Научная статья на тему 'Водная миграция веществ в глее-подзолистых почвах Северной тайги'

Водная миграция веществ в глее-подзолистых почвах Северной тайги Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
404
43
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Яшин И. М.

Показано, что в период вегетации в гор. Отп, ЕLg, и Bfg глее-подзолистой почвы в составе компонентов водорастворимых органических веществ (ВОВ) присутствуют вещества полифенольной природы, алифатические органические кислоты и низкомолекулярные фракции (менее 1000 а.е.м.) фульвосоединений (ФС). Эти лиганды с ионами Fe (II, III) и Мn (II), при нисходяще-восходящей водной миграции, формируют ярко тёмно-серого цвета ложный гумусово-аккумулятивный горизонт. Новообразованные компоненты ВОВ в летний период участвуют в пульсирующей миграции и трансформации, главным образом, коллоидов Si, Fe, Mn. К предзимью ложный горизонт A1 «сжимается» с 24-35 см до 9-12 см.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Яшин И. М.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Matter water migration in glee-podzol soils

It was shown that during vegetation period in Otp, EL6 and B[g gleepodzol soil substances of polyphenolic mature, aliphatic organic acids and low-molecular fractions (less than 1000), fulwosubstances (F.S.) are present in composition of watersoluble organic matter. These are ligands with Fe (II, III) ions and Mn (II) ions during low rising water migration forming bright dark-grey colour of pseudo-humus accumulative horizon. Newly formed components of water-soluble organic matter partake in pulsating migration and transformation in summer, colloids mainly of Si, Fe, Mn. By late autumn pseudohorizon A, «shrinks» from 24-35 cm to 9-12 cm. 27

Текст научной работы на тему «Водная миграция веществ в глее-подзолистых почвах Северной тайги»

Известия ТСХА, выпуск 4, 2006 год

УДК 631.41

ВОДНАЯ МИГРАЦИЯ ВЕЩЕСТВ В ГЛЕЕ-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ СЕВЕРНОЙ ТАЙГИ*

И.М. ЯШИН (Кафедра экологии)

Показано, что в период вегетации в гор. Отп, ELg и Btg глее-подзолистой почвы в составе компонентов водорастворимых органических веществ (ВОВ) присутствуют вещества полифенольной природы, алифатические органические кислоты и низкомолекулярные фракции (менее 1000 а.е.м.) фульвосоединений (ФС). Эти лиганды с ионами Fe (II, III) и Mn (II), при нисходяще-восходящей водной миграции, формируют ярко тёмно-серого цвета ложный гумусово-аккумулятивный горизонт. Новообразованные компоненты ВОВ в летний период участвуют в пульсирующей миграции и трансформации, главным образом, коллоидов Si, Fe, Mn. К предзимью ложный горизонт А, «сжимается» с 24—35 см до 9—12 см.

Разработка ключевых проблем поч- выщелачиваемые осадками из лесных

воведения неразрывно связана с изуче- (таежных) почв, отличаются очень

нием экологических функций почв [1], слабой конденсированностью. В их со-

гумусовых соединений и ВОВ с кислот- ставе диагностируются преимуще-

ными и комплексообразующими свой- ственно низкомолекулярные продукты

ствами [2, 5, 6]. Компоненты ВОВ в та- трансформации лигнина, клетчатки.

ежных экосистемах очень активно мо- Доля ароматических компонентов, при-

билизуются в почвенный раствор из нимаемая как диагностический признак

опада, лесной подстилки, смывов с ве- гумификации, не превышает 17%. В то

гетативных органов древесных растенийже время процессы их водной мигра-

кустарничков, мхов, лишайников, а ции и трансформации изучены еще

также продуцируются в составе корне- неполно. Этому вопросу и посвящена

вых выделений и продуктов жизнедея- настоящая работа.

тельности микроскопических плесневых

r F _ ,,, Объекты и методы исследования

грибов-кислотообразователей (Мисог,

Pénicillium, Aspergillus и др.), отражая Стационар «Холмогорский» располо-

уникальный экологический механизм жен в северотаежном болотно-лесном

адаптации таежной биоты к суровым моренно-эрозионном ландшафте, в

условиям существования [4-6, 8]. 65 км южнее г. Архангельска, на пла-

Методология изучения экологичес- коре моренного увала, вблизи развил-

ких функций ВОВ таежных ландшаф- ки шоссейных дорог на Холмогоры и

тов основывается на приоритете поле- Емецк, 28-45 м над у. м [9].

