1УДК: 631.427 (470.324)
Агрохимические и биохимические показатели почв лесостепи

Окско-Донской равнины в районе никелевого месторождения
Девятова Т.А., Мозолевский И.В.
Воронежский государственный университет
Аннотация
С целью выявления и предотвращения возможных негативных экологических последствий разработки никелевого месторождения исследованы агрохимические и биохимические свойства почв на территории месторождения и проведен сравнительный анализ активности почвенных ферментов в доминантных типах местности с целью определения уровня устойчивости ландшафтов. Полученные данные показали, что наибольшей экологической устойчивостью обладает плакорный тип местности. Почвы пойменного и надпойменно-террасовового типов местности характеризуются невысокими показателями ферментативной активности и, как следствие, низкой экологической устойчивостью.
Ключевые слова: ФЕРМЕНТАТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ, ГУМУС, АГРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ, ТИП МЕСТНОСТИ, ППК

________________________________________________________________________
Введение

Ключевым показателем экологического состояния окружающей природной среды является состояние почв и почвенного покрова [1-4]. Многолетними исследованиями показана значительная эффективность диагностики и мониторинга почвенного покрова биохимическими методами; доказана ведущая роль показателей ферментативной активности почв при оценке их экологического состояния [5-7]. Почвенные ферменты участвуют в важнейших биохимических процессах, лежащих в основе почвообразования и обеспечивающих ее плодородие и буферность. Ферменты как биологические катализаторы белковой природы легко изменяют свою активность под воздействием внешних физико-химических факторов, поэтому изменение ферментативной активности почвы может служить индикатором ее экологического состояния и является показателем быстрого реагирования на меняющиеся параметры системы [5, 8-12].

---

Целью настоящего исследования явился анализ фонового состояния Южного Битюго-Хоперского эколого-географического района лесостепной провинции Окско-Донской равнины в пределах водораздела рек Савала-Елань (территория медно-никелевого месторождения) для дальнейшего использования полученных данных при ведении экологического мониторинга территории.
Материалы и методы исследований

Объектом исследования являлись почвенные образцы, отобранные в пределах водораздела рек Савала-Елань. Методика отбора проб соответствовала требованиям ГОСТ 28168-89, ГОСТ 17.4.3.01-83, ГОСТ 17.4.4.02-84, ГОСТ Р 53091-2008. Для получения наиболее полных и объективных сведений о биологической активности почв и их агрохимических свойствах было заложено 22 прикопки, расположенных в наиболее типичных фациях, преобладающих в ландшафте по площадям (рис. 1).

Контролем служили стерилизованные почвы (180°, 3 час), повторность в опыте четырехкратная. Лабораторно-аналитические исследования выполнены с использованием общепринятых в почвоведении и биологии почв методов [2, 13]. Инвертазная активность определялась по методу А.Ш.Галстяна, активность уреазы – колориметрическим методом А.Ш.Галстяна в модификации Ф.Х.Хазиева, активность фосфатазы – колориметрическим методом А.Ш.Галстяна и Э.А.Арутюнян, каталазная активность – титрометрическим методом Джонсона и Темпле. В комплексе с активностью ферментов определялись: гумус по Тюрину в модификации Симакова; обменные катионы кальций и магний по Гедройцу, в карбонатных образцах – по Тюрину; рН водной вытяжки потенциометрически; азот легкогидролизуемых соединений в щелочной вытяжке по Корнфилду; проводилось фотоколориметрическое определение легкорастворимых фосфатов по Чирикову, в карбонатных образцах – по Мачигину; обменного калия в некарбонатных почвах по Чирикову с пламеннофотометрическим окончанием, в карбонатных образцах по Протасову

Достоверность результатов обеспечена применением современных методов исследований, методов математической статистики с оценкой точности и достоверности полученных данных [14]. Графики выполнены с помощью программы Microsoft Excel.


Рис. 1. Места и номера отбора почвенных образцов

---

Результаты и их обсуждение

Ландшафтная структура исследуемого участка разделена на 3 типа местности. Наибольшую часть общей площади занимает склоновый тип местности (40%), включающий наклонные (свыше 2⁰) поверхности, простирающиеся широкими полосами вдоль балки Сухой Дол. Далее идет плакорный тип местности (30%), он объединяет в единое целое ландшафтные урочища хорошо дренированных суглинистых плакоров. В третью группу объединены пойменные и надпойменно-террасовые типы местности (рис. 2).



