CC BY
28УДК 631.474
Л. Ю. Гончарова, Т. М. Минкина, С. С. Манджиева, А. К. Шерстнев, О. А. Бирюкова, Н. Е. Кравцова, И. В. Замулина
Академия биологии и биотехнологии имени Д. И. Ивановского Южного федерального университета, Ростов-на-Дону, Российская Федерация
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЧЕРНОЗЕМОВ ОБЫКНОВЕННЫХ ОСОБО ОХРАНЯЕМЫХ ТЕРРИТОРИЙ НИЖНЕГО ДОНА
Целью настоящего исследования является изучение современного состояния черноземов обыкновенных трех особо охраняемых природных территорий Нижнего Дона. Объектами исследований являлись черноземы обыкновенные карбонатные сред-немощные и мощные на лессовидных суглинках особо охраняемых природных территорий Нижнего Дона: Ботанического сада ЮФУ, Персиановской заповедной степи, заповедной залежи «Приазовская степь» учебно-опытного хозяйства ЮФУ «Недвигов-ка». Установлено, что различное содержание гумуса, а также показатели гранулометрического и элементного состава почв зависит от периода и режима заповедования особо охраняемых природных территорий. При сравнении данных по гумусному состоянию рассматриваемых почв в разные годы исследований установлено, что с 1953 по 2014 г. произошло снижение содержания гумуса с 4,42 до 3,55 % в черноземе обыкновенном Ботанического сада ЮФУ. В черноземах Недвиговки и Персиановской заповедной степи, в отличие от черноземов Ботанического сада, с 1953 г. содержание гумуса стабильно. По содержанию гумуса и его запасам, мощности гумусово-аккумулятивного горизонта А и гумусового горизонта А + В, степени обеспеченности макро- и микроэлементами черноземы обыкновенные исследуемых особо охраняемых природных территорий можно ранжировать следующим образом: Персиановская заповедная степь > Ботанический сад ЮФУ > Приазовская степь, что соответствует длительности режима их заповедования. Расположенный в центре мегаполиса (г. Ростове-на-Дону) Ботанический сад ЮФУ имеет более высокое содержание свинца в верхнем горизонте чернозема обыкновенного по сравнению с другими почвами рассматриваемых участков.
Ключевые слова: гранулометрический состав почв, гумус, особо охраняемые природные территории, тяжелые металлы, черноземы.
L. Yu. Goncharova, T. M. Minkina, S. S. Mandzhieva, A. K. Sherstnev, O. A. Biryukova, N. E. Kravtsova, I. V. Zamulina
Academy of Biology and Biotechnology named after D. I. Ivanovsky of Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russian Federation
PRESENT STATUS OF ORDINARY CHERNOZEMS OF SPECIALLY PROTECTED AREAS OF THE LOWER DON
The aim of this research is to investigate the present status of ordinary chernozem in Specially Protected Natural Areas (SPNA) of the Lower Don. The objects of the study were ordinary chernozems carbonate medium deep and deep on loess loam of SPNA of the Lower Don: Botanic Garden of the South Federal University (SFU), Persianovskaya Reserve Steppe, protected fallow land "Priazovskaya Steppe" of study-experimental farm of SFU "Nedvigovka". In was revealed that the different content of humus, as well as the terms of texture and elemental composition of soils, depends on the period and regime of protection of
SPNA. Comparing the data on humus status of considering soils over the years of the study enables to find that from 1953 to 2014 humus content decreased from 4.42 to 3.55 % in ordinary chernozem of Botanic Garden of SFU. In chernozems of Nedvigovka and Persianovskaya Reserve Steppe, as opposed to chernozem of Botanic Garden, humus content was stable from 1953. Depending on humus content and its reserves, depth of humus-accumulative horizon A and humus horizon A+B, the level of availability of macro- and micro-elements, ordinary chernozems of the study SPNA can be ranked as following: Persianovskaya Reserve Steppe > Botanic Garden of SFU > Persianovskaya Reserve Steppe. This rank is corresponding to the duration of protected regime. Botanic Garden of SFU situated in the center of megalopolis (the city of Rostov-on-Don) has higher content of lead (Pb) in the topsoil of ordinary chernozem comparing to the other soils of considering sites.
Keywords: soil texture, humus, Specially Protected Natural Areas, heavy metals, chernozems.
Введение. Нижний Дон является крупным производителем сельскохозяйственной продукции и одновременно регионом с развитой промышленностью. Основными типами почв в общей структуре земель Нижнего Дона являются черноземы, на долю которых приходится почти 65 % почв. Уникальные природные степные биогеоценозы с богатой флорой и фауной в связи с интенсивным их использованием почти полностью распаханы и практически полностью утрачены. Частично они сохранились лишь на неудобьях и в лесополосах. Для мониторинга процессов деградации почв необходимы их природные аналоги или эталонные участки, в минимальной степени измененные антропогенными факторами [1, 2].
