CC BY
57
УДК 502.175:332.334+631.453:470.313
ВЛИЯНИЕ КОЛИЧЕСТВА ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ПОЧВЫ НА СОДЕРЖАНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВАХ КАБАРДИНО-БАЛКАРИИ
С.М. Бесланеев, к.с.-х.н., А.Х. Сохроков, д.т.н., А.А. Жамбикова, З.Л. Татарканова
Станция агрохимической службы «Кабардино-Балкарская», e-mail: [email protected]
На основе данных почвенного мониторинга выполнена оценка состояния почв. Изучено влияние количества органического вещества почвы на содержание тяжелых металлов в почве.
Ключевые слова: почва, региональный мониторинг, тяжелые металлы, органическое вещество.
INFLUENCE OF SOIL ORGANIC MATTER QUANTITY ON MICROELEMENTS CONCENTRATION IN SOILS
OF KABARDINO- BALCARIA REPUBLIC S.M. Beslaneev, A.H. Sokhrokov, A.A. Zhambikova, Z.L. Tatarkanova
There has been carried out the assessment of land tenure condition of regional soil monitoring. There has been studied the influence of quantity organic elements of the soils heavy metals to the concentration of it in soil. Keywords: soil, regional monitoring, heavy metals, organic elements.
Среди загрязняющих веществ по масштабам загрязнения и воздействия на биологические объекты особое место занимают тяжелые металлы (ТМ) - элементы, атомная масса которых более 50,0 а.е.м. Многие из них необходимы живым организмам и являются микроэлементами, однако в результате атмосферного рассеивания они значительно концентрируются в почве и становятся токсичными, негативно влияя на жизнедеятельность почвенной биоты, загрязняя сельскохозяйственную продукцию [1].
Один из наиболее важных каналов, через который ТМ могут включаться в пищевые цепочки, выглядит следующим образом: почва - растение - животные -продукты животноводства - человек. Поэтому именно с почвы необходимо нормировать и поводить мониторинг содержания ТМ, т.к. почвы влияют на химический состав природных вод, воздуха, растений и, следовательно, на здоровье человека [1].
Почвенный анализ должен сводиться к определению механического состава почвы и глубины проникновения загрязнений. При этом важно выяснить минералогический состав почвы. Из агрохимических характеристик наиболее важной в этом случае является содержание органического вещества (гумуса).
Как известно, высокое содержание гумуса характерно для черноземов [2, 3]. Гумус - это депо для тяжелых металлов. Особенно высока комплексообразующая способность гумусовых веществ по отношению к Си(11), Cd(П) и РЬ(11).
Органические соединения в почве способны образовывать с ТМ различные по растворимости комплексы. Поэтому способность почвы связывать металлы или содержать их в растворенном виде зависит от характера и количества органического вещества (гумуса). Органические вещества почвы участвуют в обменном и необменном поглощении катионов ТМ.
Сорбированные гумусовые вещества препятствуют взаимодействиям агрохимикатов и токсикантов с минеральной частью почвы, снижая масштабы прочной фиксации фосфатов и других макроэлементов [2]. Растворимые гумусовые вещества могут взаимодействовать с катионами ТМ. Эти реакции подчиняются закономерно-
стям образования и проведения простых и комплексных гетерополярных солей (медь, цинк) и оказывают влияние на миграцию, аккумуляцию и поступление в растения токсических элементов [3].
Геохимическое распределение ТМ в почвах различных ландшафтов Кабардино-Балкарии изучено мало, и оно проводилось весьма однобоко [4]. До недавнего времени отсутствовали региональные ландшафтно-геохимические исследования, подтвержденные большим объемом полевых работ и опробованием различных компонентов ландшафтов.
Были проведены анализы образцов почв территории Кабардино-Балкарии за 2010-2011 г. Образцы почв были отобраны в местах, удаленных от источников загрязнения ТМ. Далее был проведен анализ внутрипочвенного радиального распределения ТМ по почвенному профилю. Для анализа были выбраны почвы с естественным, природным распределением элементов, которое характеризуется увеличением их содержания сверху вниз, т.к. для загрязненных почв характерно более высокое содержание ТМ в горизонте 0-20 см. Определение концентрации токсичных ТМ в пробах почв проводили методом атомно-абсорбционной спектрометрии с использованием воз-душно-пропанового пламени. Определение валового содержания каждого ТМ проводили с помощью экстракции 1М НМ03, которая извлекает 90-95% от их общего содержания в почве. Извлечение подвижных форм каждого ТМ проводили ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН 4,8. Подвижные формы ТМ - формы, доступные для усвояемости растениями, которые служат для оценки обеспеченности почв этими элементами.
Анализы почвы на содержание гумуса проводили по методу Тюрина. Метод основан на окислении гумуса почвы раствором двухромокислого калия в серной кислоте с последующим определением трехвалентного хрома, эквивалентного содержанию гумуса, на фотоэлектроколори-метре.
