ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.09.2020
Просмотров: 5862
Скачиваний: 9
Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)
230
№4. – С.139 –141.
2. Напрасникова Е.В. Уреазная активность и рН как показатели экологического состояния почв городов
Восточной Сибири // Почвоведение. – 2005. - № 11. – С. 1345-1352.
3. Коломыц Э.Г., Розенберг Г.С., Глебова О.В. и др. Природный комплекс большого города:
Ландшафтно-экологический анализ. М.: Наука; МАИК, 2000. 286 с.
УДК 551:56
НОВЫЙ ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ТИП ИСКОПАЕМЫХ ПОЧВ ИЗ ВЕРХНЕГО ДЕВОНА
ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ
С.В. Наугольных
Геологический институт РАН, Москва, e-mail: naugolnykh@rambler.ru
Как это широко известно, палеопочвы часто являются безальтернативным источником информации
о том времени, когда в данном регионе осадконакопление не происходило, и только характер педогенных
преобразований ранее накопившихся осадков или материнских горных пород дает возможность составить
представление о палеогеографических и климатических событиях, происходивших в течение формирования
палеопочвенных профилей.
Ископаемые почвы встречены в отложениях самого разного возраста, от докембрийских до голоценовых,
практически на всех континентах.
В пределах Европейской части России докайнозойские палеопочвы встречаются довольно широко.
В последние годы появилось несколько работ, посвященных результатам исследования палеопочвенных
профилей позднепермского и раннетриасового возраста [1, 2]. Однако палеопочвенные профили различной
степени зрелости и относящиеся к различным генетическим типам известны, с одной стороны, из значительно
более древних отложений, и, с другой стороны, из более молодых отложений, например, юрских и меловых [3].
Автором было проведено предварительное изучение палеопочвенных профилей, обнаруженных в
верхнедевонских (франкских) отложениях, обнажающихся по северо-восточному берегу Онежского озера в
пределах разреза Андомская (Андома) гора (Вологодская область). Обнаружено три палеопочвенных профиля,
относящихся к одному морфологическому типу. Краткая характеристика палеопочвенного профиля выглядит
следующим образом (при описании сверху вниз):
Перекрывающая порода: пески желтовато-охристые, иногда с оранжевыми пятнами, среднеслоистые,
с отчетливой косой слоистостью, среднезернистые, полимиктовые. В толще песка встречаются аллохтонные
остатки минерализованной древесины прогимноспермов (археоптеридофитов)
Callixylon trifilievii
Zalessky
[4], до 30 см в диаметре и иногда более полуметра длиной.
Палеопочва (20-30 см): генетический горизонт А (гумусированный) отсутствует; генетический горизонт
В сложен комковатым алевролитом с микропризматической структурой. Основной цвет алевролита буровато-
рыжий, с отчетливыми сизыми и палевыми пятнами, связанными с процессами оглеения и захватывающими
весь объем горизонта В, но неравномерно, с большей интенсивностью оглеения в верхней части палеопочвы.
Встречаются редкие мелкие глинисто-карбонатные педонодули неправильно-округлой формы, размером до
1 см в диаметре. В толще палеопочвы обнаружены вертикальные и наклонные ходы, предположительно,
принадлежавшие почвенной инфауне. Ходы заполнены тонкозернистым алевропелитом яркого б
o
рдового
цвета. По краям ходы окружены неравномерно развитой каймой оглеения сизого цвета.
Подстилающий слой: элювиально-почвенный горизонт С, мощностью до 2-3 см, сложен рыжим
алевролитом с многочисленными карбонатно-глинистыми педонодулями с неровной кавернозной
поверхностью, с длиной по максимальному измерению до 4 см.
Вмещающая порода: горизонт D, пески желтоватые, с охристыми и рыжеватыми пятнами, с отчетливой
косой слоистостью, среднезернистые, полимиктовые.
Наиболее близки обнаруженным девонским палеопочвам современные железистые и хромиковые
камбисоли, встречающиеся в зимне-влажных субтропиках.