Одним из наиболее эффективных путей восстановления и сохранения естественных экосистем является создание научно обоснованной системы особо охраняемых природных территорий (ООПТ), охватывающей типичные и уникальные ландшафты, места произрастания и обитания хозяйственно ценных, редких и исчезающих видов растительного и животного мира, а также эталонные участки с сохранившимися коренными растительными сообществами [3-9].
ООПТ - это участки земли, водной поверхности и воздушного пространства над ними, где располагаются природные комплексы и объекты, которые имеют особое природоохранное, научное, культурное, эстетическое, рекреационное и оздоровительное значение, которые изъяты реше-
ниями органов государственной власти полностью или частично из хозяйственного использования и для которых установлен режим особой охраны1.
Все ООПТ по признаку заповедности можно классифицировать на три группы:
- абсолютное заповедование. Данный режим присущ природным заповедникам и памятникам природы. Он исключает хозяйственную деятельность человека на своей территории. Вмешательство человека допускается только в исключительных случаях - для научных исследований, проведения санитарных рубок деревьев, борьбы с пожарами, уничтожения хищников и т. д.;
- относительное заповедование. Данный режим означает сочетание абсолютного запрета и ограниченной хозяйственной деятельности по эксплуатации природных ресурсов. Этому признаку соответствует организация заказников;
- смешанный режим. Данный режим означает сочетание заповедных зон с зонами, используемыми для отдыха и туризма. Проявляется при организации национальных и природных парков.
Памятниками природы объявляются отдельные уникальные природные объекты и комплексы, ценные в экологическом, научном, историко-культурном, эстетическом и эколого-просветительском отношении и нуждающиеся в особой охране государства. Основной целью объявления природных объектов и комплексов памятниками природы является сохранение их в естественном состоянии1.
Наряду с памятниками природы с учетом особенностей режима охраны и статуса находящихся на них природоохранных учреждений выделяют следующие категории ООПТ: государственные природные заповедники, в том числе биосферные, национальные парки, природные парки, го-
1 Об особо охраняемых природных территориях: Федеральный закон от 14 марта 1995 г. № ЗЗ-ФЗ: по состоянию на 2009 г.
сударственные природные заказники, дендрологические парки и ботанические сады, лечебно-оздоровительные местности и курорты.
Цель работы - изучение современного состояния черноземов обыкновенных карбонатных особо охраняемых территорий Нижнего Дона.
Материалы и методы. Нижний Дон представляет собой степное пространство от среднего течения реки Дон на севере до Прикубанской равнины (впадины) на юге и от порогов Донецкого кряжа на западе до Ер-геней на востоке. Обширную территорию в бассейне Нижнего Дона занимает Ростовская область [10].
Регион имеет благоприятный умеренно континентальный климат. Средняя температура воздуха в январе - минус 7 °С, в июле - плюс 23 °С. Продолжительность солнечного сияния равна 2050-2150 ч/год. Среднее годовое количество осадков составляет 424 мм. Их количество уменьшается в направлении с запада (650 мм) на восток (до 400 мм) [11].
Объектами исследований являлись черноземы обыкновенные карбонатные среднемощные и мощные на лессовидных суглинках ООПТ Нижнего Дона:
- Ботанического сада ЮФУ (Ботсада ЮФУ);
- Персиановской заповедной степи;
- заповедной залежи «Приазовская степь» учебно-опытного хозяйства ЮФУ (УОХ ЮФУ) «Недвиговка».
Месторасположение ООПТ представлено на рисунке 1.
Ботанический сад ЮФУ (площадь - 160,5 га) расположен внутри мегаполиса - города Ростова-на-Дону. Территория используется не только для накопления и сохранения уникального генофонда, но и для интродукции растений мировой и отечественной флоры в степную зону. Ботанический сад создан в 1927 г. В 2006 г. по решению администрации Ростовской области Ботанический сад был включен в перечень ООПТ как государственный памятник природы местного значения со смешанным режимом заповедования [12].
Рисунок 1 - Карта исследуемых ООПТ Нижнего Дона (фото с сайта https://www.google.ru/maps)
Персиановская заповедная степь (площадь - 66 га) является уникальным массивом сохранившейся целинной растительности и целинного почвенного покрова Приазовской степи с большим количеством редких и исчезающих в настоящее время степных растений. Она расположена на территории учебно-опытного хозяйства Донского государственного аграрного университета в Октябрьском районе Ростовской области в 5 км от автострады Ростов-на-Дону - Шахты и в 10 км к северу от г. Новочеркасска [12]. Как заповедник существует с начала ХХ века, а с 1990 г. является государственным памятником природы местного значения с абсолютным режимом заповедования.
Заповедная залежь «Приазовская степь» УОХ ЮФУ «Недвиговка» (площадь - 15 га) находится в Мясниковском районе Ростовской области. Расположена в 2 км от железнодорожной остановочной площадки «Тана-ис» и в 2 км от автострады Ростов-на-Дону - Таганрог. Заповедная залежь «Приазовская степь» создана для восстановления и сохранения уникаль-
ных природных объектов степной зоны. Как залежь с абсолютным режимом заповедования существует с 1939 г. [12].
