УДК 631.4
ПОЧВЕННО-БИОГЕОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ДОЛИНЫ СРЕДНЕЙ КАТУНИ
С.С. Мешкинова
Институт водных и экологических пробл ем СО РАН, г. Барнаул;
syrga@iwep.asu.ru
Исследованы физико-химические свойства и содержание микроэлементов в почвах долины Средней Катуни. Выявлено, что исследуемые почвы характеризуются слабощелочной и щелочной реакцией среды, высоким содержанием карбонатов, легким гранулометрическим составом и фоновым уровнем концентраций микроэлементов.
Physical-chemical properties and the content of microelements in soils of the Mid Katun' Valley were investigated. It was found that the soils under study are characterized by alkalescent and alkaline reaction, high carbonate and light granu-lometric content. The concentrations of microelements in soil are below MPC.
Ключевые слова: почвенно-биогеохимическая оценка, почвы, физико-химические свойства, Средняя Катунь, микроэлементы.
Биогеохимические особенности почвенного покрова бассейна Катуни до настоящего времени остаются недостаточно изученными, особенно это касается микроэлементов.
Катунь и ее притоки дренируют почвенный покров, характеризующийся сложнейшей структурой. Многообразие факторов почвообразования, проявление высотной поясности в пределах исследуемого региона предопределило целую гамму типов и подтипов почв: черноземы обыкновенные и южные, каштановые, горно-лесные черноземовидные почвы. Почвообразующими породами являются элювиальные, делювиальные, аллювиально-делювиальные, аллювиальные отложения, щебнисто-песчаные, щебнисто-супесчаные, галечниково-песчаные и галечниково-супесчаные, а также хорошо сортированные песчаные отложения [1].
Физико-химические и физические свойства почв (величина рН, гумус, ил, физическая глина, карбонаты, емкость поглощения) определяли общепринятыми в почвоведении и агрохимии методами [2, 3]. Валовое содержание микроэлементов в почвах определяли методом количественного плазменно-спектрального анализа, ртуть - атомно-абсорбционным методом.
Физико-химические свойства почв долины Средней Катуни. Реакцией среды, близкой к нейтральной, обладают только гумусово-аккумулятивные горизонты горно-лесных черноземовидных почв. Каштановые почвы и южные черноземы имеют щелочную реакцию среды по всему профилю (табл.1). Для всех типов почв характерно увеличение рН вниз по профилю за счет аккумуляции значительного количества карбонатов. Показатель рН почв долины Средней Катуни, варьирует в диапазоне 6,7-9,2 (см. табл.1) и для почвенного покрова составляет в среднем 8,1 ± 0,1.
Содержание гумуса в почвах долины Катуни существенно меняется. Для большинства степных почв, образующих основу структуры почвенного покрова исследуемой территории, концентрация гумусовых веществ незначительна и составляет 3,8 ± 0,7 %, изменяясь от 0,2 до 17,1 % (см. табл. 1). Во всех типах почв содержание гумуса резко падает
Физико-химические свойства почв долины Средней Катуни
Таблица 1
Генетический горизонт Глубина образца, см Гумус CaCO3 рН водный ЕКО ^2 + Mg2 +
% мг-экв на 100 г почвы
Горно-лесная черноземовидная, супесчаная, сред песчаном элювии-делювии. Левобережье долины немощная на щебнисто-р. Эдиган. Разрез 2 МК
А 1-11 16,2 0,8 6,7 79,9 31,2 7,2
А 15-25 13,6 1,1 7,2 77,3 14,4 25,6
А 35-45 6,0 0,8 7,4 53,8 10,0 10,8
АВ 45-55 4,9 2,5 7,7 27,7 - -
В 56-66 1,2 33,6 8,0 14,3 - -
В 70-80 1,0 3,1 8,7 15,1 - -
С„ 90-100 0,5 23,1 8,1 10,9 - -
Чернозем обыкновенный, супесчаный. Разрез 41
А 0-10 5,2 3,6 8,3 30,0 20,3 1,8
В 20-30 0,8 27,6 8,5 11,6 8,5 2,4
ВС 35-45 0,8 29,2 8,7 11,6 9,3 1,3
С 70-80 0,4 17,8 9,2 6,0 3,0 0,8
Чернозем южный, песчаный, маломощный на аллювиальном сортированном песке. На 60 м ниже по склону от разреза 6. Разрез 7 МК
А 0-9 4,1 11,2 8,1 14,3 2,4 4,8
АВ 9-18 2,1 15,8 8,1 9,2 5,6 0
В 20-30 1,4 18,4 8,3 9,2 - -
В 37-47 0,9 16,9 8,6 7,6 - -
ВС 65-75 0,4 7,2 8,8 4,2 - м
С„ 110-120 0,2 13,5 8,7 2,5 - м
Темно-каштановая, супесчаная. Разрез 31
А 0-10 4,3 8,2 8,1 29,9 19,8 0,5
В 15-25 4,3 10,0 8,2 28,2 23,7 2,2
С 50-60 1,6 13,2 8,3 13,3 2,6 0,5
Примечание: - не определяли, ЕКО - емкость катионного обмена.
