АГРОХИМИЯ, 2015, № 4, с. 13-20
УДК 631:416.1:631.445(4 77.75)
ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НИТРАТНОГО АЗОТА В ПОЧВАХ ЮЖНОГО БЕРЕГА КРЫМА
© 2015 г. И.И. Судницын
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, факультет почвоведения 119991 Москва, ГСП-1, Ленинские горы, 1, стр. 12, Россия E-mail: iisud@mail.ru
Поступила в редакцию 09.12.2014 г.
Показано, что содержание N-NO3 в почвах Никитского ботанического сада (Крым) очень сильно варьирует. Несмотря на это, при помощи осреднения данных и их последующего нормирования по средним величинам были выявлены основные закономерности распределения N-NO3 во времени и пространстве. Существует весьма тесная корреляционная связь и, следовательно, соответствующая линейная регрессионная зависимость между величинами логарифмов средних величин содержания N-NO3 и логарифмов глубины почвы. Интегрирование этой зависимости позволило получить уравнение для расчета запасов N-NO3 для любых слоев почвы на основании данных о содержании N-NO3 в верхних горизонтах. Между величинами середин классов (диапазонов) нормированных содержаний N-NO3 и величинами натуральных логарифмов "относительных сумм" числа случаев встречаемости нормированных содержаний N-NO3 в этих классах выявлена весьма тесная корреляционная связь, что свидетельствует о существовании соответствующей регрессионной зависимости. Эта зависимость является экспоненциальной функцией и свидетельствует о существовании экспоненциального статистического распределения нормированных содержаний N-NO3. Если выявленные закономерности окажутся репрезентативными для других объектов, это поможет проведению агрохимических исследований в условиях существенной неоднородности изучаемых объектов.
Ключевые слова: распределение нитратного азота, почвы, Южный берег Крыма.
ВВЕДЕНИЕ
Южный берег Крыма - единственный ареал Российской Федерации, где благодаря сухому субтропическому климату средиземноморского типа могут произрастать и плодоносить многие субтропические растения [1-10]. Поэтому он давно привлекает пристальное внимание как исследователей-натуралистов, так и специалистов сельского хозяйства. Для изучения перспектив интродукции в этот регион субтропических растений в 1812 г. в 6 км от Ялты под руководством выдающегося ботаника Х.Х. Стевена был основан Государственный Никитский ботанический сад (ГНБС). Его задача - способствовать развитию сельскохозяйственного производства на юге России на основе интродукции, акклиматизации и селекции субтропических плодовых, цветочных, декоративных, технических, лекарственных и других полезных растений, а также для изучения и активного использования аборигенных расти-
тельных ресурсов. Были установлены прочные научные и деловые связи с ведущими ботаническими учреждениями Европы, Азии и Америки. Это позволило собрать уникальные коллекции видов, сортов и форм различных растений.
В настоящее время ГНБС относится к числу известнейших в мире ботанических учреждений и крупнейших коллекций ценных растений; он является единственным в нашей стране хранилищем видового и сортового разнообразия субтропических плодовых культур, включающим более 11 000 сортов персика, абрикоса, алычи, инжира, граната, маслины, зизифуса, черешни, хурмы и других видов растений. Созданы также уникальные коллекции декоративных, цветочных и ароматических растений. Всемирную известность принес ГНБС его уникальный арборетум (дендрарий), где на площади -40 га сосредоточены коллекции древесных растений мировой флоры. ГНБС стал родоначальником новых для
России отраслей народного хозяйства: южного декоративного садоводства и субтропического плодоводства, виноградарства, эфирномасличного растениеводства и табаководства.