В августе 2014 г. были заложены и описаны почвенные разрезы на ООПТ Ростовской области, из которых по генетическим горизонтам отобраны почвенные образцы (рисунок 2). Морфологический профиль черноземов обыкновенных исследуемых ООПТ характеризуется гумусовым горизонтом средней мощности (45-80 см). Вскипание отмечается или с поверхности, или внизу гумусового горизонта. Карбонатные выделения преимущественно в виде редкого псевдомицелия появляются немного глубже линии вскипания, их максимум (белоглазка) сосредоточен в нижней части переходного горизонта Вк или ВСк.
1
■ н
I • ?
■ У.1*.-' Г
\ 1 I
■ < 111 ¡1
Л я'"*'
»
■! ■ 'Чей .- V 5
* ш
: V фк'^"
Ботанический сад ЮФУ
Персиановская заповедная степь
Заповедная залежь «Приазовская степь» УОХ ЮФУ «Недвиговка»
Рисунок 2 - Почвенные разрезы черноземов обыкновенных исследуемых ООПТ (автор фото Л. Ю. Гончарова)
Характерным морфологическим признаком исследуемых почв является темно-серая окраска гумусовых горизонтов, переходящая постепенно к буровато-палевым тонам нижних горизонтов. Горизонты А и АВ сильно
задернены корнями с множественными гумусированными ходами дождевых червей, имеют зернистую, зернисто-комковатую структуру. Переход в нижележащие горизонты постепенный. Горизонты В, ВС и С имеют темно-бурую, буровато-палевую окраску. Структура комковато-ореховатая и комковатая. Гранулометрический состав тяжелосуглинистый. Исследуемые черноземы обыкновенные характеризуются специфическими особенностями распределения свободных карбонатов. Варьирующие количества свободных карбонатов присутствуют на разных глубинах двухметровой почвенной толщи. Также отличительной чертой черноземов обыкновенных является наличие, наряду с обычными для черноземов формами карбонатных новообразований (белоглазкой и прожилками), мицелярной формы карбонатов в виде карбонатной «плесени» [13-15]. Часто черноземы обыкновенные называют мицелярно-карбонатными. Мягкая зима, слабое зимнее промерзание, глубокое промачивание почвы, длительный теплый период, чередование нисходящих и восходящих токов влаги определяют значительную амплитуду миграции карбонатов по профилю и способствуют появлению мицелярных новообразований, хорошо наблюдаемых на срезе высыхающей почвы.
Содержание гумуса определяли по методу Тюрина в модификации Симакова [16, 17]. Гранулометрический состав определяли методом «пипетки» [18].
Для вычисления запасов гумуса использовали формулу [19]:
А=Н-V ■ Х,
где А - запас гумуса, т/га, в слое почвы мощностью Н, см;
V - плотность почвы, т/м3;
Х - содержание гумуса, %.
Определение элементного состава в почвенных пробах проводилось методом рентгенофлуоресцентного анализа на спектрометре «Спектроскан Макс^У».
Полученные данные статистически обработаны. Повторность трехкратная.
Результаты и обсуждение. По мощности гумусово-аккумулятив-ного горизонта А и гумусового горизонта А + В чернозем обыкновенный Персиановской заповедной степи классифицируется как мощный, а черноземы Недвиговки и Ботанического сада - как среднемощные (таблица 1). Наименьшей мощностью горизонтов А и А + В характеризуются черноземы обыкновенные Недвиговки, что является их генетической особенностью [12].
Таблица 1 - Морфометрические характеристики черноземов
обыкновенных карбонатных ООПТ Нижнего Дона
Чернозем обыкновенный карбонатный Мощность горизонта А, см Мощность А + В, см Глубина залегания белоглазки, см Запас гумуса в горизонте А, т/га
Ботанический сад ЮФУ 31,0 ± 2,6 76,0 ± 3,6 75,0 ± 8,1 129,9 ± 7,0
Персиановская заповедная степь 48,0 ± 4,4 90,0 ± 6,5 90,0 ± 5,6 280,8 ± 10,5
Заповедная степь УОХ ЮФУ «Недви-говка» 27,0 ± 3,5 52,0 ± 4,0 62,0 ± 7,5 137,2 ± 8,0
Наибольшее содержание гумуса (таблица 2) в перегнойно-аккумуля-тивном горизонте (один из важнейших почвенных показателей) отмечено в черноземе обыкновенном Персиановской заповедной степи (5 %), что соответствует средней обеспеченности [20]. Черноземы УОХ «Недвигов-ка» и Ботанического сада ЮФУ характеризуются низким содержанием гумуса (4,00 и 3,55 % соответственно).
