АГРОХИМИЯ, 2015, № 7, с. 58-67
УДК 631.416.9(470.57)
ОСОБЕННОСТИ НАКОПЛЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВАХ И ПОРОДАХ ЮЖНОГО УРАЛА
© 2015 г. И.Г. Асылбаев, И.К. Хабиров
Башкирский государственный аграрный университет 450001 Уфа, просп. 50-летия Октября, 34, Россия E-mail: ilgiz010@yandex.ru
Поступила в редакцию 28.02.2015 г.
Определены средние содержание и диапазоны варьирования для 16-ти редкоземельных элементов в почвах и породах Южного Урала. Содержание элементов в почвах в связи со сложным геологическим фоном, разнообразием антропогенных воздействий и трансрегиональным переносом изменялось в диапазоне от нуля до n*103 мг/кг. Разработана группировка почв по содержанию в них редкоземельных элементов, на основе которой составлены геохимические карты исследованных компонентов. Установлено, что накопление редкоземельных элементов в почвах геоморфологических районов увеличивается в ряду: Белебеевская платообразная возвышенность - Зауральский пенеплен - Уфимское плато - Юрюзано-Айская предгорная равнина. Ключевые слова: редкоземельные элементы, почвы и породы Южного Урала.
ВВЕДЕНИЕ
Южный Урал - регион богатый полезными ископаемыми с развитой добывающей и перерабатывающей промышленностью. В регионе развиты топливно-энергетический, металлургический, транспортный, строительный и агропромышленный комплексы. Интенсивное промышленное и сельскохозяйственное использование природных ресурсов вызвало изменение циклов большинства химических элементов в биосфере, направлений и темпов миграции, зон выноса и накопления. Значительная доля химических элементов попадает в почву, которая служит их аккумулятором. Особенно прочно фиксируют химические элементы гумусоаккумулятивные горизонты (плодородный слой почвы). Почва, являясь природным телом, обладающим плодородием и обеспечивающим человечество продуктами питания, при избыточном накоплении химических элементов становится вторичным источником загрязнения приземного воздуха, природных вод и растениеводческой продукции [1]. В этой связи изучение геохимии редкоземельных металлов, о распространении которых на Южном Урале практически отсутствуют сведения, их роли в окружающей среде, почвообразовательном процессе и участии в жизнедеятельности живых организмов является актуальной задачей [2]. Также важно выявление территорий с высокой и низкой концен-
трацией химических элементов, где применение удобрений дает наибольшую отдачу. Установлено положительное действие низких доз удобрений с содержанием солей редкоземельных элементов на развитие ряда растений [3-6]. Широкое применение редкоземельных элементов в сельском хозяйстве начали в Китае, где расположены крупные месторождения лантанидов [7]. Определенные результаты также получены в лабораторных и мелкоделяночных опытах, где небольшие дозы лантанидов повышали урожайность ряда культур, выращиваемых на почвах Бурятии [8, 9].
Цель работы - определение содержания и установление закономерностей распределения редкоземельных элементов в почвах и породах Южного Урала.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектами исследования были почвы, сформированные в следующих геоморфологических районах Южного Урала (Республики Башкортостан): Белебеевская платообразная возвышенность, Уфимское плато, Юрюзано-Айская предгорная равнина и Зауральский пенеплен. Почвенные разрезы закладывали на постоянных экологических стационарах, расположенных в различной естественной и антропогенной среде (лес, пашня, луг).
ф Ногушн
^ Болыпеустикинское • Карлыханово
Комсомольское •/
£инкаф *,Сафарово ♦^чалы (ГОК)
•Ахуново
• Стационарный участок
Рис. 1. Стационарные участки (контурная карта Республики Башкортостан).
В Белебеевской платообразной возвышенности исследования проводили на 6-ти стационарных участках: Райманова гора, Присюньское лесничество, Акбарисовское лесничество, Туймазы, Нарыштау, Япрыково; в Уфимском плато - на 4-х стационарных участках: Байки, Магинск, Абызово, Караяр; в Юрюзано-Айской предгорной равнине - на 7-ми стационарных участках: Вознесенка, Большеустикинское, Карлыханово, Но-гуши, Ургала, Еландино, Аркаулово; в Зауральском пенеплене - на 5-ти стационарных участках: Сафарово, Комсомольское, Кирябинка, Ахуново, Учалинский горнообогатительный комбинат (рис. 1). Всего заложено 37 почвенных разрезов, в том числе в Белебеевской платообразной возвышенности - 6, Уфимском плато - 8, Юрюзано-Айской предгорной равнине - 17, Зауральском пенеплене - 6.