В настоящее время насущной задачей является необходимость собрать и проанализировать уже опубликованные материалы исследований [1]. В данной статье предпринят математико-статистический анализ представленных в монографии Р.Н. Казимировой [1] данных о динамике содержания нитратного азота в почвах Южного берега Крыма для выявления закономерностей распределения величин этого показателя как во времени, так и в пространстве.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Южный берег Крыма представляет собой горный склон юго-восточной экспозиции. Горный кряж высотой 1-1.5 км преграждает путь холодным северным ветрам, в результате чего здесь сформировался сухой субтропический климат средиземноморского типа с жарким сухим летом и умеренно-теплой влажной зимой [1]. В основании Южного берега залегают песчаники, глинистые сланцы и известняки верхнеюрского периода, перекрытые рыхлыми четвертичными делювиальными наносами, образовавшимися в процессе эрозии этих пород. Рельеф нижней (приморской) его части представляет собой эрозионно-дену-дационно-оползневый наклонно-ступенчатый пологий склон юго-восточной экспозиции, опускающийся к морю под средним углом 16-18 градусов. Уступы склона частично террасированы, и их поверхность выровнена [1].
Материнской почвообразующей породой является смешанный делювий глинистых сланцев и известняков с прослойками песчаников. В условиях субтропического почвообразования он превратился в коричневую карбонатную тяжел о суглинистую или легко глинистую слабощеб-нисто-хрящеватую почву с различным содержанием карбонатов, щебня и хряща, подстилаемую смешанным делювием известняков и глинистых сланцев. Благодаря относительной молодости почвы ее генетический профиль хотя и имеет довольно большую мощность (>1 м), однако не успел существенно дифференцироваться. Там, где на поверхность выходят известняки, развились почвы "терра росса" [1]. Растительный покров ГНБС представлен парковыми культурными биогеоценозами, эдификаторами которых являются растения, интродуцированные более 120 лет тому назад: секвойя вечнозеленая, магнолия крупно-
цветковая, дзельква граболистная, кипарис крупноплодный, секвойядендрон гигантский, сосна брутская, кедр гималайский, дуб каменный, платан кленолистный. На заповедных территориях, расположенных рядом с ГНБС, до сих пор сохранились естественные лесные биогеоценозы (эдификаторы - можжевельник высокий и дуб пушистый) [1]. Почвы сада исследуют уже почти 2 века. За это время отработана методика исследований и накоплен большой массив научной информации о динамике агрохимических свойств почв сада. Значительная его часть представлена в монографии Р.Н. Казимировой, где приведены, в частности, данные о свойствах коричневых почв, преобладающих на территории сада [1]. Для них характерна значительная мощность почвенного профиля, умеренная гумусированность верхних горизонтов, глубокое проникновение по профилю фульватно-гуматных гумусовых веществ, высокая оглиненность профиля (особенно средней его части), наличие карбонатно-иллювиального горизонта, нейтральная или слабощелочная реакция верхних горизонтов и щелочная - нижних. Свойства почв варьируют по территории сада в зависимости от соотношения в почвообразующей породе продуктов разрушения сланцев и известняков. Приведены в этой монографии и многочисленные данные о динамике содержания нитратного азота (N-N03) в 1989 г. в почвах 11 различных парковых и лесных биогеоценозов, расположенных на территории ГНБС [1]. Концентрацию N-N03 в почвах определяли колориметрическим методом (с дисульфофеноловой кислотой) [11].
