авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 9 |

«ЗНАЧЕНИЕ ИЗУЧЕНИЯ ГУМУСА ПОГРЕБЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ ДЛЯ ПОЗНАНИЯ СОВРЕМЕННОГО ГУМУСООБРАЗОВАНИЯ И.В. Иванов ...»

-- [ Страница 5 ] --

В профиле хемо-техноподзола максимальный уровень УВН от мечен в слое 20- см – 15370 мг/кг, тогда как в поверх ностном слое 0- см остаточное со Изменение содержания углеводородов нефти в 2003 и 2007 годах по профилям:

держание УВН не А – хемо-техноподзола (на краю нефтяного разлива), Б – подзола (20 м от разлива).

сколько меньше.

Ниже 20-40 см со держание УВН снижается: в 1,5-2 раза при переходе к слою 40-60 см и далее постепенно вниз по профилю хе мо-техноподзола (рисунок, А).

Вертикальное распределение УВН в профиле подзола иллювиально-железистого характеризуется мини мумом в элювиальном горизонте Е (7-15 см) и увеличением содержания в иллювиальном горизонте В1 (рису нок, Б). Такой элювиально-иллювиальный тип распределения нефти характерен для подзолистых почв [1]. В исследованных нами профилях подзолов на глубине 58-80 см вскрыт оглеенный горизонт BCg, по которому отмечено высачивание почвенно-грунтовых вод, именно к этому горизонту приурочен максимум содержания УВН. Верхняя кромка почвенно-грунтовых вод выступает в качестве геохимического барьера-экрана для лате рального внутрипочвенного потока УВН [2]. Увеличение содержания УВН за 4-летний период в горизонте А подзола от 54 до 748 мг/кг связано с возможным поступлением загрязнителя в составе поверхностного стока.

Изучение пространственного распределения содержания УВН в поверхностном слое по всей площади нефтяного разлива выявило значительные изменения его статистических характеристик за период 2003- годов (таблица). Среднее содержание и максимум снизилось в 5 раз, минимум – почти в 8 раз. Коэффициент вариации изменился незначительно, составив 58,7 % - в 2003, 57,0 % - в 2007 году. Пространственное распре деление, полученное по значениям 2007 года, удовлетворяло нормальному закону (критерий Уилка-Шапиро, =0,05), тогда как аналогичная проверка по значениям 2003 года показала отличие распределения от нормаль ного, при этом положительная асимметрия свидетельствовала о его близости к логнормальному распределе нию. В ходе 4-летнего периода самоочищения почвы контрастность пространственной структуры загрязнения снижается, по-видимому, за счет уменьшения числа пятен с экстремально высокими уровнями загрязнения.

Снижение содержания УВН за 4-летний период, отмеченное в профиле хемо-техноподзола и на площад ке нефтяного разлива в слое 0-5 см, преимущественно происходит вследствие механического рассеяния нераз ложившихся УВН водными потоками. Высокое количество осадков и промывной водный режим почв легкого гранулометрического состава на северо-востоке о.Сахалин способствуют рассеянию УВН как в вертикальном, так и в латеральном (поверхностный и внутрипочвенный сток) направлениях. Но, с другой стороны, процесс механического рассеяния УВН приводит к вторичному загрязнению глубоких почвенных слоев, почв сопря женных ландшафтов, поверхностных и подземных вод [3], то есть, ведет к расширению ореола загрязнения.

На основе полученных результатов проведена оценка скорости самоочищения различных почвенных слоев. Наибольшая скорость самоочищения отмечена для верхнего (0-5 см) слоя почвы на поверхности нефтя ного разлива: около 30000 мг/кг (80 % от исходного) за 4 года, что соответствует 7500 мг/кг в год. Интенсивное самоочищение верхнего слоя нефтезагрязненных почв происходит вследствие совместного действия рассеяния УВН поверхностными водами, испарения, фотохимической деструкции, физико-химического разрушения, окисления и разложения микроорганизмами.

В профиле хемотехноподзола наибольшая скорость самоочищения отмечена для слоя 100-120 см, в ко тором фиксировались почвенно-грунтовые воды, она составила около 3800 мг/кг (50 % от исходного) за 4 года, что соответствует 950 мг/кг в год. Это свидетельствует о том, Статистические характеристики содержания УВН (мг/кг) в слое 0-5 см хемо что рассеяние УВН почвенно- техноподзола на поверхности нефтяного разлива (по данным 2003 и 2007 годов) грунтовыми водами приводит к Объем Коэффициент достаточно интенсивному са- Год Среднее Медиана Минимум Максимум выборки вариации, % моочищению глубоких слоев 2003 8 37619 26926 21877 77548 58, почвы, прежде всего, на глуби 2007 8 7333 6000 2800 14600 57, не внутрипочвенных водных   потоков. В верхних слоях хемо-техноподзола средняя годовая скорость самоочищения почвы от УВН состави ла: для слоя 0-20 см – 285 мг/кг, для слоя 20-40 см – 830 мг/кг. Наименьшая интенсивность самоочищения за фиксирована для средних слоев хемо-техноподзола на глубине 40-100 см: она не превышала 280 мг/кг за 4 года (менее 4 % от исходного), что соответствует 70 мг/кг в год. По-видимому, именно в этих слоях почвы может наблюдаться консервация УВН, что приводит к замедлению их разложения и снижению миграционной под вижности.

Таким образом, главным механизмом самоочищения подзолов на исследованном нефезагрязненном уча стке является рассеяние УВН водными потоками. Интенсивность этого процесса характеризуется пространст венной неоднородностью, связанной со строением почвенного профиля и условиями поверхностного и внутри почвенного стока.

Литература 1. Солнцева Н.П., Никифорова Е.М. Региональный геохимический анализ загрязнения почв нефтью (на примере Пермского Прикамья) // Восстановление нефтезагрязненных почвенных экосистем (Сб. научных трудов). М.:

Изд-во «Наука», 1988. с.122-139.

2. Сотникова Е.Г., Липатов Д.Н. Миграция углеводородов нефти в почвах северо-востока острова Сахалин // Вест ник Моск. ун-та, сер. Почвоведение. 2010, № 1. с.35-42.

3. Пиковский Ю.И., Геннадиев А.Н., Чернянский С.С., Сахаров Г.Н. Проблема диагностики и нормирования загряз нения почв нефтью и нефтепродуктами // Почвоведение. 2003, № 9. с.1132-1140.

УДК 631.416. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЧВЕННО-РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА В ЗОНЕ СОВРЕМЕННОГО ЭКСПЛОЗИВНОГО ВУЛКАНИЗМА (ВОСТОЧНАЯ КАМЧАТКА) Ю.С. Литвиненко ООО ЭкоГеоЛитМосква, Е-mail ecogeolit@mail.ru Известно, что в процессе вулканического извержения и далее при движении от источника до места вы падения вулканические пеплы сорбируют на поверхности частиц широкий спектр химических элементов из га зовой фазы (тучи) [Гущенко, 1965]. В результате на поверхность Земли они выпадают обогащенными раство римыми формами элементов, которые, благодаря своей высокой подвижности, безусловно, должны оказывать существенное влияние на геохимический состав формирующихся на них почв. С целью выявления особенно стей формирования геохимических свойств почв и растений в условиях непрерывных вулканических пеплопа дов изучена специфика почвенно-растительного покрова, обусловленная региональной вулканической деятель ностью действующего вулкана Карымский Оценка фоновых валовых содержаний элементов в почвенных горизонтах и пеплах территории по их кларкам концентраций (Кк) показала, что все выделенные образования почвенно-пирокластического чехла ха рактеризуются пониженными концентрациями большинства рассматриваемых элементов относительно их кларков в соответствующих средах литосферы. Иная картина наблюдается при анализе данных по Кк для рас тительности. Для большинства микроэлементов, входящих в состав растений, заселяющих как почвы, так и по кровы свежих вулканических пеплов территории, установлено превышение над кларком живого вещества. По вышенные содержания элементов в растительном покрове при их общем дефиците в пеплах и почвах в зоне со временных пеплопадов обусловлены регулярным привносом свежего пирокластического материала, обогащен ного растворимыми и легкодоступными формами элементов. Свидетельством этого являются высокие содер жания растворимых форм элементов в свежевыпавших пеплах вулкана Карымский (не промытых атмосферны ми осадками) относительно всех горизонтов почвенно-пирокластического чехла территории.

Расчет % потерь и накопления подвижных форм элементов для андезитовых пеплов, слагающих поверх ностный покров полуострова Новогодний, относительно содержаний этих форм элементов в свежевыпавших пеплах вулкана Карымский показал, что уже в первые годы выпадения на поверхность Земли под воздействием различных гипергенных процессов в вулканических пеплах значительно (до 91%) снижается количество под вижных форм большинства элементов.

Основная причина их потерь связана с десорбцией, активным переходом в атмосферные осадки, грунто вые и поверхностные воды с последующим выносом из пеплов. Некоторая часть подвижных форм элементов трансформируется, закрепляется в почвах, пеплах, поглощается растительностью в ходе биологического круго ворота, обеспечивая их богатый зольный состав. Трансформация подвижных форм элементов связана с перехо дом их ацетат-аммонийнорастворимых форм в слабо подвижное или прочносвязанное состояние (абсорбция, вхождение в структуру глинистых минералов, образование собственных гипергенных минералов и органоми неральных соединений и т.п.). Подтверждением этому являются близкие или более высокие валовые концен трации для большинства элементов в современном пепловом покрове извержений вулкана Карымский и в поч венных горизонтах территории относительно свежевыпавших пеплов этого вулкана. Изначальная общая обед ненность пеплов элементами наряду с частичным выносом и частичным переходом в слабо подвижное или прочносвязанное состояние их легкоподвижных форм, поступающих при извержениях, обусловливают слабую обеспеченность почв подвижными формами элементов даже в зоне активных пеплопадов. Обеспеченность почв территории для растений подвижными формами Mn, Co, Mo и Zn – низкая. Исключение составляет Cu, уровень содержания подвижных форм которой для всех почвенных горизонтов в зоне пеплопадов – высокий.

Однако относительно вулканических почв Камчатки, развитых в сходных условиях, но вне зоны актив ных пеплопадов, в почвах вблизи действующего вулкана Карымский содержания подвижных форм элементов 196   существенно выше. Концентрации Ti, Ga, Yb, Bi, Y в них выше от 19.2 до 10.1 раза;

Cu, Pb в 7.1 и 4.4 раза соот ветственно.