вых стационарных исследований (учет Стационар «Малые Корёлы» нахо-

масштаба миграции ВОВ, оценка их дится в лесопарковом ландшафте, на

состава и свойств с помощью метода 1-й надпойменной эрозионной террасе

сорбционных лизиметров), а также р. Сев. Двины, в 25 км на Ю-В от

использовании современных физико- г. Архангельска, на территории Архан-

химических методов анализа (хрома- гельского государственного музея де-тографии, радиоактивных индикаторов ревянного зодчества «Малые Корелы».

и т. д.). Зарубежными специалистами Стационар «Приморский» заложен

[11-15] показано, в частности, что ВОВ, на о. Пустошь дельты р. Сев. Двины.

* Основу статьи составляет экспериментальный материал, полученный на

стационарах «Холмогорский», «Приморский» и «Малые Корелы» в Архангельской обл., за период 2001 —2004 гг., по грантам РФФИ : 02 - 04 - 63043 и 02 - 04 - 48791.

При изучении миграции ВОВ использовали метод сорбционных лизиметров сопряженно с известной аналитической схемой разделения ВОВ на активированном угле по [5, 6].

Установлено, что в осенне-весенний период масштаб вертикальной нисходящей миграции ВОВ в глее-подзоли-стой почве (на водоразделе) заметно меньше, чем в период вегетации, и достигает 29,9 г/м2 Сорг из органогенного горизонта Отп (табл. 1~2). Оттаивание профиля подзолистых почв играет важную роль в весеннем миграционном цикле, что было отмечено еще ранее [3]. Глубинное оттаивание почвы, способствующее восходящему перемещению ВОВ и коллоидов Fe, Mn, Si (под «защитой» ВОВ) и их осаждению на контакте с неоттаявшим горизонтом с помощью движущих сил миграции — градиента всасывающего давления и концентрационного градиента, с преодолением силы тяжести g (Н/кг) при подъеме на высоту L (см) известной массы почвенного раствора М (кг). Опыты на «Няндомском» стационаре в Архангельской обл. [4, 5] показали, что из гор. Bf■h подзола иллю-

виально-гумусово-железистого за 1 год с восходящим потоком влаги перемещается 42-64 г/м2 Сорг ВОВ, среди которых преобладают низкомолекулярные фракции фульвокислот (ФК). По-видимому, это один из характерных процессов, с помощью которого иллювиальные горизонты песчаных подзолов и насыщаются ФК. Особенно интенсивно гор. Bfh в подзолах образуется при близком залегании грунтовых вод, обогащенных компонентами ВОВ: например, в понижениях на террасах северных рек Сев. Двины, Мезени и Кулоя. В период вегетации очень большой масштаб миграции ВОВ отмечен как в аллювиальной дерновой почве (это пространственный поч-венно-геохимический барьер) дельты р. Сев. Двины — 117, так и в лесной глее-подзолистой— 93,5 г/м2тод-!. Ми-грируемые компоненты ВОВ слабо сорбируются оглеенными генетическими горизонтами.

В аллювиальной дерновой почве источником ВОВ являются не только луговые травы, но и гумусовые соединения наилка, отложенные в виде аллох-тонных слоев в почвенном профиле. Компонентный состав ВОВ в аллюви-

Таблица 1

Масштаб нисходящей абиогенной миграции ВОВ и их состав в лесных почвах низовья р. Сев. Двины Архангельской области в осенне-весенний период с 12 сентября по 29 мая

Общий Вынос

масштаб Сорг ВОВ

миграции по сорб-

С0рг ВОВ, ции на

г/м2 А1203, Г/М2

Сорг ВОВ в элюатах из А1203, мг/л

1 н. Н2304 1 н. ЫаОН вынос, г/м2

Генетический горизонт, глубина и варианты установки сорбционных лизиметров, см

Объем воды в приемниках лизиметров, л

Сорг ВОВ в приемниках вод сорбционных лизиметров, мг/л

ДОЛЯ Сорг*

вытесненных элюен-тами из А120з, % С общ

в А1203

Холмогорский стационар. Разрез 71. Почва: глее-подзолистая легкосуглинистая на бескарбонатной морене. Сорбент в колонках: два слоя АЬОз для хроматографии

1-й вариант (контроль)

0Т — 5 1,1 30,5±2,6 22,2 13,5 100,5±7,3 91,4±5,9 2,2 16,3

2-й вариант Отп — 9

(без А0Т) 0,5 36,5±3,1 29,9 20,3 48,7±3,9 60,9±4,2 1,3 6,4

3-й вариант

Е1_д — 28 1,0 Неопр. 25,6 25,6 Не опр. Не опр. Не опр. Не опр.