Высока вероятность обнаружения палеопочв более высоких степеней зрелости в девонских отложениях в
Ленинградской, Новгородской, Воронежской и Орловской областях. Здесь, помимо относительно мелководных
морских, лагунных и аллювиальных отложений, присутствуют и разнообразные континентальные фации,
в том числе, с макроостатками наземных растений. Поиск палеопочвенных горизонтов в этих отложениях
представляется весьма перспективным.
Литература
1. Иноземцев С.А., Таргульян В.О. Верхнепермские и нижнетриасовые палеопочвы Русской плиты:
подходы к диагностике и генетическому анализу // Палеонтология и стратиграфия перми и триаса
Северной Евразии. Москва: Палеонтологический ин-т РАН. 2002. С. 48-49.
2. Наугольных С.В., Иноземцев С.А., Якименко Е.Ю. Сравнительный анализ типов палеопочв из
пермских и триасовых отложений Русской плиты и Приуралья // Палеонтология и стратиграфия
перми и триаса Северной Евразии. Москва: Палеонтологический ин-т РАН. 2002. С. 75-76.
3. Наугольных С.В. На поиски меловых палеопочв // Природа. 1910. № 4. С. 43-48.
4. Snigirevskaya N.S., Snigirevsky S.M. New locality of
Callixylon
(Archaeopteridaceae) in the Late
Devonian of Andoma Mountain (Vologda Region, north-west Russia) and its importance for the
reconstruction of archaepterids distribution // Acta Palaeobotanica. 2001. Vol. 41(2). P. 97-105.
Доклады Всероссийской научной конференции
231
УДК 911.3:63 (81)
КАРТОГРАФИРОВАНИЕ БАЛАНСА КАЛИЯ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ СИСТЕМАХ
БРАЗИЛИИ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ВНЕСЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
А.С. Наумов
МГУ имени М.В.Ломоносова, Москва, e-mail: alnaumov@mail.ru
Адаптивно-ландшафтный подход открывает большие перспективы для решения таких практических задач
в сельском хозяйстве, как мониторинг содержания питательных веществ в почве, оценка и прогноз эффективности
использования удобрений, определение оптимальных доз, сроков и способов их внесения. Реализация
этого подхода, на наш взгляд, должна основываться на использовании ГИС-технологий для комплексного
картографирования природных и социально-экономических параметров сельскохозяйственных систем.
Примером могут служить результаты реализации в 2001–2011 гг. исследовательского проекта
«Удобряй Базилию» (Aduba Brasil) по картографированию баланса калия в сельскохозяйственных системах
Бразилии. Проект реализовывался в рамках совместной научной программы Международного института
калия (
International
Potash Institute) и Национального центра изучения почв Бразильской корпорации
сельскохозяйственных исследований (
EMBRAPA
Solos).
Для Бразилии, где, по данным ФАО, общая площадь сельскохозяйственных угодий составляет около 260 млн
га, а площадь пашни и земель под «нулевой обработкой» – 60 млн га, характерны большие региональные контрасты
в уровне внесения минеральных удобрений. Эти контрасты обусловлены как природными, так и социально-
экономическими факторами. По данным Сельскохозяйственной переписи 1995/96 г., доля хозяйств, в которых
регулярно вносились научно рекомендованные дозы минеральных удобрений, составляла всего 40% от общего числа,
а в наименее развитом в социально-экономическом отношении Северо-восточном районе страны – менее 25% [1].
На первых стадиях реализации проекта в 2004 и 2007 гг. производилась оценка баланса калия в
сельскохозяйственных системах по штатам и муниципалитетам страны. Для картографирования содержания
калия в почве использовались данные 3 тыс. почвенных разрезов, имевшиеся в Embrapa Solos. Работа по
созданию соответствующего слоя ГИС оказалась технически сложной из-за трудоёмкости привязки данных к
почвенным и ландшафтным контурам и к сетке административного деления [2].
Объем выноса калия с урожаем сельскохозяйственных культур рассчитывался на основе статистических
данных о валовом сборе 16 сельскохозяйственных культур (сои, кукурузы, сахарного тростника, кофе, какао,
апельсинов, и т.д.), а также эвкалипта с учетом средней величины для 1 т продукции.