Для многих элементов в совре менном покрове андезитовых пеплов вулкана Карымский установлены яв ные признаки латеральной зонально сти, выражающиеся в устойчивом рос те средних валовых концентрации Cr, Ni, Co, Cu, Sc, V и падении концен траций Y, Yb, B, Sn, Zr, Pb, Mo, Ti, Ag в направлении подчиненных ланд шафтов (рис. 1). В целом для пеплово го покрова во всех ландшафтных ус ловиях отмечается значимое накопле ние Cu, слабое Mn, и устойчивый вы нос Ag, Zr, Pb и Ва. При воздействии на пеплы холодных и термальных вод отмечается заметное увеличение числа микроэлементов с признаками слабого вторичного накопления. Рис. 1. Латеральная зональность валовых содержаний (числитель) и Латеральная зональность под- подвижных форм (знамена-тель) микроэлементов в современном по вижных форм многих микроэлемен- крове андезитовых пеплов вулкана Карымский (извержения 1996 г и тов, проявляющаяся в монотонном более поздних лет) в сопряженных ландшафтах у северного побережья озера Карымское. Стрелкой показано направление увеличения кон изменении их концентраций в сопря центраций. ПР 1- ПР 5 – местоположения и номе-ра геохимических женных ландшафтах, повторяет зако профилей.

номерности зонального распределения их валовых содержаний.

Распределение в почвенном профиле подвижных форм микроэлементов, за исключением Mo и Bi, отве чают элювиально-иллювиальному типу геохимической дифференциации (рис. 2).

Общая геохимическая дифференциация почвенного профиля происходит с участием процессов, связан ных с элювиально-иллювиальной миграцией микроэлементов и смещением равновесия в системе подвижные – прочносвязанные формы.

Проведенная укрупненная ко личественная оценка баланса подвиж ных форм микроэлементов в генетиче ских горизонтах почв территории по казала, что у подавляющего большин ства микроэлементов 70-90 % вторич но накопленного в результате геохи мической дифференциации почвенно го профиля количества подвижных форм концентрируется в погребенных пепловых горизонтах. Для ряда эле ментов установлены дополнительные потери подвижных форм уже после перехода этих горизонтов на глубину ниже уровня элювиирования.

Результаты исследований позво ляют утверждать, что богатый микро Рис. 2. Графики распределения содержаний (С в мг/кг) подвижных элементный состав растений в зоне со- форм микроэлементов в ге-нетических горизонтах почв и свежевы временных пеплопадов вулкана Ка- павших пеплах в зоне активных пеплопадов вулкана Карым-ский (со рымский обусловлен высокими содер- стояние на 2005 г).

жаниями растворимых форм микро- 1 – свежевыпавшие андезитовые пеплы вулкана Карымский;

2-5 – ге элементов в почвах и пеплах. Это объ- нетические горизонты почв: 2 – приповерхностный дерновый II ясняет часто наблюдаемый всплеск [Аd1,2,3], 3 – подповерхностный пепловый II [Е], 4 – погребенные гу мусовые III [A] – V[A], 5 – погребенные пепловые III [D]–V[D].

биопродуктивности растений в районах активной вулканической деятельности после выпадения свежих пеплов.

Литература 1. Гущенко И.И. Пеплы Северной Камчатки и условия их образования. – М.: Наука, 1965. С. 91-102.

  УДК:631. ОЦЕНКА ПРОЦЕССОВ МИНЕРАЛИЗАЦИИ И СЕКВЕСТРИРОВАНИЯ УГЛЕРОДА В ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ ИСПАНИИ В.О. Лопес де Гереню, И.Н. Курганова, Х.Ф. Галлардо Ланчо, К. Ем Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, г. Пущино Московской обл.

E-mail: vlopes@mail.ru Институт окружающей среды и агробиологии, Саламанка, Испания E-mail: juanf.gallardo@irnasa.csic.es Университет Тюбинген, Германия E-mail: christoph.oehm@gmx.de Секвестрирование углерода, под которым понимается связывание диоксида углерода и его закрепление в почве, является процессом, обратным минерализации органического вещества (ОВ), и в биотическом цикле ор ганического углерода (Сорг) ему отводится немаловажная роль, особенно в свете подписания Россией в 2005 г.

Киотского протокола (Кудеяров и др., 2007). Поскольку конечным продуктом разложения ОВ является угле кислый газ, то показателем ее минерализационной способности может служить интенсивность выделения СО из почв, определенная при различных сочетаниях температуры и влажности. Наиболее употребляемые оценки почвенной секвестрации углерода – это определение изменений содержании Сорг и расчет его баланса (Семенов и др., 2008). В последние годы довольно перспективным методом сопряженного изучения процессов секвест рирования и минерализации ОВ в почвах считается биокинетический метод (Семенов и др, 2006).

Цель представляемой работы состояла в сравнительной оценке минерализационной и углерод секвстрирующей способности почв лесных экосистем Испании при различных температурах.

Объекты и методы исследования Объектами исследования служили верхние наиболее богатые гумусом, горизонты (0-10 и 10-20 см) не которых типов почв центральной и северо-западной части Испании (краснозем и буроземы) под естественными дубовыми лесами или насаждениями каштана. Общая характеристика участков и некоторые свойства изучае мых почв приведены в табл. 1.

Полная полевая влагоемкость (ППВ) оп Табл. 1. Некоторые свойства лесных почв центральной Испании ределялась в лаборатор ных условиях в нарушен Домини ППВ, Сорг, рН СМБ, СМБ/Сорг, ных образцах, просеян Почва рующая Слой, см C/N (водн.) мгС/г % % % ных через сито с диамет порода ром ячеек 2 мм. Опреде Quercus ro- 0 - 10 65.2 4.88 13.8 6.3 1.36 2. Краснозем ление содержания общего tundifolia 10 - 20 42.5 1.44 12.1 6.0 0.32 2. углерода и азота в поч Бурозем вы- Quercus 0 - 10 60.1 4.41 16.4 5.4 0.64 1. щелоченный венных образцах прово pyrenaica 10 - 20 48.8 3.26 13.7 5.4 0.31 0. Бурозем гу- дилось на элементном Quercus 0 - 10 105.6 10.7 21.5 5.0 1.15 1. мусовый анализаторе Flash EA pyrenaica 10 - 20 85.8 7.15 18.6 5.1 0.47 0. Бурозем гу- 1112 (Италия). Определе Castanea 0 - 10 78.5 6.62 23.6 5.1 0.95 1. мусовый sativa 10 - 20 78.5 4.03 18.2 5.1 0.31 0.77 ние рН проводили потен циометрически в водной вытяжке при соотношении Почва : Н2О=1 : 2.5. Скорость минерализации ОВ (Смин, мг С/кг/сут) определялась в лабораторных условиях по интенсивности выделения СО2 из почвы при увлажнении, соответствующем 60-65% их ППВ, и температурах 12 и 22оС. Содержание микробного углерода (СМБ) определяли методом субстрат индуцированного дыхания (Anderson, Domsch, 1978). Углерод-секвестрирующая способность почв определя лась биокинетическим методом в процессе длительного (150 дней) инкубирования почвенных образцов после добавления в них избыточного количества легкодоступного субстрата (глюкозы) в количестве 10 мг на 1 г поч вы. В качестве контроля выступала почва без внесения субстрата (контроль). В процессе инкубирования в пер вые 3 месяца скорость выделения СО2 измерялась 1-2 раза в неделю, а в последующий период - 1 раз в 2 неде ли. Углерод-секвестрирующая способность (УСС) почв рассчитывалась как доля углерода (от общего количе ства внесенного субстрата), оставшегося в почве после вычитания дополнительных потерь С, вызванных вне сением глюкозы. Потенциальная УСС почв определялась при тех же условиях, что скорость минерализации ОВ.

Результаты и обсуждение Верхние горизонты бурых лесных почв Испании характеризовались кислой реакцией среды (рНводн = 5.0 5.4), высоким содержанием органического углерода (3.3-10.7%), низкой обогащенностью гумуса азотом (табл.

1). Красноземная почва имела менее кислую реакцию среды (рНводн = 6.0-6.3), самое низкое из всех изученных почв содержание Сорг в слое 0-20 см, но более высокую обогащенность гумуса азотом (С/N = 12-14). И если со держание микробного углерода в изученных почвах было примерно одинаковым во всех изученных почвах (0.6-1.4 мг С/г почвы в слое 0-10 см и 0.3-0.4 мг С/г почвы в слое 10-20 см), то его доля в составе Сорг была су щественно выше в красноземных почвах (2.2-2.8%) по сравнению с буроземными (0.7-1.5%), что свидетельст вует о некотором дефиците доступных минеральных веществ, скорее всего азота, в буроземах.

Скорость минерализации органического вещества при 22оС и влажности, соответствующей 60% их ППВ в верхнем 10-см слое варьировала от 38 до 95 мгC/кг/сут и была в 2-3 раза ниже (15-30 мгC/кг/сут) в слое 10- 198   см. Наибольшие значения Смин наблю Табл. 2. Скорость минерализации органического вещества почв (Смин), дались в буроземной почве с самым их углерод-секвестрирующая способность (УСС) и температурный коэф высоким содержанием гумуса, хотя фициент Q10 для Смин для всего ряда изученных почв связь между этими параметрами была не Домини- Смин, значимой. При более низкой темпера- УСС, % Почва Слой, см мгC/кг/сут рующая Q о туре (12 С) скорость минерализации о о 12оС 22оС порода 12 С 22 С ОВ почв в среднем была в 2 раза ниже. Quercus ro- 0 - 10 32.4 64.5 1.99 27.8 27. Краснозем Температурные коэффициенты Q10, tundifolia 10 - 20 7.5 15.0 2.00 26.6 33. рассчитанные для этого интервала тем- Бурозем вы- Quercus 0 - 10 19.1 37.9 1.99 29.2 29. ператур варьировали от 1.66 до 2.33. щелоченный pyrenaica 10 - 20 11.7 20.7 1.77 27.8 35. Проведенные исследования по- Бурозем гу- Quercus 0 - 10 42.4 85.1 2.01 20.3 32. казали, что за 150 дней инкубации при мусовый pyrenaica 10 - 20 14.4 29.6 2.06 41.2 37. 22оС потери углерода (в форме СО2) из Бурозем гу- Castanea 0 - 10 19.9 44.5 2.23 34.0 23. почв без добавления глюкозы состави- мусовый sativa 10 - 20 12.8 21.3 1.66 33.0 30. ли 2.1-5.3 мг С/г почвы из верхнего см слоя почвы и были в 2 раза ниже из более глубокого горизонта (10-20 см). При температуре 12оС общие по тери углерода в форме СО2 из лесных почв за 150 лет инкубации были в 2-3 раза ниже.