Рис. 2. Типы местности исследуемого района (процентное соотношение)
Анализ данных по изменению физико-химических свойств черноземов позволил сделать вывод о том, что в почвах, принадлежащих к разным типам местности, происходит трансформация почвенного поглощающего комплекса (ППК). Проведенные нами исследования обнаружили значительные различия физико-химических свойств почв, относящихся к плакорному, пойменному и надпойменно-террасовому типам местности (табл. 1).
Таблица 1. Агрохимические свойства почв

Почва	Тип местности	Физико-химические показатели							Химические св-ва почв
		pH водн.	pH kcl	Hr	Ca2+	Mg2+	Ca2++Mg2+	V %	Гумус, %	Nщел.	К2О	Р2О5
				ммоль(экв)/100 г почвы						мг/100г почвы
Чернозем выщелоченный	Плакорный тип местности	6,7	6,2	1,5	34,4	4,4	38,8	96	6,5	12,8	14,8	8,7
Чернозем типичный		6,8	5,5	1,5	36,6	5,0	41,6	97	6,2	12,4	15,9	8,2
Чернозем выщелоченный	Склоновый тип местности	6,7	6,1	1,6	31,5	4,1	35,6	95	6,2	12,3	14,3	8,6
Чернозем типичный		6,6	5,5	1,6	34,0	4,9	38,9	96	5,9	11,9	15,5	7,6
Аллювиально – болотная иловато-глеевая	Пойменный - надпойменно-террасовый тип местности	5,8	5,3	2,1	12,3	9,0	21,3	91	7,5	17,3	11,8	4,8
Аллювиально дерновая слоистая		5,6	5,4	2,4	6,3	1,9	8,2	77	2,4	4,4	4,2	4,5

---

Из полученных результатов видно, что показатели физико-химических и химических свойств исследуемых почв в большинстве случаев уменьшаются при движении вниз по ландшафтному профилю. Так, для аллювиальных почв характерна более кислая реакция почвенного раствора по сравнению с черноземами плакорного и склонового типов местности. Показатель pH водн. (pH KCl) уменьшается на 1,1 (0,5) с 6,8 (5,9) до 5,7 (5,4). Величина гидролитической кислотности, наоборот, увеличивается с 1,5 в черноземах до 2,3 в аллювиальных почвах пойменного и надпойменно-террасового типов местности.

Исследования показали, что наибольшее содержание гумуса отмечено в аллювиально–болотной иловато-глеевой почве, расположенной в притеррасной пойме р. Елань (7,5%). Это можно объяснить, по-видимому, более активным накоплением гумуса в поверхностных горизонтах избыточно увлажненных почв по сравнению с черноземами. В черноземах наблюдается уменьшение содержания гумуса от плакорного к склоновому типу местности. В черноземе выщелоченном с 6,5 до 6,2 %, в черноземе типичном с 6,25 до 5,9 %. Это, в первую очередь, связано с эрозионными процессами в почвах транзитных фаций покатых склонов.

Результаты исследования показывают, что содержание щелочногидролизуемого азота, обменного калия и подвижных соединений фосфора уменьшается от черноземов, расположенных на плато, до аллювиальных почв в пойменном и надпойменно-террасовом типе местности.

В результате исследований катионообменной способности почв было выявлено, что в почвах поймы снижено содержание обменных катионов, по сравнению с почвами плакорного типа местности, в среднем на 17,6 ммоль(экв)/100 г почвы. Так, чернозем выщелоченный, расположенный на плато, содержит в среднем 34,5 Ca²⁺ и 4,4 Mg²⁺ ммоль(экв)/100 г почвы, на склоновом типе местности – 31,5 Ca²⁺ и 4,1 Mg²⁺ ммоль(экв)/100 г почвы. Чернозем типичный на плато содержит 36,8 Ca²⁺ и 5,1 Mg²⁺ ммоль(экв)/100 г почвы, на склоновом типе местности – 34,0 Ca²⁺ и 4,9 Mg²⁺ ммоль(экв)/100 г почвы. Аллювиально-болотная иловато-глеевая почва, расположенная в притеррасной пойме р. Елань, содержит Ca²⁺+Mg²⁺ 21,3 ммоль(экв)/100 г почвы, а аллювиальная дерновая слоистая почва, занимающая прирусловую часть поймы р. Елань, содержит Ca²⁺+ Mg²⁺ 8,2 ммоль(экв)/100 г почвы.

