содержащей 8 классов, показало, что обеспеченность почв края валовой медью средняя и высокая (5-8-й класс), валовым молибденом — низкая и средняя (3-5-й классы), валовым цинком — средняя и высокая (4-6-й классы), валовым кобальтом — средняя и высокая (4-7-й классы), валовым бором — высокая (> 6-го класса).
Выводы
1. Установлено, что микроэлементный состав почв Алтайского края больше, нежели чем от остальных факторов, зависит от содержания в материнской породе.
2. Показано, что под влиянием различных факторов содержание микроэлементов в горизонтах А почв увеличивается по сравнению с горизонтом С, которое варьирует от 10 до 80%.
3. Накопление микроэлементов в верхних горизонтах почвы по сравнению с материнскими породами сопряжено с накоплением гумуса и илистой фракции.
Библиографический список
1. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. — М., 1985. — 351 с.
2. Протасова Н.А. Редкие и рассеянные элементы в почвах Центрального Черноземья / Н.А. Протасова, А.П. Щербаков, М.Т. Копаева. — Воронеж, 1992. — 168 с.
3. Трофимов И.Т. Минералогический состав темно-каштановых и черноземных почв Алтая / И.Т. Трофимов // Вопросы химизации сельского хозяйства. — Барнаул, 1965. — С. 15-18.
+ + +
УДК 663.88
И.Й. Абдул-Хафиз, М.А. Егоров
ВЛИЯНИЕ КАЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА ПОЧВ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ НА РОСТ И КОЛИЧЕСТВО ЭФИРНЫХ МАСЕЛ АИРА БОЛОТНОГО
Ключевые слова: аир болотный, Aco- эфирные масла, почвы Астраханской
rus calamus, лекарственные растения, области.