Таблица 2 - Содержание гумуса в гумусовом горизонте (А)
черноземов обыкновенных ООПТ Нижнего Дона в различные периоды исследований
Год исследований Ботанический сад ЮФУ Персиановская заповедная степь Заповедная степь УОХ ЮФУ «Недвиговка»
1953 4,42 ± 0,30 5,15 ± 0,38 4,16 ± 0,25
1983 4,10 ± 0,25 5,00 ± 0,32 4,11 ± 0,20
2014 3,55 ± 0,30 5,08 ± 0,26 4,00 ± 0,31
По запасам гумуса (т/га) в черноземах обыкновенных карбонатных
закономерность, выявленная по содержанию гумуса, сохраняется: наибольшие запасы гумуса отмечены в Персиановской заповедной степи (280,8 т/га), что соответствует очень высокому уровню обеспеченности [20]. Черноземы Ботанического сада ЮФУ и УОХ ЮФУ «Недвиговка» характеризуются средними запасами гумуса.
Уровень рН верхних горизонтов этих почв составляет 7,5; нижних горизонтов - 8,3. Карбонатный мицелий четко выражен на глубине 20-30 см от линии вскипания и до начала конкреционных выделений СаСО3, которое варьирует от 62 см (Ботсад ЮФУ) до 90 см (Персиановская степь) (таблица 1). Белоглазка представлена наиболее мобильным карбонатным материалом - игольчатым кальцитом - люблинитом (СаСО3 • 6Н2О), с глубиной появляются также кальцит и доломит [15, 21].
При изучении гранулометрического состава черноземов обыкновенных всех ООПТ выявлено повышенное содержание (27-45 %) крупнопы-леватой фракции (частиц 0,05-0,01 мм) (таблица 3). По минералогическому составу эта фракция мало отличается от песчаной фракции, так как состоит из обломков первичных минералов - кварца и полевых шпатов. Фракция крупной пыли не пластична, слабо набухает, характеризуется невысокой влагоемкостью.
Таблица 3 - Гранулометрический состав черноземов обыкновенных карбонатных изучаемых ООПТ
Гори- Глу- Размер фракций (мм) и их содержание ( %)
зонт бина, 1,00-0,25; 0,25- 0,05- 0,010- 0,005- < < 0,01; > 0,01;
см крупный 0,05; 0,01; 0,005; 0,001; 0,001; физи- физи-
и средний мелкий крупная средняя мелкая ил ческая ческий
песок песок пыль пыль пыль глина песок
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ботанический сад ЮФУ
Ad 0-10 0,25 1,98 46,82 7,69 8,32 34,92 50,93 49,05
А 10-25 0,10 10,76 31,91 6,52 12,01 38,68 57,21 42,77
АВ 25-60 0,01 1,69 42,98 8,57 10,90 35,83 55,30 44,68
В 60-80 0,16 13,00 28,33 3,89 18,02 36,58 58,49 41,49
ВС 80-90 0,09 4,18 45,63 3,54 12,47 34,07 50,08 49,90
Персиановская заповедная степь
Ad 0-10 - 16,4 27,0 4,3 15,2 37,1 56,6 43,4
Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 4(20), 2015 г., [210-227] Продолжение таблицы 3
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
А 20-30 - 9,7 38,6 9,3 12,7 29,7 51,7 48,3
АВ 50-70 - 11,9 37,2 10,1 14,3 26,5 50,9 49,1
В 75-80 - 12,4 36,7 11,2 16,4 23,3 50,9 49,1
ВС 90-95 - 14,9 34,0 11,5 15,6 24,0 51,1 48,9
Заповедная степь УОХ ЮФУ «Недвиговка»
Ad 0-5 1,7 26,3 39,1 9,4 12,7 10,8 32,9 67,1
А 15-20 1,0 26,3 34,6 11,7 12,2 14,2 38,1 61,9
АВ 35-45 1,1 24,4 37,8 8,1 12,8 15,8 36,7 63,3
В 60-80 0,9 25,8 36,4 7,3 10,6 19,0 36,9 63,1
ВС 85-90 0,6 25,2 35,8 6,4 8,9 23,1 38,4 61,6
По преобладающим фракциям изучаемые черноземы классифицируются следующим образом: чернозем обыкновенный Ботсада ЮФУ - ило-вато-крупнопылеватый, чернозем обыкновенный Персиановской заповедной степи - крупнопылевато-иловатый, чернозем обыкновенный Недви-говки - мелкопесчанисто-крупнопылеватый.
По содержанию физической глины (< 0,01 мм) изучаемые черноземы Персиановской заповедной степи и Ботанического сада ЮФУ определяются как тяжелосуглинистые, а чернозем УОХ ЮФУ «Недвиговка» - как среднесуглинистый.
Результаты элементного состава исследуемых почв показали (таблица 4), что содержание SiO2, А1203 и Fe2O3 примерно равномерно по профилю всех исследуемых почв. Это характерно для черноземного типа почвообразования. Содержание микроэлементов незначительно и постепенно убывает с глубиной, а количество СаО и MgO увеличивается вниз по профилю в связи с увеличением количества карбонатов.
