АГРОХИМИЯ, 2015, № 6, с. 77-83
Агроэкология
УДК 631.41:631.963.3
БИОГЕОХИМИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ В ЭКОСИСТЕМАХ ИСКУССТВЕННЫХ ПОЧВОГРУНТОВ ГОРОДСКОГО ГАЗОНА
(ПОЧВА)
© 2015 г. А.С. Фрид, А.В. Ермаков
Почвенный институт им. В.В. Докучаева 119017 Москва, Пыжевский пер., 7, стр. 2, Россия Е-та11: asfrid@mail.ru
Поступила в редакцию 12.01.2015 г.
В двухлетнем полевом опыте изучали динамику свойств почв газонов, образованных нанесением искусственных почвогрунтов (торфо-песчаной и торфо-земельной смеси) после удаления верхнего слоя исходной городской почвы, а также продуктивность сеяных травосмесей. Показана быстрая минерализация органического вещества торфо-земельной смеси, где исходно потери при прокаливании были велики (=50%). Разнонаправленно изменялись агрохимические свойства почв. Надземная биомасса трав во всех укосах была больше при использовании торфо-земельной смеси и при внесении минеральных удобрений.
Ключевые слова: биогеохимический круговорот, экосистема, искусственные почвогрунты, городской газон, почва.
ВВЕДЕНИЕ
Проблема использования для озеленения городских территорий качественных, экономически оправданных, длительно функционирующих искусственных почвогрунтов является общезначимой. Правительство г. Москва приняло постановление о повышении качества почвогрунтов [1], где помимо организационных вопросов зафиксировало нормативные показатели почвогрунтов, производимых и применяемых при проведении работ по благоустройству и озеленению территорий города, а также нормативные показатели биокомпос-тов и критерии для замены почвогрунтов.
По мнению почвоведов, изучающих городские почвы, основной фактор стресса и гибели зеленых насаждений в Москве - вытаптывание напочвенного покрова и уплотнение поверхности почвы. Озеленительные организации, стараясь сэкономить, часто насыпают плодородный слой мощностью 5-10 см на переуплотненную поверхность, в результате чего корни травы нормально не развиваются на необходимую глубину 2025 см [2].
В работе [2] оспорены некоторые нормативы из источника [1], в частности содержание органического вещества в привозных почвогрунтах (4-8%) и содержание подвижного фосфора и калия (100-
300 и 100-200 мг/кг почвогрунта) для газонов. Во-первых, это связано с тем, что подмосковный ресурс почв с таким содержанием органического вещества очень ограничен, а самым доступным и дешевым материалом является торф (лучше всего низинный), разбавленный песком или грунтом до содержания органического вещества 2030%. Во-вторых, в почвах Москвы содержание фосфора и калия и так часто завышено и очень неравномерно по территории, поэтому расчет добавок удобрений в привозные почвогрунты требует многочисленных дорогих предварительных анализов. Предложено в массовом обязательном порядке удобрения вообще не вносить.
Цель работы - изучить биогеохимический круговорот в экосистемах искусственных почвогрунтов (торфосмесей) городского газона в условиях г. Москва, поскольку вопреки упомянутому выше постановлению правительства г. Москва торфосмеси широко применяют при создании и реконструкции газонов.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Полевой опыт заложен осенью 2008 г. на существующем газоне огороженной придомовой территории в районе станции метро "Аэропорт" (г. Москва). Подготовлены 2 делянки по 9 м2
(6 *1.5 м), где был срезан верхний слой мощностью 15 см и на открывшийся песчаный слой были засыпаны поставляемые в продажу торфосмеси: на одну делянку - торфо-песчаная (соотношение компонентов 7 : 3), на другую - торфо-земельная (соотношение 1 : 1). Подстилающая порода (с глубины 15 см) - чередование супесчаных слабогу-мусированных слоев с песчаными прослойками.