вниз по профилю, то же самое можно сказать и о емкости катионного обмена.
Величина емкости поглощения почв долины Средней Катуни изменяется в широких пределах - от 2,5 до 79,9 мг-экв на 100 г почвы (см. табл. 1).
Почвы долины Средней Катуни формируются на мощных карбонатных аккумулятивных корах выветривания, чем объясняется наличие карбонатных горизонтов - геохимическая особенность почв и почвообразования в долине Средней Катуни (см. табл. 1).
Содержание карбонатов в горизонте их максимальной аккумуляции варьирует от 2,4 до 44,8%. Карбонаты в почвенных профилях находятся в форме пропитки,
корочек на нижней поверхности щебня, гальки, валунов, в суглинистых разновидностях - в псевдомицелярной форме. Карбонатные горизонты служат экраном на пути радиальных и латеральных потоков химических элементов [4].
В составе мелкозема почв превалируют фракции крупного, мелкого и среднего песка. Содержание пылеватой фракции находится в пределах первых десяти процентов. Фракция физической глины равна 19,6 ± 1,5 % при существенном варьировании. Содержание ила не превышает 6,1 ± 0,7 %.
Микроэлементы в почвах долины Средней Катуни. Цинк. Это один из главных микроэлементов, имеющий важ-
Таблица 2
Вариационно-статистические параметры концентрации микроэлементов в почве долины Средней Катуни
Химический элемент Долина Средней Катуни ПДК [9] В почвах мира [7] Западная Сибирь [13] Кларк в земной коре [5]
X ±
мг/кг
Цинк 20-200 63,0 ± 5,1 300 61,5 73 83,0
Кобальт 10-60 22,2 ± 1,5 50 8,5 13 18,0
Свинец 9-80 21,6 ± 1,7 100 25 16,4 16,0
Медь 35-100 58,9 ± 2,0 100 20 33,8 47,0
Ртуть 0,1-1,8 0,2 ± 0,0 2 0,4 0,023 0,083
ное значение в процессах жизнедеятельности растительного мира и животных организмов. Кларк цинка в земной коре -83,0 мг/кг [5]. Среднее содержание цинка в почвах мира составляет 61,5 мг/кг [6], в почвах Советского Союза - 50,0 мг/кг [7], а региональный фон почв Западной Сибири равен 85,5 мг/кг [8], ПДК цинка в почвах - 300 мг/кг [9].
Содержание цинка в почвах долины Средней Катуни значительно варьирует как по профилю, так и в пространстве. Средняя концентрация элемента в почвенной толще исследуемой территории составляет 63,0 ± 5,1 мг/кг и колеблется в пределах от 20 до 200 мг/кг (табл. 2). Цинк - элемент-биофил, ему свойственно биогенное накопление в гумусово-аккумулятивном горизонте ряда разрезов.