По мощности гумусово-аккумулятивного горизонта А и гумусового горизонта А + В изучаемые почвы можно ранжировать следующим образом: черноземы обыкновенные Персиановской заповедной степи > черноземы обыкновенные Ботанического сада > черноземы обыкновенные заповедной залежи «Приазовская степь» УОХ ЮФУ «Недвиговка».
Таблица 4 - Элементный состав черноземов обыкновенных карбонатных исследуемых ООПТ
Элемент Ботанический сад ЮФУ Персиановская заповедная степь Заповедная степь УОХ ЮФУ ПДК
«Недвиговка»
А^ А, АВ, Вса, А^ А, АВ, Вса, А^ А, АВ, Вса,
0-5* 15-20 35-45 70-80 0-10 20-30 75-80 90-95 0-5 15-20 35-45 70-80
Т102 (%) 0,80 0,79 0,79 0,76 0,80 0,78 0,77 0,76 0,76 0,80 0,79 0,74
МпО (ррт) 848,66 818,84 845,62 642,91 960,13 950,62 751,35 747,41 782,90 787,36 685,26 582,93
Fe2Oз (%) 5,12 4,75 4,70 4,50 5,26 4,92 4,78 4,62 4,43 4,58 4,13 3,88
Си (ррт) 53,31 51,44 53,21 53,88 56,50 57,76 62,80 60,68 45,34 48,72 48,95 52,32 55
Zn (ррт) 92,34 83,01 78,19 71,21 86,07 83,31 80,80 77,57 74,01 68,70 61,90 64,64 100
РЬ (ррт) 40,0 34,7 28,3 21,0 33,30 27,15 12,12 13,60 27,88 30,23 26,77 21,33 32
СаО (%) 1,88 1,99 2,52 7,95 2,35 2,56 8,58 9,34 2,19 2,16 5,90 9,06
А12О3 (%) 11,95 11,01 10,92 10,50 12,08 12,16 11,71 11,67 10,94 11,33 10,63 10,39
Б1О2 (%) 62,81 61,35 56,78 53,22 63,95 63,72 55,58 54,46 66,77 67,16 61,79 57,81
Р2О5 (%) 0,16 0,15 0,14 0,15 0,16 0,15 0,16 0,15 0,14 0,13 0,14 0,13
К2О (%) 2,1 2,1 2,0 1,7 2,16 2,08 1,81 1,76 1,94 1,89 1,78 1,70
М§О (%) 1,13 1,18 1,22 2,00 1,35 1,42 2,17 2,32 1,21 1,20 1,67 2,15
* глубина в см.
Ж
рэ
у
Л X
Е »
ж
у
43 X
рэ Й
Р
о о о
к
КС о я о ч о
я
43
о
Й о
о Й к о
43
РЭ
с
к
№
ю о
ю о
г
1
0
I
ю ю
Среди изучаемых ООПТ самое низкое содержание гумуса отмечено в черноземах Ботанического сада ЮФУ, что объясняется наименьшим периодом залежности (9 лет) исследуемого участка и смешанным режимом заповедования. До настоящего времени на исследуемом участке проводятся нерегулируемые укосы естественной травянистой растительности, что приводит к потере органического вещества почв (таблица 2). Проведенный анализ содержания гумуса в черноземах обыкновенных в различные годы показал, что в Ботаническом саду произошло снижение этого показателя с 4,42 % в 1953 г. до 3,55 % в 2014 г. [22, 23]. То есть за 61 год содержание гумуса уменьшилось на 0,87 %. В настоящее время они находятся в стадии восстановления.
В черноземах обыкновенных Недвиговки и Персиановской заповедной степи, где применяется абсолютный режим заповедования, с 1953 г. не зафиксированы изменения в содержании гумуса (таблица 2). Следовательно, на уровень гумусности влияет как срок, так и режим заповедования.
Черноземы Персиановской заповедной степи и Ботанического сада ЮФУ объединяет достаточно высокое содержание ила. Данные, полученные В. С. Крыщенко и Р. В. Кузнецовым [24], показывают, что в составе илистых фракций черноземов обыкновенных и южных отмечаются четыре группы глинистых минералов: каолинит и хлорит, гидрослюда и смектит. В пылеватой фракции почв по сравнению с илистой фракцией количество гидрослюд возрастает на 10-19 %, а количество смектитов уменьшается.
Черноземы УОХ ЮФУ «Недвиговка» отличаются повышенным содержанием мелкого песка, что объясняет более низкий уровень почвенного плодородия.
Проведенный анализ данных элементного состава изучаемых почв показал, что, несмотря на общие закономерности распределения элементов по почвенному профилю, характерные для черноземообразования, существуют некоторые особенности для различных ООПТ.