По органо-лептическому исследованию И.И. Лыткина, торфо-песчаная бесструктурная смесь серовато-бурого цвета содержала кустарни-ково-гипновый низинный с переходным заиленный торф с древесными остатками, включениями песка и гальки (щебня). Торфо-земельная смесь темно-бурого цвета содержала кустарниково-осо-ковый низинный заиленный торф с высокой степенью разложения (30-40%) с включением песка.
В качестве газонных трав использовали продажную смесь райграса пастбищного сорта Са-кини (20%), овсяницы красной сорта Пернилле (30%), овсяницы красной сорта Сюзетте (30%) и овсяницы овечьей сорта Риду (20%). Эта смесь трав характеризуется ранними всходами, устойчивостью к засухам и морозам. Посев провели 20.09.2008 г., до появления всходов делянки укрывали материалом агроспан, полив проводили через 1 сут. Появление всходов наблюдали на 12-е сут.
В 2009 г. вручную проводили 2 укоса (25.07 и 19.09) на высоте ~5 мм от поверхности. После первого укоса каждую делянку разделили на 2 равные части с помощью бордюрной ленты и в одну из частей внесли минеральные удобрения (в виде растворов солей) из расчета N50P50, калия для торфо-песчаной смеси - K200, для торфо-земельной смеси - K100, учитывая разную плотность торфосмесей. Доза азота (в виде (NH4)2SO4) взята из литературных данных как подкормка для многолетних трав [3, с. 202], доза фосфора (Са(Н2РО4)2) - как компромиссная между оптимальным содержанием в торфяных почвах [3, с. 227; 4] и рекомендуемыми дозами под многолетние травы [3, с. 451] с учетом того, что это летняя подкормка. Аналогичный подход был использован при расчете доз калия в виде KCl. Удобрения вносили на несмежные части исходных делянок.
В 2010 г., несмотря на очень засушливую жаркую погоду и недостаточный полив, было проведено 3 укоса трав: весной (май), летом и осенью. Удобрения дополнительно не вносили. Учет биомассы проводили только весной; летом и осенью
отбирали только средние образцы трав для химического анализа.
Плотность почвогрунтов определяли по Качин-скому в четырехкратной повторности на глубинах 0-3 и 10-13 см в апреле 2009 г. Тогда же определяли наименьшую влагоемкость почвогрунтов методом рам на поверхности и на глубине 10 см.
Валовой химический анализ исходных торфосмесей проводили на рентгенфлуоресцентном анализаторе (РФА). В этих же образцах определяли зольность, величину рН, содержание обменных оснований по Шолленбергеру, подвижного фосфора и калия - по Кирсанову.
В образцах почвы, отобранных до закладки опыта из двух скважин, определяли в двукратной повторности величину рН, содержание обменных оснований, подвижных фосфора и калия - по Чи-рикову, а также калия - по Масловой. В образцах почв, отобранных по окончании опыта в 2010 г. в 5-ти слоях до глубины 22 см в 3-х точках каждого варианта, определяли в одной или двух аналитических повторностях потерю при прокаливании (ППП), величину рН, содержание обменных катионов по Шолленбергеру, подвижных фосфора и калия - по Чирикову и Кирсанову (высокое содержание органического вещества в сочетании с нейтральной или слабощелочной реакцией затруднили однозначный выбор метода).
Валовой химический анализ смешанных образцов из укосов трав проводили на РФА. Результаты исследования состава укосов трав будут представлены в следующей публикации.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Показано, что с точки зрения загрязнения исходных торфосмесей выделялись элементы N1 и Аз (содержание >ОДК для песчаных и супесчаных почв); близким к ОДК было содержание Zn (табл. 1). По содержанию Аз можно свидетельствовать о чрезвычайной экологической ситуации [5], по содержанию N1 - о напряженной, однако по комплексному показателю ^с) для этих двух элементов ситуацию можно считать удовлетворительной для селитебных территорий. О различии валовых составов торфосмесей можно сказать, что в торфо-земельной смеси было больше 8Ю2, но меньше СаО, Fe2O3 (общего), Си и Вг.