Как оказалось, высоким объемом выноса калия отличается относительно небольшая часть из 5,5
тыс. муниципалитетов Бразилии, где концентрируется товарное земледелие, в основном, экспортной
направленности (рис. 1). Это ареалы производства сахарного тростника и апельсинов в штате Сан-Паулу, сои и
кукурузы в недавно освоенных штатах Центрально-западного района (Мату-Гросу, Мату-Гросу-ду-Сул, Гояс)
и в староосвоенных штатах Юга (Парана), а также очаги тропического плодоводства в Северо-восточном
районе (Петролина-Жуазейро на р. Сан-Франсиско и у побережья океана).
Оценка внесения калия в почву проводилась на уровне штатов Бразилии по данным Национальной
ассоциации продавцов минеральных удобрений (ANDA). Этот слой ГИС оказался наименее точным, в силу
специфики исходных данных.
На последующих стадиях реализации проекта в качестве полигона для более детального изучения
географических особенностей баланса калия в почвах был выбран один из главных сельскохозяйственных
районов Бразилии, расположенный на юго-западе штата Гояс. Он находится в ландшафтной зоне саванн-
серрадо и специализируется на производстве сои, кукурузы, хлопка, сахарного тростника, а также на мясном
скотоводстве (включая откорм), свиноводстве и птицеводстве.
В серрадо преобладают красные ферраллитные почвы (ферральсоли по классификации ФАО, латоссоли
по бразильской национальной классификации) с низким содержанием питательных веществ, что ограничивает
их сельскохозяйственное использование [4]. В конце ХХ в. началась масштабная сельскохозяйственная
колонизация серрадо, ставшая возможной благодаря внесению высоких доз минеральных удобрений.
Первоначально осваивались наиболее плодородные территории; к настоящему времени земледельческая
колонизация охватила маргинальные районы серрадо с бедными почвами. Всего в серрадо было освоено
под земледелие около 17 млн га, а к настоящему времени рубеж земледельческого освоения подступил к
окраинам этой ландшафтной области на стыке с влажными тропическими лесами Амазонии и семиаридными
внутренними районами Северо-Восточного района Бразилии [5].
Почвы на юго-западе штата Гояс характеризуются значительными различиями в уровне обеспеченности
калием: от 15 до 240 мг/кг в пахотном горизонте. Для оценки содержания калия в почве использовались
результаты обследований, проводившихся в хозяйствах членов сельскохозяйственного кооператива
COMIGO. Экстраполяция этих данных на ландшафтные контуры позволила уточнить данные об основных
характеристиках почв, включая содержание калия, для всей исследуемой территории. Данные о внесении
минеральных удобрений и об урожае основных сельскохозяйственных культур были получены у фермеров в
ходе опросов (в 2006 г. опрошено более 500 человек) и выборочного обследования хозяйств.
В результате получена серия карт, позволяющая оценить баланс калия в сельскохозяйственных системах,
выявить территории, нуждающиеся в увеличении доз внесения калийных удобрений, а также территории, где
вносятся избыточные дозы удобрений, что существенно снижает эффективность земледелия и может привести
к негативным экологическим последствиям (рис. 2).
Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)
232
Рис. 1. Вынос калия с урожаем товарных культур в муниципалитетах Бразилии [3] (значения в легенде
соответствуют суммарным объемам выноса калия (т) по муниципалитетам в 2003 г.).
Удорожание минеральных удобрений ведет к росту производственных издержек, зачастую сводя
к нулю рентабельность земледелия в серрадо. Поэтому результаты проекта востребованы фермерами,
вынужденными тратить на минеральные удобрения, в том числе, калийные, до 1/3 выручки от реализации
урожая. Размещенные в сети интернет сведения о балансе калия позволяют уточнить величину доз внесения
калийных удобрений в зависимости от местоположения хозяйств, что обеспечивает существенную экономию
расходов. Очевидно, что должен быть изменен традиционный подход, при котором большинство фермеров на
территории площадью более 100 тыс. км
2
использовали в качестве основного удобрения тукосмесь 2-20-18 и
вносили ее в одинаковых дозах.