Так, содержание МпО, Fe2O3, Си, 7п и РЬ в черноземе обыкновенном в Недвиговке ниже в 1,1-1,3 раза, чем в Персиановской заповедной степи и в Ботаническом саду ЮФУ, что можно объяснить различиями в гранулометрическом составе этих почв и показателями их гумусного состояния. Необходимо отметить увеличение содержания меди вниз по профилю чернозема обыкновенного на всех ООПТ, что объясняется особенностями химического состава тяжелых лессовидных суглинков. Эти почвообразую-щие породы, как было установлено Н. А. Протасовой [25], характеризуются повышенным содержанием меди в отличие от флювиогляциальных пород и легких лессовидных суглинков. Таковы региональные биогеохимические особенности микроэлементного состава почв Ростовской области и минералогического состава почвообразующих пород. Желто-бурые лессовидные суглинки и глины предкавказских равнин унаследовали устойчивые минералы исходных пород с характерным микроэлементным составом минералов [26]. Более легкий гранулометрический состав чернозема обыкновенного в Недвиговке обуславливает повышенное по сравнению с другими исследуемыми почвами содержание SiO2. Превышение ПДК по тяжелым металлам на территории заповедной степи в Недвиговке не установлено.
Для чернозема обыкновенного Персиановской заповедной степи характерно самое высокое содержание макро- и микроэлементов на изучаемых ООПТ, что обусловлено наибольшим содержанием гумуса (5 %). Содержание меди и свинца достигает ПДК данных элементов, что, вероятно, объясняется влиянием близко расположенной Новочеркасской ГРЭС (10 км), одной из крупнейших тепловых электростанций России.
В черноземах обыкновенных Ботанического сада установлено более низкое содержание СаО и MgO по сравнению с черноземами Персианов-ской заповедной степи и Недвиговки (таблица 4), что объясняется интенсивными процессами выщелачивания карбонатов [22, 23]. В черноземе Ботанического сада ЮФУ, расположенного в центре мегаполиса, зафиксиро-
вано превышение ПДК только по РЬ, что обусловлено выбросами предприятий и автотранспорта.
Выводы
1 Наибольшим содержанием гумуса и его запасами, а также мощностью гумусово-аккумулятивного горизонта А и гумусового горизонта А + В характеризуется чернозем обыкновенный Персиановской заповедной степи, что обусловлено длительным (около 115 лет) периодом и режимом заповедования.
2 При сравнении данных о гумусном состоянии изучаемых почв в разные годы исследований установлено, что с 1953 по 2014 г. произошло снижение содержания гумуса с 4,42 до 3,55 % в черноземе обыкновенном Ботанического сада ЮФУ. В черноземах Недвиговки и Персиановской заповедной степи, в отличие от черноземов Ботанического сада, с 1953 г. содержание гумуса стабильно.
3 Во всех черноземах изучаемых ООПТ выявлено повышенное содержание (27-45 %) крупнопылеватой гранулометрической фракции (частиц 0,05-0,01 мм). Черноземы Персиановской заповедной степи и Ботанического сада ЮФУ характеризуются высоким содержанием ила, а черноземы УОХ ЮФУ «Недвиговка» отличаются повышенным содержанием мелкого песка, что объясняет более низкий уровень их почвенного плодородия.
4 По степени обеспеченности макро- и микроэлементами черноземы обыкновенные исследуемых ООПТ можно ранжировать следующим образом: Персиановская заповедная степь > Ботанический сад ЮФУ > УОХ ЮФУ «Недвиговка».
5 Установлено увеличение содержания меди вниз по профилю чернозема обыкновенного на всех ООПТ, что объясняется особенностями химического состава почвообразующих пород - лессовидных суглинков, содержащих медь в качестве сопутствующего элемента. Для чернозема обыкновенного Недвиговки отмечено повышенное по сравнению с други-
ми ООПТ содержание SiO2, что обусловлено более легким гранулометрическим составом.
6 Черноземы обыкновенные на изучаемых ООПТ Нижнего Дона не загрязнены тяжелыми металлами. Отмечается незначительное превышение ПДК свинца в почвах Ботанического сада ЮФУ, расположенного в центре города Ростова-на-Дону.
7 Выявленные особенности элементного и гранулометрического состава черноземов различных ООПТ необходимо учитывать при выборе эталонных (контрольных) участков при мониторинге загрязнения почв Нижнего Дона.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ, проект проектной части госзадания № 5.885.2014/K.
Список литературы
1 Астахов, А. С. Природные ресурсы и национальное богатство / А. С. Астахов. - М.: Энергия, 2010. - 220 с.
2 Ашихмина, Т. Я. Экологический мониторинг / Т. Я. Ашихмина. - М.: Академический проект, 2006. - 416 с.
3 Дежкин, В. В. Территориальная охрана природы в мире и в России / В. В. Деж-кин // Россия в окружающем мире: 2005: аналитический ежегодник; под ред. Н. Н. Мар-фенина, С. А. Степанова. - М.: Модус-К - Этерна, 2006. - С. 59-81.
4 Санников, П. Ю. Перспективы развития сети особо охраняемых природных территорий Пермского края / П. Ю. Санников // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2014. - Т. 16, № 1(4). - С. 1250-1253.