С точки зрения московских требований к качеству почвогрунтов [1], о которых говорилось выше, величина рНкС1 использованных торфосме-сей соответствовала этим требованиям, количество обменного калия было очень мало, подвижного
БИОГЕОХИМИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ... 79
Таблица 1. Валовой химический состав исходных торфосмесей
Элемент Смесь ОДК для песчаных и супесчаных почв Нормативы г. Москва [1]
торфо-песчаная торфо-земельная
% сухой массы
Mg0 0.70 (0.17) 0.82 (0.18) - -
А1А 2.15 (0.29) 2.42 (0.31) - -
БЮ2 22.80 (0.96) 28.2 (1.1) - -
Р205 0.145 (0.076) 0.151 (0.078) - -
Б03 2.36 (0.31) 2.20 (0.30) - -
С1* 0.037 (0.038) 0.012 (0.022) - <0.168
к20 0.64 (0.16) 0.79 (0.18) - -
СаО 8.62 (0.59) 7.77 (0.56) - -
Т102 0.215 (0.093) 0.28 (0.11) - -
Сг203* 0.007 (0.017) 0.004 (0.013) - -
МпО 0.099 (0.063) 0.075 (0.055) 0.194 (ПДК) -
Fe203(общее) 3.12 (0.35) 2.60 (0.32) - -
мг/кг сухой массы
N1 25 (6.0) 30 (7.3) 20 <80
Си 29 (6.5) 18 (5.1) 33 <132
Zn 49 (8.4) 50 (8.5) 55 <220
Ga 9 (3.6) 7 (3.2) - -
ЛБ 6 (2.9) 5 (2.7) 2.0 <10
Вг 24 (5.9) 18 (5.1) - -
Rb 26 (6.1) 26 (6.1) - -
Бг 89 (11) 91 (11) - -
Y 7 (3.2) 8 (3.4) - -
Zг 98 (12) 100 (12) - -
Nb - 4 (2.4) - -
Примечания. 1. Прочерк - отсутствие данных. 2. В скобках - расчетная аналитическая ошибка метода измерения. * Отличие измеренных величин от нуля недостоверно.
Таблица 2. Агрохимические показатели торфосмесей
Показатель
Смесь
торфо-песчаная
торфо-земельная
Нормативы г. Москва [1]
Потери при прокаливании (ППП), % сухого вещества рНн2О (1:50) рНкс1 (1:50)
Обменные катионы, мг-экв/100 г
Са2+ Мм2+
к+
Р205 по Кирсанову, мг/кг То же для К2О
13.9-14.3
6.76-6.83 6.27-6.32
43.8-54.7 6.3-7.1 0.44-0.59 0.40-0.69 333-336 20.1-20.6
48.5-53.0
6.49-6.56 5.83-5.92
47.6-47.7 11.2-11.5 0.53-0.60 0.41-0.45 85-108 24.1-24.9
4-20
5-7
>100 >100
Таблица 3. Агрохимические показатели почвы до закладки опыта
Обменные катионы, мг-экв/100 г
рНН2О рНКС1 Са2+ Mg2+ К+
Глубина слоя почвы, см
Р2О5 по Чирикову
К2О по
Чирикову Масловой
мг/кг
Скважина 1
0-5 7.32-7.33 6.68-6.69 13.7-18.9 2.1-3.0 0.24-0.32 0.10-0.16 182-184 223-265 179-197
5-10 7.50-7.50 6.95-7.00 8.8-9.8 1.3-2.0 0.06-0.08 0.06-0.08 110-131 70-74 56-64
10-16 7.40-7.42 6.94-6.98 18.6-18.7 2.7-2.8 0.09-0.09 0.16-0.16 112-149 78-80 64-71
16-19 7.78-7.80 7.36-7.38 18.5-24.1 0.52-0.82 0.04-0.07 0.14-0.22 183-202 64-64 54-54
19-24 7.75-7.75 7.15-7.18 16.4-20.4 0.73-0.87 0.09-0.14 0.12-0.18 152-163 90-102 83-93
24-50 7.81-7.81 7.34-7.3
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.