* Сорг по методу Тюрина определяли в средних порциях А1203 (3—5 г), добавляя немного прокаленной пемзы, чтобы исключить при кипячении выброс К2Сг207. Определение Сорг ВОВ непосредственно в А1203 позволяет получить более корректные результаты. При этом заметная масса ВОВ необменно сорбируется оксидом алюминия, очевидно, по типу хемосорбции.

Таблица 2

Масштаб абиогенной нисходящей миграции ВОВ и их состав в почвах низовья р. Сев. Двины Архангельской обл. за период вегетации с 26 июня по 14 сентября

Генетический горизонт и глубина установки колонок, см

Объем воды в сосудах лизиметров. л_

Углерод ВОВ в приемниках вод лизиметров, мг/л

СоргВОВ в элюатах из активированного угля, мг/л

в водо-ацетоновом

в аммиачном (ФК)

Масштаб миграции Сорг ВОВ, г/м2 (за период вегетации)

Общий вынос ^орг ВОВ за год, г/м2

Стационар «Холмогорский». Разрез 71. Почва: глее-подзолистая легкосуглинистая на бескарбонатной морене

Отп- 8 0,61 30,7±2,2 254,4±10,9 165,4±9,7 41,4 93,5

6,8 56,5 36,7

Ед-8 1,00 45,9±2,8 137,7±7,5 146,9±6,3 24,7 50,3

13,9 41,7 44,4

Ед/Вд-46 0,49 42,8+3,1 140,8±5,4 153,0±7,4 21,6 37,4

12,6 41,8 45,6

Стационар «Приморский»: островная дельта р. Сев. Двины (о. Пустошь) Разрез II. Луг сеяный, окультуренный. Почва: аллювиальная дерновая слоистая глееватая супесчаная на современном аллювии

Ад - 3 0,44 8,6±1,6 152,6±3,7 203.5+5,7

2,4 41,8 55,8

А1- 11 0,50 24,8±3,7 96,5+2,5 254,0±7,3

6,6 25,7 67,7

Примечание. Числитель — концентрация Сор, ВОВ, мг/л; знаменатель — %С0бщ.

24,2 33,9

117,4 115,1

альнои почве характеризуется некоторым преобладанием низкомолекулярных фракций фульвосоединений, доля которых заметно возрастает в почвенных растворах после сорбционного (органо-минерального) барьера А]. Здесь относительное содержание ФК достигает 67% в составе ВОВ. В глее-подзолис-тых почвах среди веществ индивидуальной и специфической природы (ФК) отмечается определенное динамическое равновесие, отражающее их генетическую взаимосвязь и возможность сезонной перегруппировки их состава. Из тор-фяно-перегнойного слоя О™ лесных почв в период вегетации выщелачиваются атмосферной влагой больше индивидуальных органических продуктов поли-фенольной природы, которые с мобильными формами железа и марганца образуют водорастворимые мигранты, имеющие почти черный цвет. При нисходящей миграции они слабо сорбируются оглеенными почвенными минералами, окрашивая лишь их поверхностные слои.

В лабораторных опытах (в динамике) нами было показано что, подобные мигранты легко элюируются из фаз сор-

бции 0,001 н. раствором щавелевой кислоты. И в натурных экосистемах низкомолекулярные органические кислоты и полифенолы, мобилизуемые в раствор из опада и лесных подстилок, интенсивно десорбируют из почвы новообразованные продукты почвообразования. Часть их выщелачивается за пределы профиля и попадает в грунтовые воды, известная масса минерализуется до С02, минеральных солей и воды, а часть массы мигрантов с восходящим пленочно-капиллярным потоком возвращается в верхний слой почвы при его иссушении летом и промерзании зимой. Показано также, что гравитационный массоперенос ВОВ в почвах осложнен диффузией, осадкообразованием и сегрегацией Сорг в Fe-Mn конкреции. Эти явления требуют дальнейших исследований.