Рис.2. Баланс калия в сельскохозяйственных системах юго-запада штата Гояс, Бразилия [6] (кг/га, в
среднем за 2003–2006 гг.).
В настоящее время начато создание более детальной ГИС на основе обработки спутниковых снимков
LANDSAT, что позволит понизить её таксономический уровень до ландшафтных контуров и участков
землепользования (полей). Разработчики также ожидают, что дополнение ГИС данными о режиме осадков и о
календарном цикле производства основных сельскохозяйственных культур позволит выработать привязанные
к местности рекомендации по оптимизации сроков внесения минеральных удобрений.
Как показали первые результаты проекта «Удобряй Бразилию», использование ГИС-технологий для
выработки рекомендаций по дифференцированному внесению удобрений представляется интересной, но
Доклады Всероссийской научной конференции
233
непростой научной задачей. Особую сложность представляет сведение воедино физико-географических
характеристик территории и данных сельскохозяйственной статистики.
Публикация результатов проекта в Бразилии привлекла внимание в ходе дискуссии о необходимости
развертывания федеральной программы по эффективности использования минеральных удобрений, в ходе
которой предполагается продолжить разработку подобных ГИС.
Литература
1. Naumov A. Land Use in Brazil: Major Contemporary Changes and Their Driving Forces. – In:
Understanding Land-Use and Land-Cover Change in Global and Regional Context. Enfield, USA;
Plymouth, UK: Science Publishers, Inc. 2005. P. 215.
2. Prado R.B., Benites V.M., Machado P.L.O.A., Polidoro J.C., Dart R.O. and A. Naumov. Mapping potassium
availability from limited soil profile data in Brazil. – In: Digital Soil Mapping with Limited Data. Springer
Science+Business Media. 2008. P. 91–101.
3. Oliveira R.P., Machado P.L.O.A., Bernardi A.C de C., and A. Naumov. Considerações sobre o uso de solo e
regionalização do balanço de potássio na agricultura brasileira. In: Potássio na agricultura brasileira. Anais
do Simpósio “Potássio na agricultura brasileira”. Piracicaba: POTAFOS. 2005. P. 119–164.
4. Глазовская М.А. Почвы зарубежных стран. География и сельскохозяйственное использование. М.:
Мысль. 1975. C. 312.
5. Наумов А.С. Пространственные сценарии развития мирового сельского хозяйства: современная
земледельческая колонизация в Южной Америке. – География мирового развития. Выпуск 2:
Сборник научных трудов. М: Товарищество научных изданий КМК. 2010. С. 414–417.
6. Naumov A., Prado R.B. Mapping spatial and temporal potassium balances in Brazilian soils of south-west
Goias.
Electronic International Fertilizer Correspondent
. No. 15, March 2008. P. 5–11. – http://www.
ipipotash.org/en/eifc/2008/15/3.
УДК 631.412
ПОЧВЕННО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИЙ
ПОД ПЛОДОВЫМИ НАСАЖДЕНИЯМИ
В.Д. Наумов, Л.М. Наумова
Российский государственный аграрный университет-МСХА имени К.А.Тимирязева, Москва,
e-mail:naumovsol@timacad.ru
В связи с функциональными заболеваниями плодовых культур изучали содержание валовых форм
микроэлементов в черноземах обыкновенных, типичных, лугово-каштановых и лугово-черноземных почв
на участках под больными и здоровыми растениями. В Запорожской области исследовались черноземы
обыкновенные. Почвообразующими породами являются древнеаллювиальные отложения легко- и
среднесуглинистого гранулометрического состава.
Количество валового цинка в них варьирует от 28,6 до 98,1 мг/кг почва (среднее содержание 56,0 мг/
кг), валовой меди от 4,8 до 15,7 мг/кг (9,9 мг/кг) и валового марганца от 231,6 до 456,5 мг/кг (293,6 мг/кг).
Полученные данные показывают, что древнеаллювиальные отложения Запорожской области характеризуются
сравнительно высоким содержанием валовых микроэлементов и по этому показателю они приближаются к
лёссовидным суглинкам.