При добавлении в исследуемые лесные почвы глюкозы, в количестве, которое в 5-15 раз превосходило объем микробной биомассы в этих почвах, потери углерода, вызванные добавлением этого легкодоступного субстрата, за 150 дней инкубации были примерно равными при 12 и 22оС и варьировали от 2.9 до.3.8 г С/г поч вы. Углерод-секвестрирующая способность (УСС) почв, выраженная как доля углерода (от общего количества внесенного субстрата), оставшегося в почве после вычитания дополнительных потерь С, вызванных внесением глюкозы, изменялась от 23 до 35% при температуре 22оС и 20 до 40% при 12оС. Таким образом, спустя дней после внесения легкодоступного субстрата примерно одна третья его часть закрепилась в почве, причем оно было практически одинаковым при температурах 12 и 22оС (табл. 2). Мы не обнаружили значимых связей между значениями УСС почв и содержанием в них органического и микробного углерода.

Заключение Скорость минерализации ОВ в гумусовых горизонтах почв лесных экосистем Испании заметно варьиро вала в зависимости от содержания в них органического и микробного углерода. В самом верхнем (0-10 см), наиболее богатом гумусом слое Смин была примерно в 2-3 раза выше, чем в нижней части гумусированного слоя. При понижении температуры от 22оС до 12оС скорость минерализации органического вещества снижа лась в 1.7-2.3 раза. Доля углерода, который закрепился в почве после внесения в нее легкодоступного субстрата, в количестве в 5-15 раз превышающим объем микробной биомассы в почвах, через 150 дней инкубации составила примерно 1/3 часть от общего количества внесенного субстрата и была практически одинаковой при 22 и 12оС.

Работа выполнялась при поддержке РФФИ, Программы Президиума РАН № 4 и Испанской академии наук (CSIC).

Литература Кудеяров В.Н., Заварзин Г.А., Благодатский С.А., Борисов А.В., Воронин П.Ю. и др. Потоки и пулы углерода в на земных экосистемах России (отв. ред. Г.А. Заварзин) М.: Наука. 2007. 315 с.

Семенов В.М., Иванникова Л.А., Кузнецова Т.В. Структурно-функциональное состояние органического вещества почвы // Почвенные процессы и пространственно-временная организация почв / ред. В.Н. Кудеяров. М.: Наука.

2006. С. 230-247.

Семенов В.М., Иванникова Л.А., Кузнецова Т.В, Семенова Н.А., Тулина А.С. Минерализуемость органического вещества и углерод-секвестрирующая емкость почв зонального ряда // Почвоведение. 2008 № 7. С. 819-832.

Anderson J., Domsch K.H. A physiological method for the quantitative measurement of microbial biomass in soils // Soil Biol. Biochem. 1978. Vol. 10. P. 215-221.

УДК 631.417: 631. ТРАНСФОРМАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ СУПЕСЧАНОЙ ПОЧВЫ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ УДОБРЕНИЙ С.М. Лукин Всероссийский научно–исследовательский институт органических удобрений и торфа Россельхозакадемии, Владимирская область, Судогодский район, п.Вяткино E-mail: vnion @ vtsnet.ru Показатели гумусового состояния почв являются важнейшими критериями оценки почвенного плодоро дия, а в последние годы все больше рассматриваются и с точки зрения экологической устойчивости почв, как компонента биосферы (Кирюшин и др., 1993;

Орлов и др., 1996;

Когут, 2003).

Состав растительных остатков, минералогический и гранулометрический состав почв, температура, влажность определяют условия минерализации и гумификации органического вещества и, соответственно, темпы и направленность изменения содержания гумуса в почвах (Кононова, 1963, 1984;

Аристовская, 1980).

Дерново-подзолистые песчаные и супесчаные почвы характеризуются низким содержанием илистых частиц и, соответственно, значительно меньшей величиной общей и удельной поверхности, слабой насыщен ностью почвенно-поглощающего комплекса обменными основаниями, что не способствует закреплению про дуктов разложения растительных остатков в почвах.

  Кауричевым и др. (1987) при анализе гумусового состояния почв Смоленской области было показано, что с утяжелением гранулометрического состава от песков до легких суглинков наблюдается увеличение со держания в них запасов гумуса и изменение его качественного состава. Гумус становится более связанным с минеральной частью почвы, в составе гумуса возрастает доля гуминовых кислот, в том числе гуматов кальция.

Ахтырцев и Яблонских Л.А. (1986) экспериментально показали зависимость содержания и качества гу муса от гранулометрического состава почвы. Коэффициент корреляции между СГ.К./СФ.К. и содержанием физи ческой глины в почвах Лесостепи составил 0,90. Существенное изменение характера гумусообразования про исходило в почвах при увеличении содержания физической глины более 25 %, которое является рубежом, раз деляющим почвы с фульватным и гуматным типом гумуса.

Многие исследователи отмечают интразональный характер гумусообразования в почвах легкого грану лометрического состава и сходство качественного состава гумуса в песчаных и супесчаных почвах различных климатических областей. Так для песчаных пойменных почв Вьетнама также характерным является низкое содержание гумуса, фульватный тип гумуса, высокая подвижность гуминовых кислот и крайне низкое содержание в составе гумуса гуминовых кислот, связанных с кальцием (Фан Лиеу, 1984).

Применение удобрений вызывает значительные изменения в круговороте углерода в агроценозах, на правленность которых зависит от вида и доз применяемых удобрений, косвенного влияния удобрений на физи ко-химические и биологические свойства почв, интенсивность минерализации и гумификации органического вещества. Под влиянием удобрений изменяются продуктивность агроценозов, соотношение отчуждаемой био массы и пожнивно-корневых остатков, интенсивность минерализации и гумификации органического вещества, усвоение углерода автотрофными микроорганизмами.

Изучение влияния различных систем удобрений на содержание и качественный состав гумуса проводи лось в длительном стационарном опыте, заложенном в 1968 г. на дерново-подзолистой супесчаной почве в се вообороте: однолетний люпин – озимая пшеница – картофель – ячмень. Схема опыта: 1. Без удобрений;

2.

Р50К60;

3. N50Р50;

4. N50К60;

5. N50Р50К60;

6. Навоз 10 т/га;

7. Навоз 20 т/га;

8. N50Р25К60;

9. N50Р50К90;

10. Навоз 5 т/га + N25Р12К30;

11. Навоз 10 т/га + N50;

12. Навоз 10 т/га + N50Р25;

13. Навоз 10 т/га + N50Р25К60;

14. N100Р50К120;

15. N50Р25К60;

16. Навоз 10 т/га + N100Р50К120. В 1984-1989 гг. исследовали последействие удобрений. Начиная с 1990 г., в схему опыта внесены изменения: на варианте 11 начали приме нять навоз 10 т/га + N50Р25К60 + солома;

на варианте 12 - навоз 10 т/га + N50Р25К60 + солома + сидерат;

15 N50Р25К60 + солома, остальные варианты сохранены без изменений. Варианты 6, 8, 10 и 7, 13, 14 выровнены по количеству питательных веществ в дозах, эквивалентных, соответственно, 10 и 20 т/га навоза.

Установлено, что за 34 года проведения опыта содержание гумуса в почве контрольного варианта снизи лось на 0,12 % или на 11 % от первоначальных запасов. Аналогичные изменения в содержании гумуса про изошли при использовании фосфорно-калийных удобрений. При использовании полного минерального удоб рения также наблюдалось снижение содержания гумуса, хотя и в меньшей степени по сравнению с контролем без удобрений. В среднем, по вариантам с NP, NK и NPK оно составило – 0,09 % или 8 % от исходных запасов.

Применение органических удобрений способствовало стабилизации и повышению содержания органического углерода в почвах. Использование навоза в дозе 10 т/га сопровождалось повышением содержания гумуса на 0,11 %, а 20 т/га – на 0,29 %. Средняя доза подстилочного навоза, обеспечивающая поддержание содержания гумуса на исходном уровне, составляет 8 т/га.

Анализ динамики содержания гумуса показывает, что наибольшие изменения в гумусовом состоянии почв происходят в первые годы проведения опыта. Во 2 - 3 ротациях севооборота содержание гумуса стабили зируется на новых уровнях, соответствующих поступлению органического вещества с растительными остатка ми и органическими удобрениями и его минерализации.

Результаты исследований качественного состава гумуса показывают различную направленность его из менения при использовании органических и минеральных удобрений.

Установлено, что доля гумусовых веществ извлекаемых раствором 0,1 М NаОН + 0,1 М Na4P2O7 колеб лется, в зависимости от почвенного горизонта и удобрений от 26 до 58 %. В пахотных горизонтах доля извле каемой части гумуса составляет 34-37 %, в подпахотных – 30-40 %, в слое 40-60 см – 31-58 %. В более глубоких горизонтах почвы доля извлекаемой части гумуса имеет тенденцию к снижению, что связано с утяжелением гранулометрического состава почвы.

Доля гуминовых кислот в составе гумуса изменялась по вариантам опыта от 11 до 13 %. Наибольший прирост содержания гуминовых кислот произошел на варианте с органической системой удобрений, в резуль тате чего увеличилось соотношение СГК : СФК, а тип гумуса вместо фульватного стал гуматно-фульватный.

При использовании органоминеральной системы удобрений также произошло увеличение содержания гуминовых кислот и соотношения СГК : СФК, хотя и в меньшей степени, по сравнению с органической системой удобрений.

Применение минеральных удобрений способствовало увеличению подвижности гумуса, в результате че го доля негидролизуемого остатка в пахотном и подпахотном горизонтах почвы снизилась с 65-70 % до 60- %. При этом тип гумуса остался фульватным.

Во всех вариантах опыта отмечается резкое снижение содержания гуминовых кислот и увеличение доли фульвокислот с глубиной отбора проб. В иллювиальных горизонтах почвы доля углерода гуминовых кислот составила 2-5 % от общего содержания углерода, а тип гумуса был резко фульватным.

Анализ качественного состава гумуса по методу Пономаревой – Плотниковой показал, что применение ор ганических удобрений способствовало увеличению в 2 раза содержания гуминовых кислот и снижению содержа ния фракции 1а – «агрессивных» фульвокислот. В результате этого отношение СГК : СФК возрастало с 0,58 до 0,99.

200   При использовании органоминеральной системы удобрений основные закономерности в изменении ка чественного состава гумуса оказались сходными с органической системой удобрений, однако прирост содер жания гуминовых кислот был ниже и составил 75-87 %. Соответственно отношение СГК : СФК возросло до 0,85.

Применение минеральных удобрений способствовало некоторому увеличению содержания 1 и 3 фрак ций гуминовых кислот, в то время как, содержание 2 фракции ГК, связанных с кальцием, несколько снизилось.