Вниз по ландшафтному профилю наблюдается тенденция снижения содержания щелочногидролизуемого азота, подвижных соединений фосфора и обменного калия. Максимальные показатели химических свойств почв характерны для плакорного типа местности, содержание щелочногидролизуемого азота выше на 17%, чем в почвах поймы и надпойменной террасы (12,51 мг/100 г почвы против 10,13 мг/100 г почвы), содержание подвижных соединений фосфора на 47% (8,44 мг/100 г почвы против 4,48 мг/100 г), обменного калия – на 51% (15,19 мг/100 г почвы против 7,72 мг/100 г почвы). Химические свойства черноземов склонового типа местности приближаются по значениям к черноземам плакора: 12,01 мг/100 г почвы щелочногидролизуемого азота, 8,10 мг/100 г почвы подвижных соединений фосфора и 14,73 мг/100 г почвы обменного калия.

---

Ферментативная активность почв затрагивает наиболее важные периодические превращения в биохимическом цикле фосфора, азота, углерода, а также окислительно-восстановительные процессы.

Активность почвенных ферментов можно использовать как диагностический показатель плодородия почв. Это обусловлено тем, что ферментативная активность отражает изменение интенсивности и направленности почвенных процессов под действием антропогенных факторов [1, 2, 15].

Активность фосфатазы в исследуемых почвах колеблется в пределах от 1,8 мг P₂O₅ на 10 г почвы за 1 ч. в дерново-намытой карбонатной почве, приуроченной к днищу балки Сухой Дол, до 5,2 мг P₂O₅ на 10 г почвы за 1 ч, в черноземе типичном, взятом с плато южнее п. Башковский (табл. 2). Средняя величина фосфатазной активности составляет 3,8 мг P₂O₅ на 10 г почвы за 1 ч.

Таблица 2. Ферментативная активность почв исследуемого района

№	Тип почвы	Тип местности	Ферментативная активность
			Фосфатаза (мг Р2О5 на 10 г почвы)	Инвертаза (мг глюкозы на 1 г почвы за 24 часа)	Каталаза (мл 0,1н KMnO4 на 1 г почвы за 20 мин.)	Уреаза (мг NH3 на 1 г почвы за 24 часа)
1	Чернозем выщелоченный	Плакорный	4,0	22,0	0,9	1,1
2	Чернозем выщелоченный	Плакорный	3,9	21,7	0,9	1,1
3	Чернозем выщелоченный	Склоновый	3,9	21,0	0,9	1,1
4	Чернозем выщелоченный	Склоновый	3,8	19,9	0,9	1,1
7	Чернозем выщелоченный	Склоновый	3,9	21,7	0,9	1,1
8	Чернозем выщелоченный	Плакорный	4,0	22,3	0,9	1,1
9	Чернозем выщелоченный	Плакорный	4,0	22,1	0,9	1,1
10	Чернозем выщелоченный	Склоновый	3,9	21,9	0,9	1,1
11	Чернозем выщелоченный	Склоновый	3,9	20,9	0,9	1,1
12	Аллювиально-болотная иловато-глеевая	Пойменный - надпойменно-террасовый	3,0	13,2	0,7	1,4
13	Аллювиальная дерновая слоистая	Пойменный - надпойменно-террасовый	2,0	11,5	0,3	0,4
15	Чернозем выщелоченный	Склоновый	3,9	21,3	0,9	1,1
16	Чернозем типичный	Плакорный	5,1	23,4	1,2	1,3
18	Чернозем типичный	Склоновый	4,6	22,5	1,1	1,2
19	Чернозем типичный	Склоновый	4,7	22,1	1,1	1,2
20	Чернозем типичный	Склоновый	4,8	22,3	1,2	1,3
21	Чернозем типичный	Плакорный	5,1	23,9	1,2	1,3
22	Чернозем типичный	Плакорный	5,2	23,6	1,2	1,3

---

Смотрите также файлы

• .docx

• Практическое занятие 1 Тема Экономические потребности, блага и ресурсы. Проблема выбора Основные термины и понятия Каждому из приведенных положений, отмеченных цифрами.docx

• Профессионального образовательного учреждения колледж современного управления.docx

• Программа среднего профессионального образования 38. 02. 04 Коммерция Дисциплина Русский язык и культура речи.docx

• Решение Согласно ст. 346. 43. Нк рф применять патентную систему налогообложения могут индивидуальные предприниматели, средняя численность наемных работников которых,.docx