На наш взгляд, известное представление о составе и формах нативных веществ-мигрантов можно получить с помощью метода сорбционных лизиметров (MC.iI), функционирование которых в профиле подзолистых почв протекает, в известной мере, по аналогии с самой

почвой [5]. Несоблюдение авторских ре- аналитические операции: диализ (здесь комендаций приводит к следующим ар- теряется более 80% низкомолекуляр-тефактам: 1 — если рабочая поверхностьных органических веществ) и обработ-сорбционной колонки неплотно (и не гока угля водными растворами сильных ризонтально) прилегает к «потолку» ниш,имических реагентов — 0,5н. NaOH и то почвенные растворы частично ее об- 0,1н. НС1. Первый десорбент вызывает текают; 2 — когда в колонки заклады- пептизацию частиц угля, а второй — ваются чередующиеся сухие слои сор- кислотный гидролиз ВОВ. Высокозоль-бентов и кварцевого песка (этот вари- ный активированный уголь БАУ был ант возможен при набивке колонок в заменен на низкозольный «карболен», полевых условиях), над ними в почве поскольку из БАУ органическими ли-образуется воздушный «пузырь», воз- гандами (во время полевого опыта) в душная пробка, резко ухудшающая ин- раствор мобилизовалась некоторая мас-фильтрацию растворов через сорбцион- са ионов металлов, смещавшая соотно-ную установку; 3 — если неверно по- шение масс индивидуальной и специ-добрана масса сорбента (обычно берется фической групп в составе ВОВ в сторо-ее избыток; эта величина рассчитыва- ну фульватных продуктов [5]. Указанные ется по результатам кинетики,статики положения имеют принципиальный хаи динамики сорбции ВОВ, ФК и др. кон-рактер, поскольку их решение позво-кретными сорбентами), то можно полу- лило выявить особенности начального чить заниженные результаты вследствие этапа трансформации опада растений и эффекта «разбавления» массы мигранта формирование системы прогумусовых в сорбенте; 4 — если заранее не про- соединений в почвах таежной зоны. Выверяется соотношение скоростей мигра- шеуказанные сорбенты эффективны ции растворов в сорбционной колонке и также при изучении роли ВОВ как дви-изучаемом слое почвы (песок, суглино- жущей силы при внутрипочвенной миг-ки др.), то сорбционная установка бу- рации ионов Fe3+ и ряда тяжелых ме-дет работать или как барьер, или как таллов (ТМ). Анализ формы и масшта-дренаж. Сорбционная колонка замуро- ба нисходящей миграции соединений Fe вывается в почву аккуратно, как «зуб- и Si в глее-подзолистых почвах пока-ная пломба»; в этом случае ее дренаж- зал, что ионообменными смолами сорная функция будет соответствовать ана- бируется от 3,9 (гор. ELg/Bg) до 11,8% логичному параметру изучаемого гене- (гор. Отп) общей массы мигрирующих тического горизонта. форм Fe и от 13 (гор. ELg/Bg) до 10,1%

В полевых опытах была проведена водорастворимых соединений кремния дальнейшая апробация совместного (табл. 3). При этом катионит КУ-2 в Н+-использования в сорбционных лизимет- форме поглощает железоорганические рах различных типов поглотителей (в продукты с положительным знаком за-виде автономных стационарных слоев): ряда, а анионит ЭДЭ-10п — с отрица-оксида алюминия для хроматографии тельным.

(нижний слой 1,5 см) и синтетических Соединения Fe и Si отнесены нами органических ионитов (катионита КУ-2 предположительно к коллоидным сис-в Н+ форме и полифункционального темам, поскольку при просасывании в анионита ЭДЭ-10п в ОН" форме). лаборатории кислотных и щелочных

Сорбированные активированным уг- элюатов через свечу Шамберлена, полем (в колонках) компоненты ВОВ в лученных из сорбента (А1203), отме-лаборатории количественно вытеснялисгаалось осаждение коллоидов на вне-химически мало активными элюентами: шних стенках данного керамического 1%-м водным раствором NH4OH, водой фильтра. Оксид алюминия является и 90%-м водным ацетоном. Из схемы наиболее эффективным поглотителем W. Forsyth (после проведения специаль- коллоидных форм Fe, Si, Мп, причем ных опытов по сорбции и десорбции последние активно сорбируют ионы ВОВ) нами были изъяты следующие металлов.