Исследованиями установлено, что наиболее высокие показатели оптической плотности гуминовых кислот на блюдаются в контрольном варианте и при использовании минеральной системы удобрений. Применение орга нических удобрений снижало оптическую плотность гуминовых кислот, что говорит об увеличении в их соста ве доли алифатических структур и снижении степени бензоидности.

На основе имеющегося массива данных, полученных в стационарных опытах института, определены корреляционные зависимости содержания различных фракций гумуса от кислотности почвы, использования навоза и азотных удобрений.

Установлено, что известкование почвы слабо влияет на содержание общего углерода, однако способст вует снижению в составе гумуса доли 1 фракции гумусовых кислот, в том числе фракции ГК-1. Одновременно увеличивается доля 2 фракции, включая ГК-2, а также возрастает соотношение СГК : СФК.

Применение навоза способствует существенному увеличению содержания гумуса, при незначительном снижении в его составе доли 1 фракции гумусовых кислот, за счет снижения содержания фульвокислот. Одно временно наблюдается увеличение доли гуминовых кислот, включая ГК-2, в результате чего существенно уве личивается отношение СГК : СФК.

Азотные удобрения способствуют увеличению подвижности гумуса за счет увеличения 1 фракции гуму совых кислот, в т.ч. ГК-1, при отчетливой тенденции к снижению доли 2 фракции гуминовых кислот и негид ролизуемого остатка. В целом, наблюдается сходство изменения качественного состава гумуса при известкова нии почвы и применении органических удобрений и противоположные изменения – при использовании азот ных удобрений.

Вместе с тем, несмотря на длительное применение даже повышенных доз органических удобрений на правленность гумусообразования меняется незначительно, сохраняя основные черты, свойственные данному генетическому типу почвы.

Литература Аристовская Т.В. Микробиология процессов почвообразования. – Л.: Наука, 1980. – 187 с.

Ахтырцев Б.П., Яблонских Л.А. Зависимость состава гумуса от гранулометрического состава в почвах Лесостепи // Почвоведение, 1986, № 7. С Кауричев И.С., Ганжара Н.Ф., Хохлов В.Г. Гумусовое состояние почв Смоленской области. – В кн.: Органическое вещество пахотных почв. – М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева, 1987. С. 52-69.

Когут Б.М. Принципы и методы оценки содержания трансформируемого органического вещества в пахотных поч вах // Почвоведение, 2003, № 3. С. 308-316.

Кирюшин В.И., Ганжара Н.Ф., Кауричев И.С. и др. Концепция оптимизации режима органического вещества почв в агроландшафтах. – М.: Изд-во МСХА, 1993. – 99 с.

Кононова М.М. Органическое вещество и плодородие почвы // Почвоведение, 1984, № 8. С. 6-20.

Кононова М.М. Органическое вещество почвы. – М.: Наука. Изд-во АН СССР, 1963. – 314 с.

Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Суханова Н.И. Органическое вещество почв Российской Федерации. – М.: Наука, 1996.

– 256 с.

Фан Лиеу. О гумусном состоянии приморских песчаных почв Вьетнама // Почвоведение, 1984, № 8. С. 71-77.

УДК: 631.416.2:631.67:631. ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ И ОРОШЕНИЯ НА РЕЖИМ МИНЕРАЛЬНЫХ ФОСФАТОВ В ВЫЩЕЛОЧЕННОМ ЧЕРНОЗЕМЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ Р.П. Макарикова Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, г. Новосибирск E-mail: makarikova@issa.nsc.ru Фосфор относится к важнейшим биогенным элементам. Содержание в почве доступных для растений его минеральных форм определяет продуктивность многих экосистем. В отличие от углерода и азота потребно сти растений в фосфоре должны быть практически полностью обеспечены почвой или пополняться за счет вне сения органических и минеральных удобрений или других фосфорсодержащих продуктов. В связи с этим про цессы трансформации природных и экзогенных соединений фосфора в почве заслуживают большого внимания исследователей, так как долгое время считалось, что растения предпочитают фосфаты Са, как главный источ ник фосфорного питания в основном из-за их высокой растворимости. Эта оценка существенно изменилась в пользу формирующихся при внесении удобрений не только рыхлосвязанных фосфатов щелочных (Са_Р1) и щелочноземельных (Са_Р2) элементов, но и фосфатов, связанных с Al и Fe, (R2O3_P), а также c некоторыми преобразованиями апатитовой фракции высокоосновных соединений фосфора (Са_Р3) [1-3].

В настоящей работе дана оценка изменения режима минеральных фосфатов в выщелоченном черноземе Приобья при орошении и внесении удобрений под кормовые культуры.

Исследование проведено в лесостепной зоне Приобского плато (Ордынский стационар ИПА СО РАН), на выщелоченном черноземе, сформированном на крупнопылеватом лессовидном суглинке, в краткосрочном полевом опыте после завершения первой ротации 4-х польного севооборота, который включал два звена. В од ном звене преимущественно зерновые культуры чередовались в последовательности: кукуруза, кормовое про со, овес+вика, кукуруза на следующем среднегодовом уровне концентраций вносимых удобрений: О – без   удобрений, PM – N175P90K190, РМО N175P90K190 + 60 т/га навоза под первую культуру севооборота;

в другом бобо вые – озимая рожь с подсевом люцер ны, люцерна, травосмесь, 2 года лю церна и варианты: О – без удобрений, PM – N75P165K150, РМО - N75P165K150 + 60 т навоза под первую культуру сево оборота. Орошение проводили по схе ме: Б - без орошения, I режим – ороше Рис. 1. Вынос фосфора кормовыми культурами: А – относительная ние 65-70% от НВ, II режим – ороше прибавка Р2О5, % от дополнительного увлажнения, В – от удобре ние 85-90% от НВ.

ний.

Для характеристики фосфатного режима чернозема определяли общее количество минеральных и органических фосфатов методом кислотно-щелочной экстракции (по Мету), мине ральных форм фосфатов (метод Гинзбург, Лебедевой в модификации Неговелова и Пестовой), подвижных и мобильных соединений фосфатов в кислой и слабокислой вытяжках, соответственно метод Чирикова и Фран цессона. Все анализы выполнены в 3-х кратной повторности. Результаты выражены на абсолютно-сухую на веску почвы. Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью пакета Statistica v. 5.5.

Изученный чернозем характеризуется высоким потенциальным плодородием, однако вследствие регио нальных особенностей эффективное плодородие почвы очень динамично: валовой фосфор на 70% представлен минеральной формой, в составе которой преобладают высокоосновные фосфаты кальция, причем доля неиз влекаемого остатка среди труднорастворимых фосфатов достигает 60%, а количество мобильных фосфатов не превышает 2% от суммы всех фракций. Обеспеченность почвы подвижными формами фосфатов варьирует от повышенной до очень высокой, но отношение (Ca_P1+Ca_P2)/R2O3_P 1, что указывает на слабую доступность для растений почвенных соединений минерального фосфора.

В условиях с ограниченными тепловыми и водными ресурсами, характерными для данной территории, комплексное воздействие антропогенных факторов обусловило значительные изменения в составе минераль ных фосфатов по изученному послойно (0-20 см) профилю чернозема до глубины 0-60 см.

Запас валового фосфора пополнился в среднем на 12% в основном за счет вновь образованных органо минеральных комплексов. В составе минерального фосфора превалируют разноосновные фосфаты кальция, доля Al_P составляет меньше 1%, Fe_P – 5%, в процессе ротации суммарное количество R2O3_P повысилась на 6-51%. Среди неорганических форм концентрация неизвлекаемого фосфора флуктуировала от 2 до 33%, мине ральные удобрения активизировали мобилизацию окклюдированных фосфатов, особенно значимо на фоне орошения. Содержание органического фосфора снижается с увеличением глубины почвенного профиля, замет ное его накопление отмечено только на вариантах с повышенным увлажнением (85-90% от НВ), так как в сло жившихся условиях аэрации темпы аккумуляции легкоразлагаемых растительных остатков преобладали над скоростью их минерализации. Наиболее стабильное состояние характерно для труднорастворимых фосфатов типа апатита (Са_Р3). Запас подвижных фосфатов, экстрагируемых 0,5 н раствором СН3СООН, снизился в среднем на 26%, а перераспределение фосфатных компонентов, мобилизованных из почвы, и поступивших с удобрениями, произошло главным образом в гумусово-перегнойном горизонте (слой 0-20 см) среди I-IY фрак ций Относительное содержание фракций минеральных фосфатов повысилось следующим образом: в почве звена с зерновыми культурами (Са_Р1) на 114-202 %, с бобовыми – на 38-201 %;

(Са_Р2) – на 62-75 % и на 40- %, фосфатов, связанных с Al_P – на 36-57% и на 45-64%, с Fe_P - на 30-46 % и на 4-12 %, соответственно.

На рис.1 представлены данные, иллюстрирующие способность возделываемых культур к мобилизации почвенных и использованию экзогенных соединений фосфора под влиянием удобрений и дополнительного ув лажнения. На неудобренной орошаемой почве относительное увеличение выноса фосфора бобовыми культу рами было самым высоким в опыте и превышало таковое зерновыми в раза, влияние удобрений на орошае мом фоне было однозначным. В це лом относительное увеличение выно са фосфора на богаре составило 36- %, при орошении – 39-80 %.

Вследствие биологических особенностей возделываемых культур выявлена различная зависимость их урожайности от изученных состав ляющих фосфатного фонда чернозе ма, причем среди факторов, оказы вающих влияние на улучшение дос тупности Р из таких соединений, под Рис. 2.  Взаимосвязь урожайности кормовых культур в севообороте разумеваются: способность корней и параметров, составляющих фосфатный фонд выщелоченного чер- восстанавливать Fe+3, действие корне нозема. вых экссудатов, растворяющая актив 202   ность стенок клеток корня, характеристики абсорбции Р и др. (рис. 2).

Так, суммарный сбор сухой биомассы зерновых культур за 4 года показывает близкие значения положи тельной взаимосвязи со всеми фракциями минерального фосфора, (r=0.57-0.78). Бобовые культуры наиболее активно использовали апатитовые фракции (Са_Р3) (r=0,91), а потребление ими других фракций минеральных фосфатов имело в основном значения отрицательной зависимости.

Таким образом, в лесостепной зоне Приобья в условиях неустойчивой и недостаточной тепловлагообес печенности изменения режима минеральных фосфатов в выщелоченном черноземе тесно связаны с влиянием дополнительного увлажнения, биологических особенностей возделываемых культур, системы применяемых удобрений. В результате установлено, что примерно половина остающихся в почве фосфорных удобрений на ходится в доступной для растений форме, а изменения в содержании фракций минеральных фосфатов связаны с трансформацией фосфатсодержащих соединений почвы и экзогенных фосфатов, а также с биогенным преоб разованием фосфора в агроландшафте.

