CC BY
33
*УДК - 615.835.3:612.017
ПОЧВОУЛУЧШАЮЩАЯ РОЛЬ ПОЙМЕННЫХ ЛЕСОВ БАЛАШОВСКОГО ПРИХОПЁРЬЯ
Г.Н. Попов, Н.Ю. Семенова, Е.Б. Смирнова, С.В. Кабанов
Изучено влияние древесно-кустарниковой растительности пойменных лесов на мощность генетического горизонта почвы, на содержание в нем гумуса, макро- и микроэлементов, pH-среды и тяжелых металлов. Установлено увеличение мощности горизонта за счет выноса опада листвы и накопления органики и обогащения его макро- и микроэлементами.
Ключевые слова: пойменные леса, лугово-аллювиальная почва, мощность генетического горизонта, гумус, макро-и микроэлементы.
Древесно-кустарниковая растительность улучшает экологические факторы среды. Леса решают многие проблемы - улучшают микроклимат, гидрогеологические условия и плодородие почв, увеличивают урожайность сельскохозяйственных культур и качество продукции на сопредельных территориях. Они способны обеспечить наиболее эффективные потоки энергии, круговорот веществ и создать наибольшую продуктивность на единицу площади. Средообразуемые особенности пойменных лесов Прихоперья изучены недостаточно[ 1 с.120, 2 с.141].
Методика исследований. Полевые исследования проводились в 2006-2010гг. на реперных участках на базе Балашовского лесничества Саратовского управления лесами, расположенных на различных расстояниях от русла реки Хопёр (700, 1000, 1200 м) ив самих лесных массивах. Содержание гумуса определяли по методу Тюрина в модификации ЦИНАО, 1984; содержание нитратного азота ионометрическим методом, 1986; pH (КС1) по методу ЦИНАО, 1985; подвижного фосфора и обменного калия по Чирикову, 1984; содержание подвижных микроэлементов и тяжелых металлов методом атомноадсорбционной спектроскопии, 1993.
Результаты работы. Проведенные нами исследования показали, что мощность почвенных генетических горизонтов в самих лесах и на различных расстояниях от них стабильно увеличивается по мере приближения ее к лесным насаждениям (таблица 1).
В лесном массиве увеличение мощности горизонта А происходит за счет накопления и разложения лесной подстилки, а в результате снеготаяния гумусовые кислоты перемещаются в нижележащие горизонты.
Таблица 1
Динамика мощности генетических горизонтов аллювиальной луговой почвы, см________________
Генетические горизонты Почва лесного массива 1Н 2Н ЗН 4Н
Разрез 1
А 5-40 0-38 0-35 0-32 0-30
В 45-75 38-72 35-70 32-67 30-65
С 120 120 118 112 110
Разрез 2
А 5-30 0-32 0-31 0-30 0-30
В 35-85 32-81 31-79 30-77 30-75
С 120 118 116 114 108
Разрез 3
А 3-32 0-33 0-32 0-31 0-30
В 35-65 33-63 32-61 31-60 30-60
С 100 98 97 95 95
На расстоянии 1Н горизонт А+В увеличивается за счет выноса опада листвы с лесного массива и накопления органики, благодаря более мощной корневой массы луговых растений, переотложения смытой почвы в результате водной эрозии. Мощность горизонта В увеличилась также за счет разложения мощной корневой системы луговых растений и частичного переноса гумусовых кислот в нижележащий гумусовый горизонт С после чего происходит его постепенное потемнение и приобретение окраски и свойств горизонта В.
Содержание гумуса резко уменьшалось по почвенному профилю и по мере удаления от лесного массива (таблица 2). Если в горизонте А1 под лесными насаждениями количество гумуса равнялось 7,08,5%, то на расстоянии 20Н оно уменьшилось до 5,2-7,0%. Особо заметное влияние леса на накопление гумуса в верхнем корнеобитаемом слое почвы отмечено до 3Н.