Известный интерес представляла также диагностика мобильных форм ряда ТМ, поскольку изучаемый регион прилегает к Беломорско-Кулойскому плато — зоне промышленной добычи алмазов (трубки «Пионерская», имени М.В. Ломоносова). По мнению геологов, часть кимберлитовых пород, содержащих очень большое количество Cd, Ва, V и Sr, была размыта в гипергенезе и переотложилась не только в почвообра-зующих породах, но и, возможно, в палеопочвах [7]. Исследования показали, что в глее-подзолистых почвах, сформировавшихся на 1-й эрозионной террасе р. Сев. Двины, ионы тяжелых металлов мигрируют в пределах выше фоновых значений. В отдельных образцах, например в Fe-Mn конкрециях, содержание кадмия и свинца возрастает в 3,4-8,7 раза (в гор. ELg/Bg). Наиболее высокие концентрации изученных ионов ТМ обнаружены в погребенных наносах (с высоким содержанием Сорг — 6,4-8,3%) местного базиса эрозии р. Корелки: Cd2+ — 12,7, а РЬ2+ — 44, 9 мг/л (табл. 4). Однако эти величины на 1,5-2,3 порядка меньше, чем аналогичные значения в кимбер-

литах Поморья. С глубиной в профиле изучаемых глее-подзолистых почв сорбция компонентов ВОВ ионитами заметно снижается, а величина поглощения органических лигандов оксидом алюминия увеличивается, достигая 54,2% от общей сорбции в колонках сорбентами (гор. ELg/Bg). Это связано, очевидно, с появлением химически активных (фульвокислотных) компонентов в почвенных растворах.

Характер восходящей плёночно-ка-пиллярной миграции показывает, что среди компонентов ВОВ преобладают соединения, сорбируемые ионообменными смолами — низкомолекулярные органические и уроновые кислоты. Более сложные ВОВ, составляющие 20,2-30,0% мигрантов (полифенольные соединения), сорбировались А1203. Коллоидная форма миграции Fe и Si, под «защитой» ВОВ в восходящих плёноч-но-капиллярных растворах, преобладала над ионно-молекулярной.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

В глее-подзолистых почвах ВОВ и мобильные органоминеральные соединения не формируют четкого иллювиального горизонта, как это наблюдается в подзолах иллювиально-железистых бо-

Табли ца 3

Форма и масштаб восходяще-нисходящей миграции соединений Fe и Si в глее-подзолистой почве ст. «Холмогорский». Разрез 71

Горизонт и глубина закладки сорб-ционных лизиметров, см Объем Н20 в лизиметрах, л Сорг ВОВ, г/м2 Вынос, мг/м2

по сорбции сорбентами общий вынос Ре

КУ-2 ЭДЭ-Юп А1203 по сорбции сорбентами

ионитами А1203* ионитами А1203

А. Вертикальная нисходящая миграция (с 26.06 по 14.09)

0ТП — 8 0,52 24,6± 33,8± 11,5±9,8 69,9 78,4 584,4 174,1 1547,0

7,8 15,4 16,5% 88,2% 89,9

Е1_д — 28 0,43 3,8± 20,4± 15,4±20,4 39,6 57,3 897,5 219,5 1841,4

13,5 29,3 38,9 94,0 89,3

Е|_д/Вд — 46 0,35 5,2± 7,4± 14,9±35,3 27,5 29,6 733,1 304,3 2028,4±

30,4 20,5 54,2 96,1 87,0

Вертикальная восходящая миграция (с 12.09. по 29.05)

Отп — 8 Не опр. 12,6± 21,8± 8,7±29,4 43,1 51,6 384,4± 219,4 1028,0±

35,7 11,8 20,2 88,1 82,4

Е1_д — 28 Не опр. 2,4± 12,3± 6,3+34,5 21,0 38,7 519,7± 193,2 1914,7±

26,2 23,9 30,0 93,1 90,8

Примечание. В числителе — масштаб выноса коллоидов по сорбции на А1 г03, в знаменателе — % поглощенных Ре и оксидом алюминия для хроматографии (№* форма); иониты сорбируют растворимые органоминеральные формы соединений Ре и Б1. При миграции преобладают компоненты с отрицательным знаком заряда, сорбируемые анионитом в ОН-форме.

