АГРОХИМИЯ, 2014, № 2, с. 50-59
УДК 631.41:546.15(571.1)
ВЛИЯНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВ ЗАПОЛЯРНОЙ ТЕРРИТОРИИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ НА СОДЕРЖАНИЕ В НИХ ЙОДА
© 2014 г. Г.А. Конарбаева, Б.А. Смоленцев
Институт почвоведения и агрохимии СО РАН 630090 Новосибирск, просп. Лаврентьева, 8/2, Россия E-mail: konarbaeva@issa.nsc.ru
Поступила в редакцию 12.08.2013 г.
В работе рассмотрены физико-химические свойства почв северной части Западной Сибири, а также содержание и распределение йода в их профиле. Показано, что изученные глееземы и криоземы бедны валовым йодом и особенно его водорастворимой формой. Это обусловлено низким содержанием органического углерода с преобладанием в его составе фульвокислот, кислой реакцией среды и ненасыщенностью основаниями изученных почв.
Ключевые слова: физико-химические свойства почв, заполярная территория, Западная Сибирь, йод.
ВВЕДЕНИЕ
Йод - микроэлемент, необходимый для нормального функционирования живых организмов (человека и животных). Важная биологическая роль галогена является стимулом для его изучения в природных объектах. Занимаясь детальным исследованием содержания йода в природных объектах (почвах, водах и растениях) юга Западной Сибири [1], авторы сочли необходимым продолжить исследования с целью расширения представления о распределении этого микроэлемента и в заполярных территориях Западной Сибири, начав для этого с почв.
Изучение почв северных территорий всегда связано с определенными трудностями, обусловленными серьезными финансовыми затратами на исследования, отсутствием развитой инфраструктуры и слаборазвитой дорожной сетью. Почвы заполярных территорий Западной Сибири не являются исключением, что и подтверждается практическим отсутствием исследований по данной теме. В настоящее время опубликована лишь одна монография о почвах лесотундровой и тундровой зон Западной Сибири по собственным исследованиям авторов [2].
В связи с тем, что до сих пор основу современных представлений о почвенном покрове севера Западной Сибири составляют лишь фрагментарные исследования, было вполне ожидаемым отсутствие сведений о свойствах почв Пур-Тазов-
ского междуречья, расположенного на заполярной территории Западной Сибири.
Цель работы - изучение содержания и закономерностей распределения валового и водорастворимого йода в профилях криоземов и глееземов, а также подбуров, составляющих основу почвенного покрова Пур-Тазовского междуречья, на основе физико-химических характеристик почв.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследованная территория расположена в области ледниковых и водно-ледниковых пониженных равнин, абсолютные высоты которых меняются от 10 до 80 м над уровнем моря.
Район исследования расположен в субарктической климатической зоне. Среднегодовая температура воздуха -9.2°С. Зима умеренно суровая, продолжительностью 8 мес. Средняя температура января составляет -26°С. Мощность снежного покрова в бассейне среднего течения р. Таз - 80-85 см. Продолжительность периода с устойчивыми морозами - 200 сут. Даты перехода среднесуточных температур через 0°С - позднее 1 июня. Характерным для весны является возвращение холодов и даже снегопадов в начале июня. Среднемесячная температура мая -2.1°С. Начало лета наступает 21-30 июня, когда среднесуточная температура воздуха становится >10°С. Средняя
температура июля - 16°С. В сентябре и октябре происходит постепенное понижение температуры и моросящие дожди. Заморозки на почве отмечены уже в 20-х числах августа. Зима наступает в октябре, когда среднесуточные температуры переходят через -5°С и формируется устойчивый снежный покров. В течение года выпадает от 220 до 420 мм осадков, большая часть которых приходится на лето и в начало осени.
Изученная территория находится в зоне несплошного распространения многолетнемерзлых, преимущественно морских и ледниково-морских четвертичных отложений. Каменистость в породах и почвах отсутствует. Почвообразующими породами являются флювиогляциальные и озер-но-аллювиальные слоистые отложения.
Растительность типичной тундры представлена зональными кустарничково-мохово-лишайнико-выми сообществами дренированных территорий. Растительные сообщества с доминированием карликовой березы БвШа папа распространены на пологих склонах и по ложбинам стока.
Объектами исследования были почвы зоны тундры и лесотундры, такие как криоземы гру-богумусовые и типичные, глееземы криомета-морфические, а также подбуры оподзоленные, наиболее распространенные на дренированных пространствах заполярной территории Западной Сибири (Пур-Тазовское междуречье) [3]. Название почв и индексация почвенных горизонтов даны по классификации 2004 г. [4].
В связи с практическим отсутствием данных о физико-химической характеристике изученных почв потребовалось определение целого ряда почвенных параметров, таких как гигроскопическая и полевая влажность, рН, гидролитическая кислотность, гранулометрический состав, содержание обменных оснований, углерода, аморфного железа, гумуса, включая его групповой состав.
Валовое содержание йода и концентрацию его водорастворимой формы определяли кинетическим роданидно-нитритным методом по Проскуряковой и Никитиной [5] в пятикратной повторности. Данный метод, как и все кинетические методы, обладает достаточно высокой чувствительностью, что особенно важно при анализе йода, содержание которого весьма невелико. Остальные показатели (рН, влажность, гидролитическую кислотность, гранулометрический состав, содержание обменных оснований, углерода, гумуса и его групповой состав) определяли общепринятыми методами в трехкратной повторности.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Согласно полученным данным, исследованные почвы различались по ряду параметров (табл. 1). Криоземы типичные сформированы в условиях увалистого рельефа: они занимают вершины и пологие склоны увалов. Почвенный покров имеет пятнистое строение за счет большого количества медальонов выпучивания, которые создают бу-горковатый микрорельеф. В летний период почвы оттаивают на глубину 55-70 см. Морфологический профиль сильно деформирован криогенными процессами.