Кобальт. Кларк кобальта в земной коре по А.П. Виноградову [5] - 18,0 мг/кг. Содержание кобальта в черноземных почвах СССР составляло в среднем 12,9 ± 0,42 мг/кг, в серых лесных - 11,5 ± 0,33, в почвах таежно-лесной зоны в целом - 5,9 ± 0,21 мг/кг. Несколько выше содержание кобальта в почвах равнинной части Алтая - 20,0 мг/кг [10]. Региональный фон этого элемента для почв Горного Алтая составляет 15,8 ± 0,2 мг/кг [11].
Средняя концентрация кобальта в почвах долины Средней Катуни -22,2 ± 1,5 мг/кг и варьирует в пределах от 10 до 60 мг/кг (см. табл. 2). Подтверждается зависимость между содержанием валового кобальта в гумусовом горизонте и в почвообразующих породах.
Свинец. Кларк элемента в литосфере равен 16,0 мг/кг, в почвах - 10,0 мг/кг
[5]. Средние граниты содержат 30,0 мг/кг свинца, средние базальта - 5,0 мг/кг.
Концентрация свинца в поверхностных горизонтах почв мира колеблется в пределах 3,0-189,0 мг/кг, средние значения по подтипам почв составляют 10,0-67,0 мг/кг
[6]. Содержание элемента в совокупности почв СССР оценивается в 11,6 мг/кг [12], Западной Сибири - в 16,4 мг/кг [8]. ПДК по К1оке [9] достигает 100,0 мг/кг. Верхний предел свинца в нормальных почвах оценивается в 70,0 мг/кг.
Содержание свинца в почвах исследуемой территории находится в пределах фоновых значений, и существенно ниже ПДК для почв. Средняя концентрация элемента в почвах долины Средней Кату-ни равна 21,6 ± 1,7 мг/кг и варьирует от 9,0 до 80,0 мг/кг (см. табл. 2).
Медь. Среднее содержание в земной коре составляет 47,0 мг/кг [5], средние граниты содержат 10,0 мг/кг, средние базальты - 100,0 мг/кг. Содержание меди в почвах мира колеблется в среднем в пределах 6,0-60,0 мг/кг, в почвах США - 14,0-41,0 мг/кг [6], почвы СССР в целом 19,5 мг/кг [12], Западной Сибири - 33,8 мг/кг [8]. Региональный фон меди в почвах Горного Алтая составляет 31,6 мг/кг[11]. ПДК рассматриваемого элемента по К1оке в почвах равен 100 мг/кг [9].
Концентрация меди в почвах долины Средней Катуни существенно ниже ПДК. Средняя концентрация элемента в почвах исследуемой территории 58,9 ± 2,0 мг/кг. Варьирование составляет 35,0-100,0 мг/кг (см. табл. 2). в ряде почв обнаруживается биогенная аккумуляция элемента.
Ртуть. Содержание ртути в магматических породах составляет сотые доли мг/кг, в глинистых отложениях -0,20-0,40 мг/кг, сланцах - 0,18-0,40 мг/кг, песчаниках - 0,04-0,10 мг/кг [6]. Кларк ртути в литосфере равен 0,08 мг/кг [5]. Средняя фоновая концентрация элемента в поверхностных горизонтах почв мира не превышают 0,4 мг/кг, при колебании от 0,005 до 1,50 мг/кг [6].
В профиле почв долины Средней Кату-ни ртуть распределяется неравномерно. В общем, среднее содержание ртути в почвах долины Средней Катуни составляет 0,2 мг/кг, с пределами колебаний от 0,1 до 1,8 мг/кг (см. табл. 2), с глубиной содержание элемента увеличивается.
Выводы
1. Исследуемые почвы характеризуются слабощелочной и щелочной реакцией среды, высоким содержанием карбонатов, легким гранулометрическим составом.
2. Уровни концентраций микроэлементов в почвах Средней Катуни не превышают значений ПДК для почв и являются фоновыми для степных и горно-долинных ландшафтов. Таким образом, почвенно-биогеохимическую обстановку в районе исследований можно квалифицировать как фоновую.
Библиографический список
1. Почвы Горно-Алтайской автономной области. - Новосибирск: Наука, 1973. - 351 с.
2. Агрохимические методы исследования почв. - М.: Наука, 1975. - 656 с.
3. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. - М.: Изд. МГУ, 1970. - 488 с.
4. Лукаш
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.