5 Buzmakov, S. A. Landscape and biological diversity of protected areas network in Perm krai / S. A. Buzmakov, P. Yu. Sannikov // American Journal of Environmental Sciences. - 2014. - № 10(5). - P. 516-522.
6 The ecological effectiveness of protected areas: The United Kingdom / K. J. Gaston, K. Charman, S. F. Jackson, P. R. Armsworth, A. Bonn, R. A. Briers, C. S. Q. Callaghan, R. Catchpole, D. Hopkins, W. E. Kunin, J. Latham, P. Opdam, R. Stoneman, D. A. Stroud, R. Tratt // Biological conservation. - 2006. - N 132. - P. 76-87.
7 Gaston, K. J. The ecological performance of protected areas / S. F. Jackson, L. Cantu-Salazar, G. Cruz-Pinon // Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. -2008. - Vol. 39. - P. 93-113.
8 United Nations List of Protected / IUCN, Gland, Switzerland and Cambridge, UK and UNEP-WCMC, Cambridge, UK. - 1998. - 412 p.
9 United Nations List of Protected Areas / IUCN, Gland, Switzerland and Cambridge, UK and UNEP-WCMC, Cambridge, UK. - 2003. - 44 p.
10 Физическая география Нижнего Дона / под ред. В. М. Чупахина. - Ростов н/Д.: Изд-во Ростовского ун-та, 1971. - 149 с.
11 Агроклиматические ресурсы Ростовской области. - Л.: Гидрометеоиздат, 1972. - 251 с.
12 Красная книга почв России: объекты Красной книги и кадастра особо ценных почв / под ред. Г. В. Добровольского, Е. Д. Никитина. - М.: МАКС Пресс, 2009. - 576 с.
13 Безуглова, О. С. Гумусное состояние почв юга России / О. С. Безуглова. -Ростов н/Д.: Изд-во СКНЦ ВШ, 2001. - 228 с.
14 Вальков, В. Ф. Почвоведение (почвы Северного Кавказа) / В. Ф. Вальков. -Краснодар: Советская Кубань, 2002. - 728 с.
15 Минкина, Т. М. Состав соединений тяжелых металлов в почвах / Т. М. Мин-кина, Г. В. Мотузова, О. Г. Назаренко. - Ростов н/Д.: Изд-во «Эверест», 2009. - 208 с.
16 Воробьева, Л. А. Теория и практика химического анализа почв / Л. А. Воробьева. - М.: ГЕОС, 2006. - 400 с.
17 Минеев, В. Г. Практикум по агрохимии / В. Г. Минеев. - М.: Изд-во МГУ, 2001. - 689 с.
18 Вадюнина, А. Ф. Методы исследования физических свойств почв / А. Ф. Ва-дюнина, З. А. Корчагина. - М.: Агропромиздат, 1986. - 416 с.
19 Орлов, Д. А. Практикум по химии гумуса: учебное пособие / Д. А. Орлов, Л. А. Гришина. - М.: Изд-во Московского ун-та, 1981. - 272 с.
20 Орлов, Д. С. Химия почв / Д. С. Орлов, Л. К. Садовникова, Н. И. Суханова. -М.: Высш. шк., 2005. - 558 с.
21 Крупеников, И. А. Карбонатные черноземы / И. А. Крупеников. - Кишинев: Штиинца, 1979. - 108 с.
22 Гончарова, Л. Ю. Некоторые показатели гумусного состояния чернозема обыкновенного в ООПТ Нижнего Дона / Л. Ю. Гончарова, Е. И. Симонович, А. Г. Селезнев // Современное состояние черноземов: материалы междунар. науч. конф. - Ростов н/Д.: Изд-во Южного федерального ун-та, 2013. - С. 78-80.
23 Садименко, П. А. Почвы Ростовского Ботанического сада / П. А. Садименко // Сборник трудов Ботсада. - Ростов н/Д.: Изд-во ХГУ, 1956. - Т. 35, вып. 2. - С. 14-28.
24 Крыщенко, В. С. Глинистые минералы почв Нижнего Дона и Северного Кавказа / В. С. Крыщенко, Р. В. Кузнецов // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. - 2003. - № 3. - С. 86-92.
25 Протасова, Н. А. Редкие и рассеянные элементы в почвообразующих породах Центрального Черноземья / Н. А. Протасова // Вестник ВГУ / Серия: Химия, Биология, Фармация. - 2003. - № 2. - С. 164-171.
26 Содержание микроэлементов в почвах Ростовской области / В. В. Акимцев, А. В. Болдырева, С. Н. Голубев, М. И. Кудрявцев, К. В. Руденская, П. А. Садименко, И. Г. Соборникова // Микроэлементы и естественная радиоактивность почв: материалы Третьего межвузовского совещ. - Ростов н/Д.: Изд-во Ростовского ун-та, 1962. - С. 38-41.