Литература 1. И. Гырбучев. Регулирование фосфатного режима в основных почвах Болгарии. М., 1981. – 240 с.

2. Н.К. Боронин, Б.С. Носко, И.И. Филон. Влияние длительного применения минеральных и органических удобре ний на фосфатный режим типичного чернозема и продуктивность культур в условиях различной влагообеспе ченности // Агрохимия. – 1994. - № 7-8. – С. 3-13.

3. А.И. Столяров, В.П. Суетов, С.В. Бодня. Влияние многолетнего внесения удобрений в севообороте на фосфорный режим выщелоченного чернозема при орошении // Агрохимия. – 1993. - № 1. – С. 41-50.

УДК: 56:581.5(47:211) ОБ ИНФОРМАТИВНОСТИ «НЕМЫХ» ПОЗДНЕПЛЕЙСТОЦЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ НА КОЛЫМСКОЙ НИЗМЕННОСТИ С.В. Максимович, С.В. Губин, О.Г. Занина Учреждение Российской академии наук Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, г.Пущино Московской обл.

E-mail: max0611@mail.ru С 2001 года нами исследуется содержимое ископаемых нор арктических сусликов и других грызунов в мёрзлых грунтах позднеплейстоценового возраста на Колымской низменности. В норах обнаружены запасы семян, иногда большие, травяная подстилка, шерсть, кости, скорлупа яиц птиц, перья, фрагменты жуков и дру гой палеоэкологический материал. Норы были обнаружены в едомных отложениях обнажений: Дуванный яр на Колыме, Станчиковский яр на Малом Анюе, безымянное на реке Евсейке и антропогенное Зелёный Мыс у од ноименного посёлка Нижнеколымского улуса республики Саха (Якутии). Эти исследования показали, что се мена и плоды растений сохраняются настолько хорошо, что позволяют идентифицировать их до вида растения, что недоступно всем другим методам. Хорошо сохраняется и подстилка, в которой до вида определяются мхи и лишайники, а в некоторых случаев и сосудистые растения. Это дало возможность реконструировать экологиче скую обстановку до уровня фитоценозов с указанием их состава, а через них - до структур почвенного покрова, что также недоступно другим методам. Мы показали, что в каргинское время (Молотковский горизонт) при родная обстановка на данной территории была близка современной. Мало того, некоторые семена сохраняют ограниченную жизнеспособность, а одно растение, смолёвку узколистную, удалось вырастить, довести до цве тения и обсеменения и получить последующие генерации (в Институте биофизики клетки РАН).

Однако, сделано всё это для сравнительно узкого временного интервала (поздний плейстоцен, каргин ское время, возраст 28-34 тыс. лет) и для ограниченной территории (Колымская низменность). На других тер риториях и в других горизонтах нор с запасами семян, подстилки и другого палеоэкологического материала по ка не обнаружено. Исключение составляет единственная нора (лемминга?) из отложений сартанского времени (Мус-Хаинский горизонт) на границе с голоценом (обнажение Дуванный яр).

Отложения сартанского времени, залегающие над таковыми каргинского времени, не содержат в себе не только нор животных, но и горизонтов погребённых почв, так характерных каргинским отложениям. В научной литературе имеется обширный массив данных спорово-пыльцевых анализов и палеореконструкций по ним.

Однако, реконструкции эти не могут претендовать на точность, так как необходимой точностью не обладает сам метод, который позволяет определять растения в основном до семейства, реже до рода, совсем редко до ви да и имеет и другие существенные недостатки. В частности, среди растений, определённых до вида, нет ни од ного степного вида. Вопрос, существовали ли в сартанское время на территории так называемые перигляциаль ные «тундростепи», остаётся открытым.

Едомные отложения сартанского времени, на первый взгляд кажущиеся «немыми», вместе с тем содер жат растительный детрит, пронизаны вертикальными корешками, иногда довольно длинными и в массе обра зующими подобие горизонтов. Сохранность материала хорошая, т.к. эти отложения никогда не оттаивали. По добные «немые» горизонты имеются и в отложениях каргинского времени – в криопедолитах вне погребённых почв. Нами недавно сделан карпологический и ботанический анализ промывок, как из погребённых почв, так и из криопедолитов. И в тех и в других обнаружены семена, определённые до вида растения, что позволило (впервые) реконструировать фитоценозы как погребённых почв, так и «немых» криопедолитов. То есть, в едомных отложениях, визуально однотонных, не содержащих погребённых почв, обнаруживаются макроостат ки растений, идентифицируемые до вида растения. Нужна лишь концентрация материала путём отмывки мел козёма на ситах. Предполагается этот метод применить к едомным отложениям сартанского времени, сочетав   его с определением спо Растительный материал в отмывках из криопедолитов обнажения Дуванный яр рово-пыльцевых и фи Каргинский термохрон Сартанский криохрон толитных спектров. Фи Фракции 8-09 7-09 6-09 толитный анализ, в част 1212,1 F1-1321 01- низ середина верх ности, позволяет опреде Arctous alpina, семена, штук 17 - 1 6 87 лять принадлежность Astragalus alpinus, семена, штук - - - - 1 растений к группе ксе Мох Aulacomnium palustre, рофитных, т.е. степных.

- - - - - верхушки, штук Ныне нами начат Мох Aulacomnium turgidum, карпологический и бо - - - - - верхушки, штук танический анализ об Bistorta elliptica, семена, штук 3 - 1 - - разцов отмывок из Carex appendiculata, семена, штук - 38 301 - - криопедолитов, которые Carex aterrima, семена, штук - - 3 - - не содержат видимых Carex concolor, семена, штук 10 12 60 6 - горизонтов погребён Carex juncella, семена, штук - 2 - - - ных почв. Пока мы рас Carex lugens, семена, штук - - - 8 3 полагаем только образ Carex rhynchophysa, семена, штук - - - - 1 цами из обнажения Ду Carex sp.sp., корни, г - - 4,0 - - Comarum palustre, кора стебля, г ванный яр. Результаты – 0, Draba nemorosa, семена, штук в таблице.

- - - - 3 Из таблицы вид Dryas octopetala subsp.subincisa, - - - - 1 фрагменты листьев, штук но, что полученный ма Empetrum androgynum, листья, шт. - - - - - 1 териал достаточно ин Equisetum pratense, фрагменты - - - - - 1 формативен, чтобы де Larix cajanderi, древесина, хвоя, г - - 0,2 - - 0,01 лать палеореконструк То же, семена, штук - - - - - ции природных усло Ledum decumbens, листья, штук - - - - - вий. 23 растения опре Potentilla stipularis, семена, штук 11 - - 3 54 делены до вида. Со Puccinella sp., семена, штук 1 - - - - хранность материала не Rumex arcticus, семена, штук - 1 - - - хуже, чем в погребён Salix sp.sp., древесина, г 0,2 0,2 1,5 - - ных почвах, но значи Silene stenophylla, семена, штук - - - - 1 тельно хуже, чем в ис Tanacetum vulgare, семена, штук - - - - - копаемых норах. Час Древесина кустарников, г - - - 0,2 1,0 0, тично это объясняется Мелкие обломки растений, г 0,5 7,1 66,6 2,6 6,0 0, тем, что при отмывках Фракция 0,25 мм, г 82,6 99,3 80,7 11,1 40,8 27, грунта на сите в поле Весь образец, г 83,1 107 153 13,9 47,8 28, вых условиях расти тельный материал повреждается. Вместе с целыми семенами встречается много повреждённых или даже раз рушенных до скорлупок. Семена осок обнаруживаются только в виде орешков, которые лишились облекающих их мешочков, что несколько затрудняет определение. Однако семена достаточно узнаваемы.

Работа выполняется при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты 01-05-64496, 04-05-64748, 10-05-00224).

УДК.631. ОСОБЕННОСТИ ПИТАТЕЛЬНОГО РЕЖИМА И ПЛОДОРОДИЕ ОРОШАЕМЫХ ЛУГОВО-ЛЕСНЫХ ПОЧВ АЗЕРБАЙДЖАНА Г.М. Мамедов Институт Почвоведения и Агрохимии Национальной Академии Наук Азербайджана, г. Баку е-mail: goshgarmm@rambler.ru;

info@kiber.az Плодородие – это способность почвы как компонента биосферы обеспечивать необходимые для жизне деятельности растений жизненные факторы и условия, определяющие питательный водно-воздушный, темпе ратурный, окислительно-восстановительный и другие режимы [1, 2].

Важным показателем плодородия лугово-лесных почв является характер их агрохимических, агрофизи ческих и физико-химических свойств.

Сложный комплекс почвообразующих пород в Куба-Хачмазской зоне Азербайджана наряду с другими причинами обусловливает большое варьирование почв по содержанию гумуса, в почвах, а также подвижных форм питательных элементов, и по основным физико-химическим показателям [3, 4]. Производственная дея тельность человека также сказывается на уровне потенциального и эффективного плодородия почв. Агрохими ческое обследование позволяет оценить изменение свойств почв во времени и в пространстве [1, 5].

Для удовлетворения потребности растения в минеральных веществах, необходимых для роста, должно быть соблюдено несколько условий. Минеральные вещества должны содержаться в почве в форме доступной для их поглощения корнями растений. Своеобразные условия аллювиальных почв, должны отражаться на пи тательном режиме, что требует выяснения специфики поведения доступных элементов питания в системе поч ва-растение [4, 6].

204   С этой целью и выявлению плодородного свойства почв проводили исследования по изучению физико химических и агрохимических свойств, а также динамики изменения питательных элементов под культурой томата на орошаемых лугово-лесных почвах Куба-Хачмазской зоны Азербайджана. Как показали, наши иссле дования почвы опытного участка характеризуются невысоким содержанием питательных элементов, так как в исследуемой почве содержание валового азота составляет по профилю почв (0-100см), 0,02-0,19%. Вниз по почвенному профилю содержание азота уменьшается.


На глубине 40-60см азота наполовину меньше, чем в поверхностном горизонте и составляет всего 0,09%.