Таблица 2
Распределение гумуса по профилю аллювиальной луговой почвы, %____________________
№ Горизонт Почва лесного 1Н ЗН 10Н 20Н
разреза массива
А1 7,2 6,2 5,4 5,3 5,2
1 В1 1,5 1,3 1,4 1,3 1,3
В2 0,8 0,4 0,5 0,4 0,4
Вэ 1,3 1,1 1,2 1,1 1,0
А1 8,5 8,0 7,2 7,1 7,0
А1А2 1,8 1,6 1,7 1,6 1,5
В1 2,1 2,0 1,8 1,7 1,7
2 В2 2,0 1,9 2,1 1,8 1,8
В3 1,5 1,5 1,4 1,4 1,3
В4 0,6 0,6 0,6 0,5 0,5
с 0,3 0,3 0,2 0,2 0
А1 7,0 6,3 5,5 5,2 5,2
А1А2 1,2 1,1 1,0 1,0 0,9
3 В1 0,5 0,4 0,4 0,3 0,3
В2 0,4 0,4 0,4 0,3 0,3
с 0,6 0,6 0,4 0,2 0,2
Общие запасы гумуса в метровом слое почвы под лесными культурами были в 1,2-1,4 раза выше, чем на обычной почве на расстоянии в 20Н. В основном гумус концентрировался в горизонте А, где его запасы составляли 51,7-83,6% от общего количества в метровом слое почвы (таблица 3).
Почвенные разрезы №1 и №3 в горизонте А1 имели слабокислую реакцию почвенного раствора -pH в 1н КС1 5,1-5,5. Почвенный разрез №2 отличается повышенной кислотностью: pH в горизонтах А1 иС 4,6-4,7, а в остальных 3,7-4,2, т.е. почва в первом случае имеет среднюю, а во втором - сильную кислотность. Промежуточное положение занимает разрез №3, имеющий кислотность в горизонте А1 -слабую, В2 - среднюю и в остальных сильную. Среднекислая почва в горизонтах В1 и В2 разреза №1 сменяется близкой к нейтральной в горизонте В3, что связано, по-видимому, с повышенным отложением в этом горизонте карбонатов, нейтрализующих кислотность (таблица 4).
Таблица 3
Запасы гумуса в почве, т/га____________________________________
№ разреза Почва лесного массива 1Н ЗН 10Н 20Н
Горизонт А
1 356 307 267 262 257
2 217 202 186 182 179
3 205 185 162 154 153
Общие запасы
1 477 399 366 360 346
2 405 384 360 343 334
3 253 228 204 184 183
Содержание легкогидролизуемого азота в горизонте А1 колеблется от 130 до 160 мг/кг, что свидетельствует о высокой обеспеченности пойменных почв Прихоперья этим элементом. Вниз по почвенному профилю его количество резко снижается составляя 35-77 мг/кг(средняя обеспеченность).
Максимальное содержание подвижного фосфора, определенного методом Чирикова, обнаружено в в верхнем слое разреза №3 -235 мг/кг почвы. Этот слой у разреза 31 имел меньше фосфора в 1,6, а №2 - 1,8 раза. В первом случае почва обеспечена элементом высоко, а во втором и третьем - средне. Во всех остальных горизонтах, за исключением В3 (разрез №1) почва была обеспечена фосфором низко, особенно малые концентрации отмечены в разрезе №2, что мы связываем с кислой реакцией среды и переходом доступного фосфора в труднодоступное состояние из-за более высокого содержания в этих условиях полуторных окислов - железа и алюминия.
Пойменные почвы в горизонте А1 имеют высокое содержание обменного калия - 185-300 мг/кг. Закономерность здесь аналогична фосфору - образец №1 имел элемента меньше в 1,4, а №2 - 106 раза по сравнению с образцом №3. Вниз по профилю содержание калия снизилось до 20-40 мг/кг, что говорит о его низкой обеспеченности.