Таблица 4

Мобилизация и нисходящая миграция ионов тяжелых металлов в глее-подзолистой супесчаной почве на двучленах. Стационар «Малые Корелы» (14.08.02-08.08.03 гг.). Разрез 37а

Вариант опыта, глубина установки колонок, см Значения признака ТМ, вытесненные из сорбентов, мг/м2 год"' Общий масштаб миграции ионов тяжелых металлов за 1 год (акт. уголь + КУ-2), мг/м2

2% МН4ОН из акт. угля 0,1 н. НЫОз из КУ-2

РЬ2+ Сс12+ гп2* РЬ2+ Сс!2* гп2+ РЬ2* Сс12* 1п2'

Контроль: гор. 0™, 5 X 11,6 1,2 32,4 18,7 3,8 48,3 30,3 5,0 80,7

а 8,4 0,8 14,0 15,6 8,9 14,8

1 — гор. Е1_д (без Ре- X 19,3 2,2 61,4 33,7 3,4 117,5 53,0 5,6 178,9

Мп конкреций), 10 а 8,7 0,4 21,8 9,6 17,2 34,8

2 — Е1_д (над «гнез- X 25,7 3,3 91,7 40,2 7,9 148,4 65,9 11,2 240,1

дом» с Ре-Мп кон- а 13,9 2,5 36,2 8,1 0,8 73,3

крециями), 10

3 — гор ЕЦ/Вд, 37 X 12,5 1,7 57,8 22,4 2,9 63,3 34,9 4,6 121,1

а 9,3 0,6 25,8 12,3 1,7 24,6

Сорбция ТМ актив. — 38,3 24,0 40,1 61,7 76,0 59,9 100,0 100,0 100,0

углем: % от общего масштаба миграции по гор. От

Примечание. В контроле колонки установлены в 3-4-кратной повторности с катионитом КУ-2 в Н4-форме (верхний слой) и активированным углем (нижний слой) — над дренажем; в других вариантах опыта была 2-кратная повторность.

ровых террас р. Мезени [6]. Вероятно, от 0,8 до 1,1%, а к предзимью (конец этому способствует длительное сезон- октября) оно уменьшилось с 0,6 до 0,8% ное переувлажнение, «ненасыщенность» или на 25-27%. В то же время в слое 5-металлами мигрируемых комплексов, 9 см, под подстилкой, к предзимью со-высокие концентрации подвижных орга-держание Сорг несколько возросло — с нических соединений и их низкие ве- 1,2 до 1,5% (или на 12,5%), что недосто-личины молекулярных масс, невысокая верно с математической точки зрения. сорбционная емкость компонентов по- Полученная информация позволяет

чвенно-поглощающего комплекса, активные гидратация и гидролиз минералов, относительно высокая линейная скорость потока влаги в супесях. Пульсирующая миграция продуктов почвообразования обусловливает развитие верхних горизонтов изучаемых почв в режиме комплексных (двусторонних) барьеров миграции: вынос ВОВ из верх- почти нет, преобладают фракции ФК,

уточнить диагностику и классификацию почв Севера. Горизонт ELgh иногда ошибочно определяют в поле как гумусово-аккумулятивный (Л^, а почву называют дерново-подзолистой, завышая ее бонитет и стоимость. Ранее нами было установлено, что гуминовых веществ в составе ГС глее-подзолистых почв

них генетических горизонтов, в частности в дождливые летний и ранне-осенний периоды, сопровождается возвратом значительной массы мигрантов в зимний и ранневесенний сезоны. Динамика содержания Сорг в твердой фазе почвы также выражена достаточно четко: в августе в гор. ELg и ELg/Bg количество Сорг варьировало соответственно

а они не могут образовать гор. А{ [4, 6, 8]. Вышеуказанное позволяет по-новому оценить генезис гумусовых веществ: в таежных экосистемах биота определяет состав, свойства и функции различных классов органических веществ. ВОВ очень удобны для кодирования и передачи информации по трофическим цепям.

Выводы

1. В северотаежных экосистемах трансформация органических веществ растительных остатков (при ярком дефиците Са и N длительном оглеении) сопровождается в основном формированием низкомолекулярных ВОВ с кислотным и комплексообразующими свойствами и консервацией опада. Гуминопо-добные вещества не образуются: стадия гумификации не выражена и не характерна для этих почв.