Валовое содержание азота характеризует почву со стороны общего запаса этого элемента, но, не говорит об обеспеченности почвы доступными для питания растений соединениями азота. В исследуемых лугово-лесных почвах минеральные соединения азота аммиачный, нитратный азот содержится в небольшом количестве. Так в пахотном слое 0-20см почвы, величина водорастворимого аммиака составляет 4,78мг/кг, а в подпахотном слое 3,25мг/кг, растворимого в 0,5н растворе КСI соответственно в этих слоях почв 16,61 и 10,25мг/кг, а в нижних горизонтах в слое 80-100см, эти показатели уменьшаются до 1,17мг/кг почвы. Содержание нитратного азота колебалось по профилю почв в слое 0-100см в пределах 0,23-6,20мг/кг почвы. Исследованиями установлено, что основная часть минерального азота находится в верхних слоях почвы.

Содержание валового фосфора в пахотном и подпахотном слоях лугово-лесных почвах колеблется в пре делах 0,10-0,14%, а в нижних горизонтах в слое 60-80 и 80-100см соответственно 0,06-0,05%. Такое широкое ко лебание валовых форм фосфора, в основном зависит от гумусированности и состава почвообразующих пород.

Показателем степени обеспеченности почв подвижным фосфором являются фосфорные соединения рас творимые в однопроцентном растворе углекислого аммония. Исследования показали, что лугово-лесные почвы обеспечены фосфором слабо. Количество щелочно-растворимого фосфора в верхнем горизонте 0-20 и 20-40см слое колеблется в пределах 20,00 и 21,11мг/кг почв. И в нижних горизонтах с тенденцией постоянного умень шения в профиле, так как в 80-100см слое почв эти показатели уменьшаются до 8,15мг/кг почвы.

Установлено, что верхние горизонты (пахотный слой 0-20см) орошаемых лугово-лесных почв содержат валового калия в пределах 2,49%, с тенденцией постепенного уменьшение в профиле. Количество калия в поч вах в определенной степени зависит от их механического состава.

В подпахотном слое почв содержание валовых форм, калий достигает 2,25%, а в нижних горизонтах (80 100см) содержание их уменьшается и достигает всего 1,54%.

Несмотря на достаточное количество в верхних почвенных горизонтах валового калия, величина обмен ного калия невелика. В 0-20см слое, его количество составило 220,5мг/кг почв, а в слоях 20-40 и 40-60см соот ветственно 200,0 и 169,5мг/кг. В отличие от валового калия, количество обменного калия резко уменьшается с глубиной и его содержание в 80-100см слое почв составляет 140,3мг/кг почвы. Изучение динамики содержания N-NH+4 в пахотном слое под культурой томата показало, что в период до начала цветения в почвенных пробах наблюдалось увеличение суммы питательных веществ, это связано, по-видимому, с тем, что в первый период растения используют меньше питательных элементов, что приводит к увеличению их содержания в почве.

Из данных анализов следует, что наименьшее количество аммиачного и нитратного азота по всем срокам содержится в контрольных вариантах и это означает, что мельчайшим резервом в азотном питании растений является азот микробной биомассы.

Следует отметить, что различные дозы минеральных удобрений вносимые в почву во время вегетацион ного периода сохраняется в аммиачной форме, и только незначительное количество их превращается в нитрат ную форму.

Установлено, что в период интенсивного роста растений наибольшее содержание нитратов наблюдалось при внесении азота под томаты при массовом цветении и содержания 36,08мг/кг почвы. При этом наиболее ко личество аммиачного азота в слое 0-20см обнаружено при внесении в норме N120Р120К120 и составила 48,76мг/кг Таким образом, высокое содержание аммиачной и нитратной формы азота отмечалось в фазе бутониза ции. К концу вегетации наблюдается постепенное уменьшение количества доступных форм азота, что можно объяснить с одной стороны, использованием их растением и с другой стороны усилением микробиологических процессов с повышением температуры воздуха и с другими химическими процессами, а также уменьшением влаги в почве.

Фосфор тоже как азот и калий важный элемент почвенного питания. Приведенные исследования показа ли, что увеличением дозы фосфорных удобрений повышается накопление фосфора в почве. При внесении фос фора в норме Р45 (в варианте N75Р45К75), количество подвижных форм фосфора составляет в фазе массовое цве тение 23,28мг/кг почвы. Увеличение дозы фосфора от 60 до 120кг/га действующего начала благоприятно ска зывается на поступлении фосфора в течение всего вегетационного периода. Так в фазе плодоношения томатов при внесении фосфорных удобрений из расчета 60кг/га Р2О5. Содержание фосфора составляет (в 0-20см слое почв) 16,28мг/кг почвы с увеличением дозы фосфора до 90кг/га содержание фосфора увеличивается до 18,92мг/кг почвы.

Высокое содержание калия наблюдается в вариантах, где внесен совместно азот, фосфор и калий. Внесе ние больших доз калия в некоторой степени влияет на содержание обменного калия в лугово-лесных почвах. В не удобренных (исходных почвах) вариантах содержание калия меньше.

Внесение в почву различных норм минеральных удобрений способствовало также увеличению в 0-20см слое в фазе цветение обменного калия соответственно до 235,36;

247,21;

258,90 и 254,35мг/кг почвы, при кото ром 220,16мг/кг. В конце вегетации уменьшается соответственно до 186,38;

193,47;

195,40 и 197,35мг/кг, при котором 183,60мг/кг.

  Таким образом, результаты исследований показали, что для лугово-лесных почв характерно малое вало вое содержание элементов минерального питания, что свидетельствует о низком уровне потенциального пло дородия лугово-лесных почв. Этим почвам свойственно и незначительное эффективное плодородие, они слабо обеспечены в пахотном горизонте подвижной формой азота, (16,61-NH4 и 6,20-NO3 мг/кг) фосфора (21,11мг/кг) калия (220,5мг/кг). Содержание питательных элементов в почве под томатами изменялось как в зависимости от доз и соотношения внесенных удобрений, так и по фазам развития растений.

Литература 1. Мовсумов З.Р., Азот в земледелии Азербайджана, Баку «Элм» 1978, 162 с.

2.Никитишен В.Н., Эколого-агрохимические основы сбалансированного применения удобрений в адаптивном зем леделии, М. «Наука» 2003, 183 c.

3. Мамедов Г.Ш., Основные принципы определения оценки плодородия почв в Азербайджане, // Изв. АН Аз.ССР сер. биол. наук № 3, Баку 1980, с. 49-52.

4. Мамедов Г.М., Влияние внесения NPK и Mn на плодородие лугово-лесных почв и урожайность томата в услови ях Куба-Хачмазской зоны Азер Оценка соответствия степени проявления почвенных признаков экологиче- байджана, //Агрохимия № 8, М.

ским потребностям сельскохозяйственных культур Лянкяранской области 2008, с. 29-33.

5. Бабаев М.П., Гасанов В.Г. и др., Культуры Современная классификация почв По сухому остатку Чая Винограда Зерновые Овощные Азербайджана, //Почвоведение №11, М. 2006, с. 1307-1314.

По степени засоления 6. Соколов А.В. и др., Агрохимиче 0,10 незасолённые 100 100 100 ские методы исследования почв, М, 0,10-0,250 очень слабо засо 60 80 90 90 Наука, 1975, 656 с.

лённые 0,25-0,50 слабо засолённые 50 80 80 УДК 581. 0,50-1,00 средне засолённые 20 60 60 ШКАЛЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ 1,00-2,00 сильно засолённые 20 40 40 ОЦЕНКИ ПОЧВ 2,00-3,00 очень сильно засо - 20 20 лённые ЛЯНКЯРАНСКОЙ ОБЛАСТИ 3,00 солончаки АЗЕРБАЙДЖАНА - - - По количеству водопрочных агрегатов С.З. Мамедова 80 100 100 100 Институт Почвоведения и Агро 70-80 100 100 100 химии Национальной Академии 60-70 90 90 90 Наук Азербайджана, г. Баку, 50-60 90 90 80 e-mail: aferin-gayibova@rambler.ru 40-50 80 70 60 Статья посвящена построе 30-40 70 60 50 нию шкалы экологической оценки 20-30 50 50 40 почв Лянкяранской области Азер 20 40 40 30 По плотности почвы байджана. Основой для построения такой шкалы послужили данные по 1,15 90 90 95 1,15-1,20 100 100 100 100 рельефу, геологии, почвообразую 1,20-1,25 100 100 100 90 щим породам, гидрогеологическим 1,25-1,30 100 100 100 80 условиям, исследованиям и описа 1,30-1,35 90 90 100 ниям почвенно-растительного по 1,35-1,40 80 85 90 крова, климатическим условиям и 1,40-1,45 65 70 85 так далее.

1,45-1,50 40 50 60 Вопрос построения шкалы 1,50 0 - 0 экологической оценки почв очень По высоте местности важен для влажных субтропиков 2400-3000 - - 30 Азербайджана. В связи с этим объ 2000-2400 - 30 50 ектом исследований стали почвы 1000-2000 20 40 80 под чайными, овощными, вино 500-1000 50 70 90 градными и зерновыми культура 200-500 80 90 100 ми в Лянкяранской области.

200 100 100 100 Для построения шкалы эко 1 2 3 4 логической оценки почв была ис По осадкам пользована предложенная И.И.

200 - 50 30 Кармановым и Л.Л. Шишовым (1) 200-300 20 90 80 комплексная агрохимическая ха 300-500 40 100 100 рактеристика почв, которая вклю 500-700 70 90 100 чает: а) характеристику агрономи 700-1200 100 70 90 1200 100 30 50 50 чески важных свойств (парамет По сумме температур выше 10оC ров) почв на фоне конкретных 2000 30 50 70 60 климатических условий и условий 2000-3000 60 80 95 рельефа;

б) развернутую оценку 3000-4000 95 95 100 плодородия почв;

в) рекомендации 4000-5000 100 100 95 по повышению плодородия почв, 5000 100 90 70 206   их наиболее эффективного рационального использования и охраны. Наряду с этим были использованы, пред ложенные Г.Ш. Мамедовым « Методические рекомендации по бонитировке почв виноградных и чайных куль тур Азерб. ССР» (2);

«Методические указания по проведению бонитировки почв в Азербайджане» (3).

Экологическая шкала почв характеризует условия их образования и пригодность почвенного покрова для тех или иных целей. При разработке приемов улучшения и рационального использования почв важно знать экологические условия, определяемые многими факторами: рельефом, климатом, гидрологией, растительно стью, хозяйственной деятельностью человека и т. д. В зависимости от целей исследований изучаются разные экологические факторы с неодинаковой степенью охвата хозяйственной деятельностью.


