CC BY
52
УДК 631.41.5
П.Е. Якутов
Якутов Павел Евгеньевич родился в 1982 г. окончил в 2005 г. Воронежскую государственную лесотехническую академию, аспирант кафедры ландшафтной архитектуры и садово-паркового строительства ВГЛТА. Имеет 6 печатных работ в области садово-паркового строительства на Таманском полуострове.
E-mail: kruglyak_vl@mail.ru
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВ МЕЛИОРИРУЕМЫХ ЛАНДШАФТОВ ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ТАМАНСКОГО ПОЛУОСТРОВА
Представлены экспериментальные данные окислительно-восстановительного состояния основных элементов геохимических ландшафтов западной части Таманского полуострова. Показаны их лесорастительные возможности.
Ключевые слова: геохимические ландшафты, окислительно-восстановительные системы, лесорастительные свойства, продуктивность.
Брахиантиклинальная складчатость западной части Таманского полуострова вызывает частую смену окислительно-восстановительной обстановки в почвах различных звеньев сопряженных геохимических ландшафтов. С ней связаны особенности превращения органических остатков и темпы накопления гумуса, появление различного рода железисто-марганцевых новообразований, формирование биогеохимических барьеров и миграция веществ в ландшафтах, направление почвообразования и лесорасти-тельный потенциал почв. Поэтому картина лесопригодности исследуемой части Таманского полуострова без характеристики окислительно-восстановительного потенциала будет неполной.
Для его определения весной, летом и осенью 2007 г. на пробных площадях, заложенных в элювиальных, супераквальных и аккумулятивных ландшафтах, из стенки свежевырытого разреза брали образцы почв с ненарушенным строением. С помощью платиновых электродов ЭПЛ-1, в паре со вспомогательными ЭВЛ-1М3, на портативном переносном иономере измеряли показатель окислительно-восстановительного потенциала ф^. Его значения приведены в таблице. Для выравнивания условий опыта влажность в анализируемых образцах доводили до состояния нижней границы текучести, которую определяли балансирным конусом Васильева.
От состояния окислительно-восстановительной системы зависит питательный режим, который складывается неблагоприятно как при резко окислительной, так и при восстановительной обстановке. И.П. Сердобольский [4]
Режим окислительно-восстановительного потенциала в ландшафтах западной части Тамани
Глубина | Плот- | Пороз- | Сухой | Весна | Лето | Осень
отбора проб, см ность почв, г/см3 ность, % остаток, % ЕЬ, мВ гН2 ЕЬ, мВ гН2 ЕЬ, мВ гН2
Элювиальный ланд- 0. .10 1,63 39,4 0,111 340 26,3 350 26,7 320 25,7
шафт, вершина увала 10. 20 1,64 39,3 0,114 210 22,0 223 22,4 300 25,0
(м. Панагия), разрез 31 20. 30 1,57 38,0 0,142 200 21,7 209 22,0 195 21,5
30. 40 1,53 43,0 0,153 198 22,0 209 22,4 186 21,6
40. 50 1,70 36,6 0,148 199 16,1 212 22,5 190 21,7
50. 60 1,60 40,6 0,167 201 24,3 210 24,6 202 24,3
60. 70 1,60 40,6 0,183 204 24,4 230 25,3 201 24,3
70. 80 1,61 40,0 0,195 200 23,5 243 24,9 185 23,0
80. 90 1,57 41,5 0,398 189 23,1 200 23,5 190 23,1
90. .100 1,57 41,5 0,393 180 21,2 190 21,5 176 15,8
170. .180 - - 2,035 120 19,2 125 19,4 118 19,1
Супераквальный 0. 10 Не опр. Не опр. 0,212 307 27,6 315 27,9 300 27,4
ландшафт, оползень 10. 20 « « 0,242 326 28,3 330 28,4 320 28,1
у оз. Таманская 20. 30 « « 0,289 343 28,8 350 29,1 300 27,4
Швейцария, разрез 64 30. 40 « « 0,495 198 24,4 200 24,5 190 24,1
40. 50 « « 0,465 200 24,5 202 24,5 190 24,1
50. 60 « « 0,322 180 23,8 190 24,1 184 23,9
60. 70 « « 0,308 169 23,2 180 23,6 170 23,3
70. 80 « « 0,311 132 22,0 140 22,3 126 21,8
80. 90 « « 0,344 144 22,4 146 22,5 140 22,3
90. .100 « « 0,420 128 21,9 130 21,9 120 21,6
Аккумулятивный 0. 10 1,71 36,2 0,425 201 22,1 210 22,4 190 21,7
ландшафт, берег 10. 20 1,72 36,2 0,421 180 21,4 186 21,6 182 21,5
оз. Рубанова, разрез 19 20. 30 1,73 35,7 0,292 176 21,3 180 21,4 170 21,1
30. 40 1,71 36,0 - 178 21,3 182 21,5 170 21,1
40. 50 1,70 36,6 - 180 21,4 185 21,6 178 21,3
50. 60 1,70 36,6 0,308 180 21,4 186 21,6 175 21,1
60. 70 1,69 37,2 - 178 21,3 180 21,4 169 21,0
70. 80 1,68 37,6 0,438 165 21,1 175 21,2 160 20,9
считает, что в первом случае снижается доступность растениям железа, марганца, отчасти азота. Для образования нитратного азота в процессе нитрификации оптимальны границы окислительно-восстановительного потенциала 340...480 мВ.
Величина ЕЬ тесно связана с рН почвенного раствора. Поэтому для более полной характеристики лесорастительной обстановки в ландшафтах в таблице приведены показатели гН2, рассчитанные по формуле
гН2 = — + 2рН.