Почвенный покров на стационарах Белебеев-ской платообразной возвышенности преимущественно представлен черноземами типичными и типично-карбонатными (Chernic Chernozems)
и в меньшей степени серыми (Albic Luvisols) и темно-серыми лесными почвами (Greyi-Luvic Phaeozems). Почвообразующие породы составляют в основном делювиальные карбонатные глины, тяжелые и легкие суглинки и элювий известняков. Черноземы типичные в большинстве своем среднемощные. Их морфологическими особенностями являются интенсивная темно-серая окраска гумусового горизонта, хорошая комковато-зернистая структура, рыхлое сложение, повышенный уровень вскипания от HCl. Содержание гумуса в них изменяется в диапазоне от 4.7 до 12.8%, целинные почвы обычно являются высокогумусными, пахотные - среднегумусны-ми. Гранулометрический состав - среднесуглини-стый, иногда тяжелосуглинистый. Реакция среды близка к нейтральной или слабощелочной, при наличии свободных карбонатов. Данные почвы насыщены основаниями, в составе которых преобладает кальций. Эти свойства определяют высокую поглотительную способность и буферность черноземов типичных, т. е. высокую экологиче-
скую устойчивость. Серые и темно-серые лесные почвы характеризуются меньшей мощностью перегнойно-аккумулятивного горизонта, серой и темно-серой окраской, комковато-мелкозернистой структурой, наличием выраженного уплотненного иллювиального горизонта. Содержание гумуса в серой лесной почве составляет 4.1% в темно-серой - 7.9%, с глубиной гумусированность обеих почв резко уменьшается. Верхние горизонты характеризуются слабокислой реакцией среды, которая с увеличением глубины профиля возрастает до нейтральной. Формирование этих почв на элювии карбонатных пород определило значительное содержание поглощенных оснований в составе почвенного-поглощающего комплекса [10].
Уфимское плато - это плоская возвышенность с сильно расчлененным карстово-эрозионным рельефом, сложенная твердыми известняками, доломитами, пестроцветными мергелями, песчаными отложениями. Почвообразующие породы представлены в основном карбонатными элювиально-делювиальными глинами. Общей особенностью почв является укороченный рельеф и высокое содержание гумуса, что определяется минерализацией растительных остатков в условиях континентального климата и близкого залегания известковых коренных пород с высоким содержанием кальция, который нейтрализует кислые продукты разложения и закрепляет гумус в форме гуматов кальция. В почвенном покрове преобладают серые лесные (Albic Luvisols), дерново-карбонатные и перегнойно-карбонатные (Rhendzic Leptosols) почвы. Перегнойно-карбонатные почвы приурочены к замшелым пихтарникам, соснякам и ельникам. В этих почвах под слаборазложен-ной оторфованной подстилкой залегает органо-минеральный горизонт, состоящий из перегноя и мелких обломков щебня карбонатных пород, мелкозем часто выщелочен от карбонатов.
Почвенный покров Юрюзано-Айской предгорной равнины представлен преимущественно светло-серыми, серыми (Albic Luvisols), темно-серыми лесными почвами (Greyi-Luvic Phaeozems), черноземами оподзоленными (Greyi-Luvic Phaeozems) и выщелоченными (Luvic Chernozems) с небольшими массивами дерново-подзолистых и дерново-карбонатных почв (Rhendzic Leptosols). Встречаются также лугово-черноземные (Gleyic Chernozems), лугово- (Mollic Gleysols) и торфя-но-болотные (Histosols), аллювиальные луговые (Calcari-Gleyic Fluvisols) и недоразвитые почвы на выходах коренных горных пород. Почвы Юрюзано-Айской предгорной равнины отличаются укороченностью гумусового профиля, неблагоприятными агрофизическими свойствами и
тепловым режимом, пониженной биологической активностью, низкой обеспеченностью подвижным фосфором и азотом [11].
В Зауральском пенеплене многообразие почво-образующих пород, их частая смена на близких расстояниях, разные история происхождения, свойства и состав, а также контрастный рельеф усложняют структуру почвенного покрова. В полосе расчлененных предгорий под лесами сформированы преимущественно серые лесные почвы (А1Ые Luvisols). Эти почвы часто близко подстилаются коренными породами, поэтому профиль их неполноразвитый. В типе серых лесных почв зоны преобладают темно-серые лесные почвы ^геу^иую РЬаеогешз). Они характеризуются слабокислой реакцией среды, довольно высоким содержанием гумуса в перегнойно-аккумулятив-ном горизонте, которое резко уменьшается с глубиной. Содержание обменных оснований в них невелико. На хорошо дренированных участках под хвойными и лиственно-хвойными лесами с развитым травяным покровом на элювии коренных пород формируются дерновые литогенные почвы, часто также неполноразвитые ^ер1;о8о18). В морфологическом строении почв выделяют лесную подстилку, дернину, более развитую в дерновых почвах, гумусово-аккумулятивный горизонт небольшой мощности, постепенно переходящий в почвообразующую породу. Иллювиальный горизонт, как правило, не выражен и полностью не сформирован. Дерновые литогенные почвы в связи с развитым травяным покровом и небольшой мощностью профиля содержат большее количество гумуса и поглощенного кальция по сравнению с темно-серыми лесными почвами и имеют средне- и сильнокислую реакцию среды.
Развитие горнодобывающей промышленности повлекло за собой нарушение почвенного покрова на значительной территории региона и формирование специфических техногенно-нарушенных почв. Эти почвы не дифференцированы по генетическим горизонтам, перемешаны со щебенкой и обломочным материалом коренных пород. Заселение таких участков естественной растительностью затруднено. Содержание органического вещества в верхних горизонтах изменяется в широком диапазоне - от высокого до крайне низкого, кислотность о
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.