Разработанные экологические шкалы дают возможность представить условия жизни почвы в виде единой системы. При этом достигаются две цели: сравнительная характеристика условий образования каждой почвы и определение экологических условий почв в почвенной зоне. Для оценки экологических условий почв Лянкяран ской области Азербайджана такими критериями послужили высота и рельеф, осадки (увлажнение) и температура, содержание гумуса, азота, фосфора, сумма поглощенных оснований, степень эродированности, гранулометриче ский состав (0.001мм, 0.01мм, 0.25мм), степень засоления. Экологические факторы среды дают сравнитель ную оценку условий, основанную на объективных приемах. Пользуясь шкалами мы унифицируем почвенные по нятия экологических условий и с применением их по возможности исключается субъективность. Кроме того, при пользовании шкалами облегчается экологическая трактовка местообитания. В отличие от всех предшествующих работ, в предложенной нами системе параметры тех или иных почвенных свойств получили свою реальную оцен ку в соответствии с требованием растений (таблица 1). Таким образом, учитывая соответствие факторов среды и почвы потребностям растений, нами были определены экологические баллы нижеследующих почв: горно луговые остепненные -84;

горно-каштановые-79;

горно-лесные бурые типичные-77;

горно-лесные бурые,послелесные-82;

горно-лесные желтоземные-89;

желтоземно-псевдоподзолистые-96;

псевдоподзолистые желтоземно-глеевые-95;

горно-коричневые выщелоченные-92;

горно-коричневые типичные-90;

горно коричневые карбонатные-89;

коричневые уплотненные выщелоченные-91;

лугово-коричневые выщелоченные-90;

темно-серо-коричневые-85;

луговые-77;

лугово-болотные-81;

илисто-болотные-90;

перегнойно-болотные-95.

Применение экологических шкал на почвах Лянкяранской области дает хорошие результаты по установ лению эффективности удобрений на сельскохозяйственных угодьях. Эти шкалы дают возможность более пра вильно экстраполировать опытные данные на разные сельхозугодия.

Были построены шкалы экологической оценки почв чайных, овощных, виноградных и зерновых культур Лянкяранской области Азербайджана.

Основой для построения шкал экологической оценки почв были использованы следующие критерии:

высота и рельеф местности, осадки и температура, гранулометрический состав, степень засоления и т.д.

Полученные данные были сопоставлены со шкалой Стьюдента, что позволило взять эти показатели за критерии и составить основную шкалу по свойствам почв и по отдельным культурам.

Литература 1. Шишов Л.Л., Карманов И.И., Дурманов Д.Н. Критерии и модели плодородия почв., М., 1987, 184 с.

2. Методические указания по проведению бонитировки почв в Азербайджане, Баку, “Элм” 1973, 39 с.

3. Методические рекомендации по бонитировке почв виноградных и чайных культур в Азербайджанской ССР, Ба ку, “Элм” 1979, 41 с.

УДК 631. ПРЯМЫЕ И ОБРАТНЫЕ ЗАДАЧИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ТЕПЛА В ЗОНЕ АЭРАЦИИ ПОЧВЫ ПРИ ИНФИЛЬТРАЦИИ Ф.Д. Микайылoв Сельскохозяйственный факультет университета « Сельчук», кафедра почвоведения, 42075, Конья, Турция E-mail: farizm@selcuk.edu.tr Основными тепловыми и водными свойствами почвы являются коэффициенты теплопроводности, тем пературопроводности, теплоемкости, теплоусвояемости и cкорость фильтрации. Знание вышеперечисленных характеристик почвы может приблизить разрешение острой проблемы современности, как прогноз теплового и водного режимов почв и грунтов. От температуры существенно зависят скорости химических реакций, проте кающих в почве и корнях, передвижение влаги в почве и в растении, газообмен в почве, растворимость мине ральных солей и ряд других факторов.

Сущность метода анализа динамики температуры в зоне аэрации основана на том, что изменение темпе ратуры на дневной поверхности приводит к перераспределению температур и внутри почвы, причем на это оказывает влияние фильтрационный поток. Анализы наблюдений за температурой в зоне аэрации показывют, что в целом для года изменение температуры подчиняется синусоидальному закону. При распространении тем пературы на глубину участвует и кондуктивная, и конвективная компоненты [1, 4].

В связи с этим, цель исследований – установление точечных и среднеинтегральных зависимостей темпе ратуры зоны аэрации от режимообразующих факторов и времени наблюдения при изменении температуры на поверхности почвы по синсоидальному закону, и обоснование экспериментальных методов на основе этих ре шений, позволяющих определить коэффициент температуропроводности почвы при учете влияния инфильтра ции на изменение теплового поля.

Для учета влияния фильтрации на изменения теплового поля зоны аэрации почвы, связанные с изме нением температуры почвенной поверхности, рассмотрим одномерное нестационарное уравнение теплопе реноса:

  cm m = ( m x ) x ± c f f ( qx ) x (1) t Здесь температура почвы;

m коэффициент теплопроводности почвы;

cm удельная теплоем кость почвы;

m плотность почвы;

cv = m cm объемная теплоемкость почвы;

c f теплоемкость еди ницы массы воды;

f плотность воды;

qx = vx cкорость фильтрации;

vx средняя скорость движения воды в почвах, общая пористось почвы.

В настоящей работе рассматривается процесс изменения температуры в зоне аэрации почвы, который происходит под влиянием градиента температуры поверхности почвы и при инфильтрации. Тогда дифферен циальное уравнение (1.1) представим в виде:

= q*x (2) t xx где = m / cv коэффициент температуропроводности почвы;

q = c f f q / cm m эффективная ско * рость фильтрации.

При выведении уравнения (2) принимаются следующие допущения. Почва рассматривается как (полу бесконечная или конечная) однородная изотропная пористая среда с неподвижным скелетом. Начальная влаж ность предполагается постоянной по глубине и такой низкой, что соответствующая ей гидравлическая прово димость по существу равна нулю. Воздух в почве рассматривается как непрерывная фаза, находящаяся при ат мосферном давлении. Чтобы гидравлическую проводимость и капиллярное давление рассматривать как одно значные функции влажности почвы, предполагается, что влагосодержание в любой точке остается постоянным.

Вертикальная cкорость инфильтрации предполагается постоянной по глубине [2, 5].

Для анализа часто используемых в практике упрощений в модели и оценки влияния краевых (началь ных и граничных) условий, отдельных членов и коэффициентов модели теплопереноса при инфильтрации, размеров области почвы на процесс переноса тепла при инфильтрации целесообразно рассматривать задачу для полуограниченной толщи почвы. Определим ( x, t ), удовлетворяющую уравнению (2) и следующим краевым условиям:

( ) m ( x, 0 ) = 0, ( 0, t ) = 0 + j cos j t + j = 0 + (t ), (, t ) = 0 (3) j = Здесь 0 средне суточная (или годовая) температура деятельной поверхности почвы;

j амплиту ды колебаний температуры деятельной поверхности почвы;

m число гармоники;

= 2 / 0 круговая су точная (или годовая) частота;

0 период (длина) волны, выраженный в сутках или в годах;

j сдвиги фа зы.

Решение задачи (2)-(3) в безразмерных переменных имеет вид:

( y, ) = 0 + j e 1 j cos ( j d2 j + j ) m d y (4) j = ) ( 1 + j4 j2 + 1 + j4 + 2 j, s2 j = j2 + 1 + j ( i = 1, 2 ), s1 j = j2 + где dij = b j / sij (5) y = x / L, = t / L2, = L2 /, b j = L j / 2, j = q* / 2 j (6) Если инфильтрация отсутствует ( q 0 0, d1 b ), то при m = 1 решение (4) совпадает с из вестной зависимостью ( y, ) = 0 + a eby cos ( + by ) (7) описывающей распространение гармонических колебаний как в твердем теле, так и в почве при кондуктивном теплопереносе [3, 5-10 и др. ].

Важным является использование средней температуры почвы мощностью [0,L], поскольку, средне профильная температура варьирует в меньшей степени, чем температуры на определенной глубине [6] и её удобнее использовать при определении () на основе экспериментов в полевых и лабораторных условиях.

Проинтегрируем решение (4) для случая m = 1 в промежутке [0,1] и получим среднеинтегральное решение в виде ( ) = 0 + a ( d1, d 2 ) cos + ( d1, d 2 ) € (8) где a ( d1, d 2 ) и ( d1, d 2 ) соответственно определены через:

€ d 2 e d1 d1 sin ( d 2 ) + d 2 cos ( d 2 ) ch ( d ) cos ( d ), = arctan a = a 2 1 € (9) ( d1 + d 2 ) e d1 + e d 2 sin ( d 2 ) d1 cos ( d 2 ) d d 2 Рассмотрим методику определения коэффициента зоны аэрации почвы, в результате влияния темпе ратуры поверхности и инфильтрационного потока.

«Послойный» метод определения коэффициента. Этот метод основан на использовании первого закона Фурье, описывающего затухание амплитуды колебаний температуры почвы с глубиной. Используя (4) 208   при m = 1 и учитывая выражение для параметра d11, и произведя несложные преобразования, получим фор мулу для определения коэффициента в следующем виде:

( ) = ( yi +1 yi ) / 0 q* ln a ( yi ) / a ( yi +1 ) (10) ) ( + 1 + 4 2 + 1 + 4 + 2 / 2 где M() выражена через: ( ) = (11) Составлен график зависимости функции M(), вычисленной соответственно по формуле (11) для вели * чин, равных 0.01,0.02,..., 0,5. Зная значение эффективной скорости инфильтрации q, безразмерные глубины установки термометров yi и yi +1 и амплитуды колебания температуры почвы на этих глубинах ( yi ) = max ( yi ) min ( yi ), ( yi +1 ) = max ( yi +1 ) min ( yi +1 ), по формуле (10) следует найти значение M(). Далее, используя график, составленный по (11), следует найти величину параметра. Используя выра жение для в (6) и учитывая, что для инфильтационных вод Cvf = 1, рассчитываем коэффициент к по сле дующей формуле:

= 0 ( q / Cv ) / (12) «Точечный» метод определения коэффициента. Используя решения (8) с (9), выведена форму ла для определения для произвольного безразмерного периода времени 0 и глубины y. Для этого не обходимо знать распределение температуры в почвенном слое [0, L] для четырех моментов времени. Ис пользуя решение (3), сначала для произвольной глубины у и времени ti=i0/4 записываются четыре урав нения:

( y, ti ) = 0 + a ( y, d1 ) cos i / 2 + ( y, d 2 ), ( i = 1, 2,3, 4 ) (13) Далее, после несложных преобразований в этих уравнениях, окончательно получим формулу для опре деления коэффициента в следующем виде:

{ } ( y, ) = 0 q* L1 ln 4 a / ( y, t3 ) ( y, t1 ) + ( y, t4 ) ( y, t2 ) 2 (14) ) ( где Р(у,) выражена через: ( y, ) = 2 2 y / 2 + 1 + 4 2 + 1 + 4 + 2 (15) Здесь T(y,ti) значения температуры почв на безразмерной глубине y=x/L в момент времени ti=i0/ (i=1,2,3,4). Составлен график зависимости функции Р(у,), вычисленной по формуле (15), от для величин у, равных 0.1, 0.2,..., 1.0.