2. Внутрипочвенная миграция компонентов ВОВ достигает, например, в осенне-ве-сенний период 42-93 г/м2 Сорг. Эти мигранты слабо сорбируются на оглеенных барьерах, окрашивая их в период вегетации в почти черный цвет. К предзимью темная окраска гор. Egh, Eg/Bg практически исчезает, горизонт прокраски «сжимается». Восходящая миграция ВОВ, составляющая 21-43 г/м2 за 8,5 мес, компенсирует в известной мере элювиальный вынос веществ.

2. Низкомолекулярные органические ли-ганды (и, в частности, полифенолы) способствуют трансформации соединений Fe, Si, Мп, отражая один из механизмов лессиважа. Коллоидная форма миграции данных элементов заметно преобладает над их ионно-моле-кулярными соединениями.

3. Нисходящие и боковые (латеральные) миграционные потоки объединяют зоны мобилизации ВОВ — органогенные субстраты и функционирующую таежную биоту — с зонами сорбционно-десорбционного взаимодействия (горизонтами почвы), обусловливая их биологическую активность и элювиально-глеевую направленность развития.

4. Низкомолекулярные ВОВ с кислотными, комплексообразующими и аллелопатичес-кими свойствами отражают один из биогеохимических механизмов адаптации таежной биоты к экстремальным условиям существования.

ЛИТЕРАТУРА

1. Добровольский Г. В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах. М.: Наука, 1990. — 2. Елпатъевский П.В. Геохимия миграционных потоков в природных и при-родно-техногенных геосистемах. М.: Наука, 1993. — 3. Изотов В.Ф. Исследование теплового и водного режимов заболоченных лесов на Севере ЕТС. Автореф. канд. дис. Ленинград. Гидромет. ин -т. Архангельск, 1969. — 4. Карпухин А.И., Яшин И.М., Черников В.А. Формирование и миграция комплексов водорастворимых органических веществ с ионами тяжелых металлов // Изв. ТСХА, 1993. Вып. 2. С. 107-126. — 5. Кауричев И.С., Яшин И.М., Черников В.А. Теория и практика метода сорб-ционных лизиметров в экологических исследованиях. М.: МСХА, 1996. — 6. Кащенко В. С., Яшин И.М. Миграция водорастворимых органических соединений в супесчаных глее-под-золистых почвах Севера Европейской части СССР // Изв. ТСХА, 1984. Вып. 6. С. 5971. — 7. Малое А.И. Тяжелые металлы в донных отложениях и почвах юго-восточного Беломорья // В сб: Экология Северной Двины. Архангельск: Гос. комитет по охране окружающей среды, 1998. С. 111-120.— 8.Яшин И.М., Кауричев И.С., Черников В.А. Экологические аспекты гумусообразования //Изв. ТСХА, 1996. Вып. 2. С. 110-129. — 9. Яшин И.М., Шишов Л.Л., Раскатов В.А. Водная миграция химических элементов в почвенном покрове. М.: МСХА, 2003. — 10. Guggenberger G., Zech W. // Total Envirompent Vol. 152. Issue 1. July 1994. P. 37-47. — 11. Qualls R.G., Haines B.L. // America Jornal, 1991. 55. PP. 1112-1123. — 12. Moran M.A., Hod-son R.E. // Limnol. Oceanogr. 34: 1034-1047. — 13. Pohlman A., McColl J. // Am. J, 1989. 53: 686-690. — 14. Seelenfreund D.,Lappierre C., Vicuna R. II J. Biotechnol, 1990. 13: 145-158. — 15. Shindo H:, Huang P. // Am. J, 1984.48: 927-934.

Статья поступила 13 октября 2006 г.

SUMMARY

It was shown that during vegetation period in Otp, ELg and Bfg gleepodzol soil substances of polyphenolic mature, aliphatic organic acids and low-molecular fractions (less than 1000), fulwosubstances (F.S.) are present in composition of watersoluble organic matter. These are ligands with Fe (II, III) ions and Mn (II) ions during low rising water migration forming bright dark-grey colour of pseudo-humus accumulative horizon. Newly formed components of water-soluble organic matter partake in pulsating migration and transformation in summer, colloids mainly of Si, Fe, Mn. By late autumn pseudohorizon «shrinks» from 24-35 cm to 9-12 cm.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.