Валовое содержание меди и марганца в черноземах обыкновенных в 2 раза ниже эталонного, а
цинка - близко к нему. Характер распределения валовых микроэлементов по профилю исследуемых почв
неодинаков, в почвах под здоровыми растениями для цинка наблюдается два максимума: в пахотном
горизонте и горизонтах Вк и Ск. В почвах под больными яблонями отчетливо выражен лишь один максимум,
приуроченный к средней части профиля. Более равномерно по профилю почв распределяется валовая медь,
лишь в пахотном горизонте почв под больными растениями её количество почти в два раза выше. Сравнение
содержания валовых микроэлементов в верхнем горизонте почв с содержанием их в почвообразующей породе,
показало, что по цинку отмечается слабая положительная связь (r =+0,10), по меди - слабая отрицательная (r
=-0,17), по марганцу - существенная при 5% уровне значимости положительная связь (r =+0,78). Верхние
горизонты почв под садами обогащены валовым цинком, более чем в два раза - валовой медью, по сравнению
с почвообразующей породой.
В степной зоне Крыма исследовались сады, расположенные в долине реки Биюк-Кapacyг. Почвенный
покров представлен лугово-каштановыми почвами, которые формируются на аллювиальных тяжелых
суглинках и легких глинах. Количество валового цинка в почвообразующих породах колеблется от 66,9
до 111,7 мг/кг (среднее содержание 90,8 мг/кг), валовой меди от 15,0 до 27,1 мг/кг (21,5 мг/кг) и валового
марганца от 424,8 до 599,6 мг/кг (600,0 мг/кг). Тяжелые по гранулометрическому составу аллювиальные
почвообразующие породы характеризуются высоким содержанием валовых форм цинка, меди и марганца.
Количество этих элементов в полтора-два раза выше по сравнению с древнеаллювиальными отложениями
Запорожской области. Характер распределения валовых микроэлементов цинка и меди по профилю лугово-
каштановых почв свидетельствует о максимальном их накоплении в верхних гумусовых горизонтах, вниз
по профилю их количество снижается, для валового марганца отмечается два максимума: один в верхних
гумусовых горизонтах, другой - в почвообразующей породе. Сравнение валового содержания микроэлементов
в исследуемых почвах с эталонным показывает, что количество валового цинка в лугово-каштановых почвах
Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)
234
Крыма в 2 раза, а валовой меди в 3 раза выше, валового марганца - близко к нему. Кларк концентрации
цинка и меди в лугово-каштановых почвах Крыма показывает устойчивое их накопление, максимум
которого проявляется в верхней части профиля, он выше в почвах под здоровыми яблонями, по сравнению с
пораженными деревьями. Наибольший коэффициент дифференциации выявлен у меди, что свидетельствует о
биогенном и техногенном накоплении этого элемента, сильной степенью изменения содержания по профилю
исследуемых почв характеризуется цинк, у марганца изменение отсутствует или выражено очень слабо. В
процессе длительного сельскохозяйственного использования территории, почвы претерпевают существенное
изменение, которое охватывает, прежде всего, верхний метровый слой почвы. Техногенное воздействие
оказывает влияние на количественное содержание и характер распределения по профилю таких элементов как
цинк и медь. Расчет корреляционной связи между содержанием микроэлементов в верхнем горизонте почв и
почвообразующей породе показал высокую положительную корреляцию по цинку (r =+0,66), слабую по меди
(r =+0,24) и по марганцу (r =+0,39).