Для оценки обеспеченности растений азотным питанием необходимо знать закономерности распределения N-N03 (как в пространстве, так и во времени) в почвах сада, характеризующихся очень сильным варьированием свойств (как по площади, так и по глубине). Для выявления этих закономерностей данные о содержании N-N0^ представленные в монографии Р.Н. Казимиро-вой [1], были подвергнуты математическому анализу с помощью пакета стандартных статистических программ БТАТ^ТЮА 6.1.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Из данных, приведенных в монографии [1], следует (табл. 1), что в 1989 г. (когда было проведено широкомасштабное исследование содержания нитратного азота в почвах сада) содержание N-N03 чрезвычайно сильно варьировало во времени. Весной максимальное содержание N-N03 достигало 2.7 мг/100 г почвы (под насаждениями
Таблица 1. Концентрация нитратного азота в почвах Никитского ботанического сада
Глубина, см Эдификаторы фитоценозов Сред-
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 нее
Весна
0- 10 1.6/1.6 0.6/0.6 0.4/0.4 0.1/0.1 1.1/1.1 0.1/0.1 1.2/1.2 2.7/2.7 1.3/1.3 0.6/0.6 0/0 0.97/1.0
10 -20 0.8/1.6 0.3/0.6 0/0 0/0 1.1/2.2 0/0 0.8/1.6 1.2/2.4 0.5/1.0 0.4/0.8 0/0 0.51/1.0
20 -30 0.9/2.2 0/0 0/0 1.2/3.0 0.1/0.2 0/0 0.6/1.5 0.8/2.0 0.2/0.5 0.2/0.5 0/0 0.40/1.0
30 -50 0.2/3.0 0/0 0/0 0.2/3.0 0/0 0/0 0/0 0.2/3.0 0.2/3.0 0/0 0/0 0.07/1.0
50 -70 0/1.0 0/1.0 0/1.0 0/1.0 0/1.0 0/1.0 0/1.0 0/1.0 0/1.0 0/1.0 0/1.0 0/1.0
70 -100 0/1.0 0/1.0 0/1.0 0/1.0 0/1.0 0/1.0 0/1.0 0/1.0 0/1.0 0/1.0 0/1.0 0/1.0
Лето
0- 10 4.3/2.0 1.3/0.6 0.9/0.4 1.7/0.8 1.6/0.7 1.1/0.5 3.0/1.4 3.0/1.4 1.2/0.5 2.1/1.0 0.6/0.3 2.08/1.0
10 -20 5.9/2.2 1.4/0.5 1.0/0.2 1.2/0.2 5.6/2.1 0.7/0.3 4.9/1.9 2.5/1.0 1.4/0.5 0.9/0.3 0.8/0.3 2.63/1.0
20 -30 5.2/3.0 1.4/0.8 0.8/0.5 1.0/0.6 1.6/0.9 0.6/0.3 2.2/1.3 1.4/0.8 1.3/0.8 0.8/0.5 0.7/0.4 1.70/1.0
30 -50 6.2/3.0 1.4/0.7 0.8/0.4 0.8/0.4 5.4/2.6 0.2/0.1 3.1/1.5 1.2/0.5 0.9/0.4 0.8/0.4 0.3/0.1 2.11/1.0
50 -70 4.3/3.0 1.1/0.8 0.7/0.5 0.9/0.6 2.6/1.8 0.2/0.1 1.7/1.2 1.1/0.8 0.6/0.4 0.7/0.4 0.6/0.4 1.45/1.0
70 -100 5.0/4.2 0.7/0.6 0.6/0.5 0.5/0.4 1.1/0.9 0.1/0.1 1.6/1.3 1.0/0.8 0.5/0.4 0.7/0.6 0.2/0.2 1.20/1.0
Осень
0-10 1.2/0.8 1.2/0.8 1.6/1.1 1.6/1.1 1.6/1.1 0.7/0.5 2.0/1.4 1.2/0.8 0.8/0.6 2.0/1.4 0.8/0.6 1.47/1.0
10-20 1.1/0.9 0.7/0.6 1.6/1.3 0.7/0.6 1.2/1.0 0.7/0.6 2.2/1.8 0.9/1.5 0.8/0.7 0.9/0.7 0.5/0.4 1.23/1.0
20-30 1.4/1.6 0.4/0.5 0.8/0.9 0.6/0.7 1.3/1.7 0.5/0.6 0.9/1.0 1.2/1.4 0.6/0.7 0.8/1.0 0.2/0.3 0.87/1.0
30-50 0.5/1.0 0/0 0.8/1.6 0.1/0.2 0.6/1.2 0.5/1.0 0.9/1.8 0.5/1.0 0.4/0.8 0.7/1.4 0.2/0.4 0.52/1.0
50-70 0.7/1.4 0.6/1.2 0.7/1.4 0.2/0.4 0.7/1.4 0.2/0.4 0.7/1.4 0.1/0.2 0/0 0.6/1.2 0.8/1.6 0.53/1.0
70-100 0.1/0.4 0/0 0.5/1.8 0/0 0.1/0.4 0.2/0.7 0.7/2.5 0.3/1.0 0/0 0.7/2.5 0.2/0.7 0.28/1.0
Среднее 2.4/1.5 1.0/0.7 1.0/0.6 1.1/0.7 0.9/1.0 0.6/0.4 2.
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.