Для определения необходимо заранее знать распределение температуры T(y*,ti), (i=1,2,3,4) почвенно го слоя [0,L] на произвольной глубине y*=x/L для четырех моментов времени: ti=i 0/4. Например, если 0= часа, то t = 6, 12, 18 и 24 часа.

Далее следует вычислить по формуле (14) значения Р(у*,) и, используя график, составленный по (15), найти величину параметра, откуда находится значение коэффициента температуропроводности по формуле (12).

Литература 1. Барон В.А. О возможности оценки инфильтрационного питания грунтовых вод по наблюдениям за температурой зоны аэрации. В сб.: Теория и практика борьбы с засолением орошаемых земель. М.: Колос. 1971. С. 178-185.

2. Бондаренко Н.Ф. Физические основы мелиораций почв. Л.: Колос. 1975. 258 с.

3. Воронин А.Д. Основы физики почв. М.: Изд-во МГУ. 1986. 244 с.

4. Демежко Д.Ю., и др. О совместном влиянии фильтрации подземных вод и палеоклимата на тепловое поле верх ней части земной коры//Уральский геофизический вестник. 2006. № 9. С. 16-26.

5. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука. 1964. 487 с.

6. Микайылов Ф.Д, Шеин Е.В. Теоретические основы экспериментальных методов определения температуропро водности почв//Почвоведение. 2010. № 5. С. 597-605.

7. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнение Математической Физики. М.: Наука. 1966. 724 с.

8. Шеин Е.В., и др. Теории и методы физики почв. М.: Гриф и К. 2007. 616 с.

9. Juri W.A., Gardner W.R., Gardner W.H. Soil Physics. New York. 1991. 328 p.

10.Horton R.Jr. Determination and use of soil thermal properties near the soil surface. New Mexico State University. 1982. 151 p.

УДК: 502.654.

ВЛИЯНИЕ ПОЧВЕННОЙ РАЗНОВИДНОСТИ И РЕЛЬЕФА МЕСТНОСТИ НА ВИДОВОЙ СОСТАВ И БИОРАЗНООБРАЗИЕ ПОЧВЕННОЙ МЕЗОФАУНЫ НА ТЕХНОГЕННО – ПРЕОБРАЗОВАННЫХ ЗЕМЛЯХ В.В. Минкин, А.Д. Пилипенко Приднестровский государственный университет им.Т.Г.Шевченко, г.Тирасполь, E – mail: kanz@spsu.ru;

gos_universitet@mail.ru Почва как компонент биосферы оказывает большое влияние на населяющую ее биоту, в том числе на различных почвенных беспозвоночных (мезофауну). При этом преимущественное значение имеет классифика ционная принадлежность почвы, ее структурно – агрегатный состав, а также рельеф местности.

  Табл. 1. Эколого – почвенная характеристика техногенно – преобразованных территорий в 2009 г.

Время Общая характеристика почвы Плотность Вид био- Видовой состав ме отбора популяции, Морфологические призна топа зофауны почва пробы ос./кв.м ки 1.Муравей дерновый Комковато –зернистая, уп 5Т.К.Б.

2.Кивсяк серый Чернозем обыкно- Водораз- лотненная, суглинистая, 3. Червь дождевой венный суглинистый дел свежая 4. Стафилин черный Чернозем обыкно Порошисто-комковатая, 1.Муравей дерновый 5Т.К.Б.

Июнь венный т/с, техно уплотненная, тяжелосугли- 2. Куколка озимой Аллювий генно нистая, влажная совки т/с преобразованный Чернозем глинистый 5Т.К.Б.

Бесструктурная, глинистая, Аллювий техногенно – 1.Муравей дерновый свежая.

глинистый преобразованный 1.Муравей дерновый Комковато –зернистая уп 5Т.К.Б.

Чернозем обыкно- 2.Личинка жука – Водораз- лотненная, суглинистая, щелкуна венный суглинистый дел увлажненная 3.Стафилин черный Чернозем обыкно Порошисто-комковатая, 5Т.К.Б.

Июль венный т/с, техно Аллювий уплотненная, тяжелосугли- 1.Муравей дерновый генно – преобразо т/с нистая, свежая.

ваннный Чернозем глини 5Т.К.Б.

Бесструктурная, глиистая, 1.Муравей дерновый Аллювий стый, техногенно– потрескавшаяся, сухая глинистый преобразованный 1.Жужелица красно Комковато-зернистая, уп 5Т.К.Б.

ногая Чернозем обыкно Водораз- лотненная, суглинистая, 2. Муравей дерновый венный суглинистый дел влажная 3. Куколка совки 1.Муравей дерновый 2.Личинка мягкотел- Чернозем обыкно Август ки 5Т.К.Б.

венный т/с, техно- Порошисто-комковатая, Аллювий 3.Жужелица генно–преобразо- тяжелосуглинистая, свежая т/с 4.Многоножка-бр-ц ванный 5.Личинка майского жука Чернозем глини- 1.Муравей дерновый 5Т.К.Б. Бесструктурная, глинистая, Аллювий стый, техногенно– 2.Жужелица свежая глинистый преобразованный 3.Многоножка Комковато-зернистая, уп 5Т.К.Б.

Чернозем обыкно- 1.Жужелица Водораз- лотненная, суглинистая венный суглинистый 2.Муравей дел влажная Чернозем обыкно- Порошисто-комковатая, 5Т.К.Б. 1.Муравей Сен Аллювий венный техногенно– уплотненная, т/с, увлаж- 2.Многоножка тябрь т/с преобразованный ненная 3.Личинка мягкотелки Чернозем глинистый 1.Муравей дерновый 5Т.К.Б.

Бесструктурная, иловато Аллювий техногенно– 2.Жужелица красно- глинистая, свежая преобразованный ногая глинистый Видовой состав и плотность популяции мезофауны определя Табл. 2. Сравнительный анализ видового разнообразия почвенных бес позвоночных в различных биотопах по сезонам в 2009 г. лись по методу академика М.С.Гилярова (Гиляров, 1975). Оп Индексы видового разнообразия по Симпсону в за- ределение разновидности почв про висимости от биотопа водили по «Классификации..»

Время отбора про- (1977), структурно – агре 5Т.К.Б.Аллюв 5Т.К.Б.Водо- 5Т.К.Б.Аллювий бы и вид биотопа ий глинистый. гатный состав – методом «сухого»

раздел. т/с. Понижение Понижение агрегатного анализа по Суглинок рельефа- 23 м рельефа - 25 м Н.И.Саввинову (Практикум..,1986).

Июнь 1,85 1,04 Исследования проводились в пери Июль 1,55 0 од вегетации травяного покрова (с Август 1,80 1,55 2, июня по сентябрь). Отбор пробы Сентябрь 2,0 1,72 1, проводился один раз в месяц. В ка 210   честве экспериментальных площадок были взяты техногенно – преобразованные территории Колкотовой Балки (КБ) 5– ой надпойменной террасы р.Днестр в окрестностях г.Тирасполя (Приднестровье):

Выделено три вида биотопов :

1. 5 терраса (Т.) К.Б. Водораздел. Почва суглинистая.

2. 5Т.К.Б. Понижение - 23м. Техногенно-преобразованный участок, аллювий тяжелосуглинистый (т/с), крутизна склона 60°.

3. 5Т.К.Б. Понижение -25м. Техногенно – преобразованный участок, аллювий иловатых глин.

Полученные результаты представлены в таблицах 1 и 2. Из табл. 1 видно, что видовой состав почвенных беспозвоночных сильно обедняется в ряду : 5Т.К.Б.Водораздел 5Т.К.Б.Аллювий т/с 5Т.К.Б. Аллювий илова тых глин. В этом же ряду ухудшается структура и гранулометрический состав почвы.

В июле в связи с увеличением температуры воздуха и уменьшением его влажности, количество видов беспозвоночных уменьшается во всех биотопах. В августе и в сентябре количество видов беспозвоночных вновь увеличивается, что можно связать с прошедшими дождями и увеличением влажности почвы.

Из табл. 2 следует, что видовое разнообразие почвенных беспозвоночных, оцененное индексом Симпсо на (J sps) в июне закономерно уменьшается в ряду : 5Т.К.Б.Водораздел 5Т.К.Б. Аллювий т/с 5Т.К.Б.Аллю вий иловатых глин. В июле индекс Симпсона во всех биотопах еще более уменьшается в связи с уменьшением влажности почвы, а в августе – сентябре вновь увеличивается в связи с увеличением ее влажности.

Из табл. 1 и 2 видно, что в биотопе 5Т.К.Б.Водораздел с увеличением крутизны склона значительно уменьшается количество видов мезофауны и их видовое разнообразие. Эта зависимость сохраняется и по сезо нам, кроме августа и сентября. Это можно объяснить тем, что в связи с ограничением рельефа местности силь но замедляется круговорот веществ в данной экосистеме, а также ухудшается структурность почвы в связи с отсутствием организмов – сапрофагов.

В августе – сентябре, с приходом дождей изменяются абиотические условия. Потоки воды задерживают ся на склоне, почва увлажняется и видовое разнообразие почвенных беспозвоночных увеличивается.

Нулевой индекс Симпсона в июне и июле на участке 5Т.К.Б.Аллювий иловатых глин связан с тем, что такая почва при высокой температуре воздуха твердеет и становится непригодной для обитания поч венных беспозвоночных ( в ней остаются только муравьи, наиболее приспособленные к засушливому пе риоду года).

Выводы 1. Наблюдается тесная связь между почвенной разновидностью на техногенно – преобразованных зем лях и видовым составом почвенных беспозвоночных : каждую разновидность почвы заселяет специфический комплекс беспозвоночных.

2. С ухудшением структуры и гранулометрического состава почвы и уменьшением ее влажности сильно обедняется видовой состав урбанозооценоза.

3. Видовое разнообразие почвенных беспозвоночных, оцененное индексом Симпсона, уменьшается с изменением рельефа местности (увеличением крутизны склона) и ухудшением структурности почвы.

Литература Гиляров М.С. Зоологический метод диагностики почв. М.: Наука.1975.276 с.

Демченко Е.М. Беспозвоночные в почвах Молдавии. Современное состояние, связь с почвенным функционирова нием, пути восстановления. Материалы 4 – го съезда Докучаевского общества почвоведов. Новосибирск: Наука – центр. 2004, с.709.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 9 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.