Таблица 4
Реакция почвенного раствора и распределение подвижных соединений макроэлементов по
почвенному профилю пойменных почв Прихоперья, мг/кг
№ разреза Горизонт pH 1нКС1 N Р2О5 К2О ЯО3
1 А: 5,1 130 151 220 4,6
В: 4,8 58 47 40 3,2
В2 4,6 63 27 20 2,0
Вз 6,5 60 155 З0 10,2
2 Ai 4,7 160 1З4 185 6,6
A1A2 4,0 70 15 40 1,7
Bl З,9 70 12 З5 З,1
B2 З,7 77 7 З0 2,0
Вз 4,1 56 5 З0 2,2
B4 4,2 56 26 З0 2,8
С 4,6 49 27 20 2,0
З Ai 5,5 1З7 2З5 З00 6,0
A1A2 4,1 61 22 З0 2,0
Bl 4,2 З5 26 20 2,2
B2 4,9 42 20 20 4,4
С 4,4 56 41 З5 2,0
Верхний горизонт аллювиальных почв имел 4,6-6,6 мг/кг подвижной серы - обеспеченность низкая. Вниз по профилю, за исключением горизонта В3 (образец №1), количество этого элемента сильно снижалось - 1,7-4,4 мг/кг. Пойменные почвы Прихоперья высоко обеспечены водорастворимым бором, за исключением образца №3, где нижней части почвенного профиля содержание этого элемента опускалось до очень низких величин, или не было обнаружено совсем (таблица 5). Средне и высоко они обеспечены также подвижным молибденом. Подвижных соединений марганца, цинка, меди и кобальта мало, особенно в нижних горизонтах.
Низкое содержание серы, марганца, цинка, меди и кобальта в пойменных почвах Прихоперья ставит на повестку дня вопрос о необходимости применения соответствующих удобрений для повышения плодородия почв и продуктивности луговых трав.
Таблица 5
№ разреза Горизонт в Mo Mn Zn Cu Co
1 Ai 2,10 0,З5 12 1,52 0,02 0,04
Bl 0,90 0,З4 8 0,47
В2 0,40 0,07 1 0,16
Вз 0,60 0,15 2 0,З4
2 Al 2,50 0,27 7 2,28 0,0З 0,04
А1А2 0,55 0,2З 2 0,78
Bl 0,85 0,44 4 0,75
в2 0,60 0,24 2 0,72
Вз 1,00 0,З7 2 0,81
В4 0,З0 0,1З 1 0,65
С 0,З5 0,08 2 0,28
З Al 2,З5 0,17 7 1,64 0,04 0,04
А1А2 0,15 0,З5 1 0,59
Bl 0,00 0,14 1 0,З2
в2 0,20 0,09 1 0,З7
C 0,40 0,15 2 0,56
Валовое содержание марганца, меди и цинка составляет 0,3-0,5, свинца 0,6 и никеля 0,1 ПДК; ртуть обнаружена в виде следов, то есть пойменные почвы тяжелыми металлами не загрязнены (таблица 6).
Таблица 6
___________Содержание тяжелых металлов в пойменных почвах Прихоперья, мг/кг почвы__________________
Показатели Средневзвешанное значение ПДК Единиц ПДК
Свинец 18 З0 0,6
Кадмий 0,49 з 0,2
Цинк 51 100 0,5
Ртуть следы 2,1 -
Никель 9 80 0,1
Медь 12,1 50 0,4
Марганец 18З 1500 0,З
Таким образом, пойменные дубравы выполняют почвоулучшающую роль. Они позволяют смягчить микроклимат прилегающих участков до 20Н, увеличить мощность верхних горизонтов почв на 3-15%, повысить содержание гумуса, макро- и микроэлементов.
The present work studies influence of arboreal shrubby vegetation of inundated forests on wealth of genetic layer of earth, on the content in it of a humus, macro- and microelements, pH-medium and heavy metals. The given research reveals increase the wealth of layer of earth for the count of a forest floor and accumulation of organic chemistry and its enrichment with macro- and microelements.
Список литературы.
1. Золотухин, А.И. Пойменные леса Прихопёрья: состояние эколого-ценотическая структура, биоразнообразие: монография/ А.И. Золотухин, А.А. Овчаренко. Балашов: Николаев, 2007. 152с.
2. Попов, Г.Н. Агрохимия микроэлементов в степном Поволжье / Г.Н. Попов, Саратов: СГУ,
1984.184с.
Об авторах
Попов Г.Н. - доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры химии, агрохимии и почвоведения Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова.
Семенова Н.Ю. - кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии и методики ее преподавания Балашовского института Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского, semj опоуапа1аііа@шаіі. ги
Смирнова Е.Б. - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры биологии и методики ее преподавания Балашовского института Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского, elena.pгentan@yandex.гu
Кабанов С.В. - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры лесоводства и лесной таксации Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова, zdoгovoles@yandex.гu