В Предгорной части Крыма исследовали сады, растущие на лугово-чернозёмных карбонатных
суглинистых почвах. Почвообразующие породы представлены древнеаллювиальными песчаными и
суглинистыми карбонатными отложениями. Их особенностью является более высокое содержание в них
цинка и меди, среднее содержание валового цинка составляет 90,0 мг/кг, меди - 65,0 мг/кг, марганца – 520
мг/кг. Содержание цинка в пахотных горизонтах колеблется от 94,0 до 101 мг/кг, что выше его кларкового
значения; близко к этим величинам его содержание в плантажных горизонтах. Лугово-черноземные
почвы характеризуются очень высоким содержанием меди. В пахотных горизонтах исследуемых почв
её количество колеблется от 156 до 171 мг/кг, ещё выше содержание меди в плантажном горизонте от
158 до 244 мг/кг, то есть в верхних горизонтах содержание меди превышает ее пороговое значение в
2-2,5 раза и в 8-10 раз выше кларкового содержания. Такой характер накопления меди, связан не только
с биогенным накоплением элемента, но и с техногенным загрязнением. Максимальная величина
кларка концентрации установлена для меди (7-11). Коэффициент дифференциации по профилю почв
значительно колеблется. Наиболее сильные изменения его по профилю почв выявлены под здоровыми
яблонями. Это ещё раз подтверждает вывод о том, что в почвах под многолетними насаждениями, после
проведения планировки, плантажной вспашке, складываются свои особенности почвообразования,
которые не только отражаются в строении профиля почв, но и проявляются в режимах и свойствах,
в специфике протекающих процессов аккумуляции и миграции химических элементов. Характерной
особенностью Кд в лугово-черноземных почвах является отсутствие накопления элементов в верхней
части профиля почвы, которая, за исключением меди, обеднена большинством элементов по сравнению
с почвообразующей породой.
В Молдове обследованы сады, растущие на чернозёмах обыкновенных карбонатных малогумусных
среднемощных среднесуглинистых, подстилаемых лёссовидными карбонатными суглинками и
виноградники на чернозёмах типичных среднесуглинистых на лёссовидном суглинке. Почвообразующие
породы имеют близкое к кларку содержание валового цинка, бедны медью и марганцем. Максимальное
содержание цинка, меди и марганца выявлено в верхних (пахотных и плантажных) горизонтах. Чернозём
обыкновенный карбонатный характеризуются низким кларком концентрации цинка. Несмотря на
имеющиеся различия профильного распределение цинка в почвах участков под здоровыми и больными
растениями для почв данного региона выделен один геохимический барьер - верхняя граница карбонатного
горизонта. Накопление цинка в данном агроландшафте незначительное, максимальное значение кларка
концентрации составляет 1,1.
В черноземах обыкновенных карбонатных геохимическим барьером является карбонатный горизонт
(щелочной барьер), в черноземе типичном - плантажный (механический барьер). В лугово-черноземных почвах
отчетливо наблюдается два геохимических барьера: в плантажном (механический барьер) и в карбонатном
(щелочной) горизонтах. В лугово-каштановых почвах четко выражен барьер в плантажном горизонте. В
отличие от черноземов карбонатных под плодовыми садами, чернозёмы типичные под виноградниками имеют
более высокий кларк концентраций в верхних горизонтах почв по цинку, марганцу, и очень высокий по меди.
Наиболее интенсивное техногенное загрязнение пахотного и плантажного горизонта выражено в
черноземе типичном, обыкновенном карбонатном и в лугово-черноземной почве, где кларк концентрации
больше 7, величина кларка концентрации от 2 до 4 характеризует лугово-каштановые почвы и 0,6-1,1 в верхних
горизонтах чернозема обыкновенного. Таким образом, интенсивность загрязнения почв медью определяется не
только характером растительности, но зависит от конкретной почвенно-геохимической обстановки и истории
использования участка. На черноземах типичных, которые заняты под виноградники в течение длительного
времени, кларк концентрации достигает 27,5.
Исследования показали, что длительное использование почв под монокультуру нарушает их
трансформационные свойства, а вместе с этим и системную целостность. Территории под плодовыми
насаждениями следует рассматривать, как своеобразные агроландшафты, испытывающие постоянные
техногенные нагрузки. По интенсивности загрязнения верхних горизонтов медью исследуемые почвы
располагаются в следующий ряд: Ч
Т
> Ч
ОБК
> ЛгЧ> ЛгК> Ч
ОБ
; интенсивность накопления в почвах под садами
тяжелых металлов меняется в ряду: Cu> Zn> Mn.