Гончарова Людмила Юрьевна
Ученая степень: кандидат биологических наук Ученое звание: доцент Должность: доцент
Место работы: Академия биологии и биотехнологии имени Д. И. Ивановского Южного федерального университета
Адрес организации: пр-т Стачки, 194/1, г. Ростов-на-Дону, Российская Федерация, 344090
E-mail: goncharova_1958@mail.ru
Goncharova Lyudmila Yuryevna
Degree: Candidate of Biological Sciences Title: Associate Professor Position: Associate Professor
Affiliation: Academy of Biology and Biotechnology named after D. I. Ivanovsky of Southern Federal University
Affiliation address: ave. Stachki, 194/1, Rostov-on-Don, Russian Federation, 344090 E-mail: goncharova_1958@mail.ru
Минкина Татьяна Михайловна
Ученая степень: доктор биологических наук Ученое звание: профессор Должность: профессор
Место работы: Академия биологии и биотехнологии имени Д. И. Ивановского Южного федерального университета
Адрес организации: пр-т Стачки, 194/1, г. Ростов-на-Дону, Российская Федерация, 344090
E-mail: tminkina@mail.ru
Minkina Tatyana Mikhailovna
Degree: Doctor of Biological Sciences Title: Professor Position: Professor
Affiliation: Academy of Biology and Biotechnology named after D. I. Ivanovsky of Southern Federal University
Affiliation address: ave. Stachki, 194/1, Rostov-on-Don, Russian Federation, 344090 E-mail: tminkina@mail.ru
Манджиева Саглара Сергеевна
Ученая степень: кандидат биологических наук Должность: старший научный сотрудник
Место работы: Академия биологии и биотехнологии имени Д. И. Ивановского Южного федерального университета
Адрес организации: пр-т Стачки, 194/1, г. Ростов-на-Дону, Российская Федерация, 344090
E-mail: msaglara@mail.ru
Mandzhieva Saglara Sergeevna
Degree: Candidate of Biological Sciences Position: Senior Researcher
Affiliation: Academy of Biology and Biotechnology named after D. I. Ivanovsky of Southern Federal University
Affiliation address: ave. Stachki, 194/1, Rostov-on-Don, Russian Federation, 344090 E-mail: msaglara@mail.ru
Шерстнев Алексей Константинович
Должность: ассистент
Место работы: Академия биологии и биотехнологии имени Д. И. Ивановского Южного федерального университета
Адрес организации: пр-т Стачки, 194/1, г. Ростов-на-Дону, Российская Федерация, 344090
E-mail: aksherstnev@mail.ru
Sherstnev Aleksey Konstantinovich
Position: Assistant
Affiliation: Academy of Biology and Biotechnology named after D. I. Ivanovsky of Southern Federal University
Affiliation address: ave. Stachki, 194/1, Rostov-on-Don, Russian Federation, 344090 E-mail: aksherstnev@mail.ru
Бирюкова Ольга Александровна
Ученая степень: доктор сельскохозяйственных наук Ученое звание: доцент Должность: профессор
Место работы: Академия биологии и биотехнологии имени Д. И. Ивановского Южного федерального университета
Адрес организации: пр-т Стачки, 194/1, г. Ростов-на-Дону, Российская Федерация, 344090
E-mail: olga_alexan@mail.ru
Biryukova Olga Aleksandrovna
Degree: Doctor of Agricultural Sciences Title: Associate Professor Position: Professor
Affiliation: Academy of Biology and Biotechnology named after D. I. Ivanovsky of Southern Federal University
Affiliation address: ave. Stachki, 194/1, Rostov-on-Don, Russian Federation, 344090 E-mail: olga_alexan@mail.ru
Кравцова Наталья Евгеньевна
Ученая степень: кандидат биологических наук Ученое звание: доцент Должность: доцент
Место работы: Академия биологии и биотехнологии имени Д. И. Ивановского Южного федерального университета
Адрес организации: пр-т Стачки, 194/1, г. Ростов-на-Дону, Российская Федерация, 344090
E-mail: kravcova_n@mail.ru
Kravtsova Natalya Evgenievna
Degree: Candidate of Biological Sciences Title: Associate Professor Position: Associate Professor
Affiliation: Academy of Biology and Biotechnology named after D. I. Ivanovsky of Southern Federal University
Affiliation address: ave. Stachki, 194/1, Rostov-on-Don, Russian Federation, 344090 E-mail: kravcova_n@mail.ru
Замулина Инна Валерьевна
Должность: ассистент Место работы: Академия биологии федерального университета Адрес организации: пр-т Стачки, 344090
E-mail: inir82@mail.ru
Zamulina Inna Valerievna
Position: Assistant Affiliation: Academy of Biology Federal University Affiliation address: ave. Stachki, E-mail: inir82@mail.ru
и биотехнологии имени Д. И. Ивановского Южного 194/1, г. Ростов-на-Дону, Российская Федерация,
and Biotechnology named after D. I. Ivanovsky of Southern 194/1, Rostov-on-Don, Russian Federation, 344090