В верхней части профиля криоземов типичных формируется подстилочно-торфяный (О) горизонт мощностью 3-8 см. Он состоит из слабораз-ложившегося опада кустарничков, их корней и мха. Потери при прокаливании образца из этого горизонта составили 25.5%, он наиболее кислый в профиле (рН 3.5) и в наименьшей степени насыщен основаниями (V = 7%). Ниже залегающие горизонты имели неупорядоченное расположение как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. На разной глубине встречались узкие (2-5 см) извилистые слои с повышенным содержанием органического углерода (0.77%). Это были погребенные фрагменты гумусового горизонта. Они самые влажные в профиле, сильно ненасыщенны основаниями: V = 14%. Среди минеральных горизонтов они имели наибольшее содержание обменных Н+ и А13+: соответственно 4.48 и 4.26 мг-экв/100 г и кислую реакцию среды (рН 4.3). Под гумусовыми слоями залегали неоднородные по свойствам криотурбирован-ные горизонты CR. Эти горизонты слабокислые (рН 5.1), более насыщены основаниями по сравнению с верхней толщей (V = 28%). Мерзлотный минеральный горизонт (С±) - наименее кислый в профиле, с повышенным содержанием обменных оснований и наименьшей величиной гидролитической кислотности. Соответственно, в нем отмечена самая высокая степень насыщенности основаниями.
Гранулометрический состав был неоднороден по профилю (табл. 2). Два верхних горизонта имели легкосуглинистый гранулометрический состав с преобладанием фракций песка и крупной пыли. Ниже залегающие горизонты были средне-суглинистыми с преобладанием пылеватых фракций. В мерзлотном горизонте отмечено некоторое увеличение количества ила.
Криоземы грубогумусовые распространены на узких вогнутых склонах ложбин стока под ерни-ково-кустарничково-моховыми сообществами. По данным полевой влажности, эти почвы влаж-
Таблица 1. Физико-химические свойства почв тундры и лесотундры
Обменные катионы Гидроли- Степень
Горизонт Глубина отбора образцов, см Гигро- Са2+ Mg2+ Н+ Al3+ тическая кислотность насыщенности Собщ Fe (по Тамму), мг/100 г почвы Полевая
РНН2О ская влага, % основаниями влажность, %
%
Разр. 17. Криозем типичный
О 0-4 3.5 - 1.73 0.61 13.8 6.58 30.2 7.2 25.5* 359 -
CR1 4-11 4.0 2.48 1.23 0.44 3.77 3.98 9.01 15.6 0.22 237 13.5
cr2 11-14 4.3 1.01 1.27 0.36 4.48 4.26 10.2 13.7 0.47 265 16.8
CR3 15-25 5.1 2.22 1.96 0.81 2.49 2.71 7.00 28.4 0.08 225 13.5
cr4 26-36 5.1 0.98 2.36 0.87 0.40 0.70 3.33 49.2 0.06 212 14.2
cr5 40-50 5.4 1.38 4.15 1.44 0.20 0.55 3.33 62.7 0.07 279 14.0
С± 55-65 5.7 1.76 4.76 1.87 0.08 0.10 2.27 74.5 0.06 292 18.0
Разр. 3. Криозем грубогумусовый глееватый
AO 0-6 4.4 3.30 4.33 3.25 23.7 3.62 27.3 22.2 18.9* 641 -
Acr 6-13 4.9 2.39 5.14 4.07 9.26 0.85 12.0 44.1 2.12 672 30.5
13-20 5.2 2.62 5.72 3.14 7.21 0.25 10.2 47.3 1.93 551 24.5
CRel 20-28 5.7 1.19 2.82 2.48 1.84 0.07 3.41 61.7 0.27 372 17.9
CRM 35-45 6.3 1.74 4.54 3.42 1.42 - 2.25 78.5 0.20 343 17.9
Сgx 67-77 6.6 1.79 7.70 2.35 0.61 - 1.75 85.4 0.13 300 21.3
Разр. 9. Глеезем криометаморфический криотурбированный
Gcf 3-13 5.2 1.74 2.74 1.87 4.27 0.84 6.21 43 0.50 436 21.7
Gcr 14-24 5.1 2.30 1.84 1.15 6.54 1.73 9.97 23 0.81 450 19.0
25-35 5.3 1.79 2.74 1.23 6.31 1.09 8.22 33 0.71 493 16.5
CRM 38-48 6.2 1.73 5.11 1.62 0.81 - 2.36 74 0.18 407 14.9
Cf 65-70 6.5 1.82 5.50 1.33 0.51 - 2.01 77 0.17 393 18.2
Cg 70-75 6.7 1.93 6.05 1.72 0.31 - 2.01 79 0.19 193 23.1
Cf 130-140 7.1 1.62 4.94 1.62 0.30 - 1.31 83 0.11 300 20.4
Разр. 21. Подбур оподзоленный
Е 1-4 3.5 0.79 0.91 0.18 5.16 3.57 12.2 8.2 1.21 65.8 -
BHF 7-17 4.3 1.08 0.55 0.21 2.67 2.98 7.4 9.3 0.36 265 -
CRM 24-34 4.3 1.53 0.91 0.45 5.89 6.40 12.6 9.7 0.11 143 -
C 45-55 4.5 0.40 0.55 0.18 1.08 0.88 3.7 16.6 0.10 37.2 -
* Потеря при прокаливании.
нее криоземов типичных. Густые заросли Betula nana на склонах ложбин способствуют формированию мощного снежного покрова, который в весенне-летнее время обильно снабжает почву влагой. Профиль криоземов грубогумусовы
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.