По каждому району произведен отбор в 8-10 точках в зависимости от площади и типов почв по вертикальному профилю: 0-20 см, 20-40 см и далее до 1 м в зависимости от мощности почвенного покрова.
1. Содержание гумуса по районам Кабардино-Балкарской республики _(данные 2010-2011 гг.)_
Район Содержание гумуса, %
Черекский 4,1-5,8*
Прохладненский 2,8-4,8
Лескенский 2,18-5,0
Эльбрусский 2,66-3,5
Нальчикский округ 2,4-4,8
Баксанский 4,48-6,7
Терский 2,0-4,88
Зольский 3,19-7,26
Чегемский 2,66-5,04
* приведены минимальные и максимальные значения
содержания гумуса.
2. ПДК тяжелых металлов в почве _(обобщенные данные)_
Элемент Валовое содержание, мг/кг Подвижное содержание, мг/кг
Марганец 1500,0 100,0
Медь 50,0 3,0
Свинец 30,0 6,0
Цинк 100,0 23,0
Из таблицы 1 видно, что наибольшее количество органического вещества было обнаружено в Зольском и Баксанском районах, где преобладают обыкновенные мицеллярно-карбонатные черноземы и черноземы выщелоченные.
В таблице 2 приведены данные ПДК по содержанию ТМ в почве.
По результатам геохимических исследований по типу почв и территориальному районированию (табл. 3) было установлено, что валовое содержание свинца, меди и цинка на обследованной территории находится в пределах естественного фона и в концентрациях, приближающихся к 0,6-0,9 ПДК, что характеризует почвы как слабозагрязненные. Содержание марганца не превышают предельно допустимые значения и существенно не отличаются по типам и подтипам почв. Наибольшее содержание ТМ было обнаружено в черноземах слабовы-щелоченных и выщелоченных, а также обыкновенных мицеллярно-карбонатных черноземах, которые характеризуются также наибольшим содержанием органического вещества и, соответственно, большей способностью задерживать ТМ.
3. Распределение микроэлементов (подвижные и валовые формы - средние значения)
Район Тип, подтип почвы медь марганец цинк свинец
подв. вал. подв. вал. подв. вал. подв вал.
Нальчикский округ темно-серые лесные, выщелоченные чернозем, чернозем обыкновенный 0,20 3,37 20,3 115,30 8,1 22,06 4,1 4,85
Баксанский обыкновенные мицеллярно -карбонатные черноземы 0,14 12,2 22,32 180,0 8,79 32,5 9,3 28,6
Зольский черноземы слабощелочные, черноземы выщелоченные 1,0 14,0 23,0 100,0 7,5 40,2 2,7 29,0
Чегемский террасовые черноземы 0,3 3,22 14,2 105,0 14,84 20,0 2,3 4,19
Черекский горные луговые, черноземы предкавказские обыкновенные, горные серые и лесные почвы 0,08 5,7 38,0 78,0 17,99 37,0 5,17 27,68
Эльбрусский горно-луговые 0,27 2,56 33,0 90,0 5,5 22,0 2,5 6,3
Терский южные черноземы лугово-черноземные, темно-каштановые и луговые почвы 0,28 4,7 25,3 110,77 22,55 17,0 1,7 8,7
Прохладненский южные черноземы лугово-черноземные, темно-каштановые и луговые почвы степей 0,5 4,9 53,2 126,86 8,5 21,7 12,4 30,7
Лескенский черноземы выщелоченные, лугово-черноземные, темно-серые лесные 0,42 7,0 41,55 130,2 9,06 18,0 1,3 14,7
Таким образом, по результатам исследований выявлена зависимость содержания органического вещества от количества микроэлементов в почвах Кабардино-Балкарской Республики. При повышенном содержании органического вещества в почве наблюдается повышенное содержание микроэлементов, что характерно для черноземов республики. Почвы Кабардино-Балкарии с выявленным загрязнением требуют тщательного агрохимического обследования. Для выяснения динамики загрязненности почв необходимо разработать методику и проводить углубленный мониторинг содержания микроэлементов в почвах республики.
Литература
1. Глазовская М.А. Геохимия ландшафтов // Теория миграции химических элементов в природных ландшафтах. -М.: МГУ, 1975. - С. 15.
2. Геннадиев А.Н., Герасимова М.И. Почвоведение. - М.: Агропромиздат. 1978. - С. 32.
3. Кауричев И.С., Панов Н.П., Розов Н.Н., Стратанович М.В., Фокин А.Ф. Почвоведение. - М.: Агропромиздат, 1989. - С. 44.
4. Керефов К.Н., Фиапшев Б.Х. «Почвенные районы Кабардино-Балкарии и их сельскохозяйственные особенности». - Нальчик: Эльбрус, 1968. - С. 12.