2 30 У
При гН2 > 27 преобладают окислительные, при гН2 < 27 восстановительные, а при гН2 < 20 резко восстановительные процессы [4].
Значение окислительно-восстановительного потенциала зависит от физических свойств почв и количества солей в почвенном профиле. В таблице приведены плотность, порозность и сухой остаток.
Проведенные исследования показывают, что в элювиальных позициях геохимических ландшафтов формируются почвы с контрастным окислительно-восстановительным режимом (по классификации И.С. Кауричева [1]). Здесь в верхней части почвенного профиля показатели Eh в разные периоды года составляют 300...350 мВ (разрез 31), а в нижних слоях восстановительная обстановка заметно нарастает и ниже 70 см Eh не превышает 118.200 мВ. Такое состояние окислительно-восстановительной системы вызвано высокой плотностью почвенных горизонтов, тяжелым гранулометрическим составом, низкой пористостью и наличием легкорастворимых солей в почвообразующих породах третичного возраста.
Подобные условия местопроизрастания в сильной степени ограничивают лесопригодность почв, требуют специального подбора пород и применения высокой агротехники, постоянного глубокого рыхления междурядий и дополнительного увлажнения. Долговечность посадок небольшая, продуктивность очень низкая. Сухая жаркая погода в вегетационный период еще больше усложняет лесовыращивание на положительных элементах рельефа. Поэтому лесистость Тамани не превышает 1,2 %. Естественные насаждения уходят с водоразделов на северные склоны и в балки, имеют низкие биометрические показатели и часто встречаются в виде кустарников.
В транзитных условиях северных склонов гряд и широких балок по всему профилю почв складывается окислительная обстановка, особенно песчаных почв. К химическим индикаторам данных ландшафтов, по А.И. Перельману [3], относятся железо, марганец, ванадий, хром, селен и др. В этих условиях вблизи населенных пунктов на северных склонах можно создавать зеленые зоны и лесопарки.
В супераквальных геохимических ландшафтах (разрез 64) граница капиллярной каймы совпадает с верхней границей залегания легкорастворимых солей и переходом окислительных условий к глеевым. Здесь благоустройство ландшафтов требует осторожности и дополнительных тщательных исследований. Можно рекомендовать солеустойчивые кустарники или лесные культуры с поверхностной корневой системой.
При изучении засоления до недавнего времени основное внимание уделялось миграции и концентрации ионов. Вместе с тем в засоленных почвах формируется и окислительно-восстановительная зональность, наиболее ярко выраженная в солончаках. Такие условия создаются на аккумулятивных ландшафтах Таманского полуострова (разрез 19). Растительность здесь скудная, в основном представлена луговой, болотной и галофитной ассоциациями. После ее отмирания органические вещества попадают в более глубокие слои почвы, где нет свободного кислорода и бактерии разлагают растительные остатки, используя для окисления кислород гидроокислов железа, сульфатов и прочих окисленных соединений.
На глубине 10.20 см развивается десульфуризация, в результате чего образуются восстановительные соединения - сероводород и черный коллоидный минерал гидротроилит. В гидротроилитовом горизонте в ассоциации с сероводородом и сульфидами находятся сульфаты (гипс, целестин, мирабилит и др.), что еще больше угнетает рост и развитие фитоценозов. Кроме того, высокие концентрации сероводорода подавляют деятельность десульфуризующих бактерий, формируется глеевый горизонт, развито соле-носное оглеение [2].
В подобных ландшафтах лесоразведение не имеет смысла, так как все попытки создания лесных культур заканчиваются их гибелью. Если возникает необходимость в благоустройстве территории, здесь можно использовать малые архитектурные формы, альпийские горки, растения в кадках и др.
Единственной породой, которая сравнительно устойчива на почвах данной группы, является тамарикс. Некоторые его виды, отличающиеся высокой засухо- и солеустойчивостью, удовлетворительно растут на почвах, на которых другие деревья и кустарники не способны давать сколько-нибудь долговечные насаждения.
На менее засоленных сухих позициях возможно произрастание таких кустарников, как терн, степная вишня, лох, смородина золотистая, желтая акация, жимолость татарская. Однако в связи с карликовым ростом их посадки не представляют сколько-нибудь серьезной ценности.
В заключение следует отметить, что при лесомелиоративных работах в западной части Таманского полуострова нецелесообразно использовать элювиальные компоненты ландшафта как структурного центра, и, видимо, здесь следует создавать бицентрические или полицентрические системы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кауричев, И.С. Почвоведение [Текст] / И.С. Кауричев. - М.: Колос, 1982.
- 410 с.
2. Орлов, А.Я. Режим кислорода в почвенно-грунтовых водах некоторых типов лесных почв Вологодской области [Текст] / А.Я. Орлов // Почвоведение. -1958. - № 12. - С. 36 - 47.
3. Перельман, А.И. Геохимия ландшафта [Текст] / А.И. Перельман. - М.: Высш. шк., 1975. - 312 с.
4. Сердобольский, И.П. Методы определения рН и ОВП при агрохимических исследованиях [Текст] / И.П. Сердобольский // Агрохимические методы исследования почв. - М.: АН СССР, 1954. - 942 с.
P.E. Yakutov
Oxidation-reduction Properties of Meliorated Landscapes in Western Part of Taman Peninsula
Experimental data of oxidation-reduction state are provided for main elements of geochemical landscapes in the western part of Taman peninsula. Their forest-growing conditions are shown.
Keywords: geochemical landscapes, oxidation-reduction systems, forest-growing properties, productivity.
