Embed Size (px)
Citation preview
Министерство сельского хозяйства Республики Казахстан
НАО «Национальный аграрный научно-образовательный центр»
ТОО «Казахский НИИ почвоведения и агрохимии им. У.У. Успанова»
ПОЧВОВЕДЕНИЕ И АГРОХИМИЯ
№ 2 2016
Министерство сельского хозяйства Республики Казахстан
НАО «Национальный аграрный научно-образовательный центр»
ТОО «Казахский НИИ почвоведения и агрохимии им. У.У. Успанова»
ПОЧВОВЕДЕНИЕ И АГРОХИМИЯ
№ 2 2016
Основан в 2007 г.
Выходит 4 раза в год
ISSN 1999-740Х
Главный редактор
А.С. Сапаров
Редакционная коллегия:
Ц. Абдувайли (КНР), К.С. Байков (Россия), Г.Б. Бейсеева, Р.Е. Елешев, М.А. Ибраева,
С. Калдыбаев, Р. Кизилкая (Турция), Ф.Е. Козыбаева, Р.К. Кузиев (Узбекистан),
К.М. Пачикин (заместитель главного редактора), М.К. Сулейменов, Б.У. Сулейменов,
Г.А. Токсеитова (ответственный секретарь)
С.Н. Абугалиева, Ж.К. Салмуханбетова (компьютерная верстка)
Журнал зарегистрирован в Министерстве культуры и информации Республики
Казахстан. Свидетельство о регистрации № 8457 ЭК от 18.06.2007 и перерегистра-
ции № 9898-Ж от 11.02.2009 г.
Е-mail: [email protected]
Адрес редакции: 050060, Алматы, пр. аль-Фараби, 75 в
3
СОДЕРЖАНИЕ Генезис и география почв
Ghazaryan H.Gh., Kroyan S.Z. Changes in morphological properties of mountainous ordinary carbonate black soils (chernozems) of the Republic of Armenia in terms of climate warming.......................................................... 5
Matviiv G., Kravchenko Y. Genesis, properties and amendment of podzolised chernozems of the west forest-steppe in Ukraine ........................................................ 10
Пермитина В.Н. Формирование почвенного покрова в условиях интродукции древесных пород ботанического сада ........................................... 17
Ерохина О.Г., Пачикин К.М., Насыров Р.М., Адамин Г.К. Почвы и почвенныи покров Северного побережья Каспии ского моря ........................ 27
Химия почв
Томина Т.К. Химическии состав грунтовых вод с территории рекультивированных участков на месторождении Караарна ....................... 41
Экология почв
Ахмедов В.А. Изучение техногенно нарушенных и нефтезагрязненных земель центральнои части Апшеронского полуострова ................................... 50
Досбергенов С.Н., Маликов М.А. Питательные элементы в техногрунтах территории амбаров месторождении Караарна.................................................... 57
Микроморфология почв
ТоксеитоваГ.А. Микроморфологические особенности почв западного Тянь-Шаня ................................................................................................................................... 68
Молодые ученые
Рузукулова Н.А., Умбетов А.К., Талуенко З.Н., Утенбаева Г.А. Продуктивность ярового рапса, возделываемого на зеленыи корм в условиях орошения юго – востока Казахстана, в зависимости от минерального питания ........................................................................................................ 76
Обзорная статья
Кенжебаева Г.И. Ауыр металдардың ауыл шаруашылығындағы кері әсері ...... 83
Некролог
Насыров Руслан Мухпулович......................................................................................................... 98 Султанбаев Еркен Амантаевич .................................................................................................. 100
4
CONTENT
Soil genesis and geography
Ghazaryan H.Gh., Kroyan S.Z. Changes in morphological properties of mountainous ordinary carbonate black soils (chernozems) of the Republic of Armenia in terms of climate warming ........................................................ 5
Matviiv G., Kravchenko Y. Genesis, properties and amendment of podzolised chernozems of the west forest-steppe in Ukraine ........................................................ 10
Permitina V.N. Formation of the soil cover in conditions of introduction of tree species in botanical garden .................................................................................................... 17
Erokhina O.G., Pachikin K.M., Nassyrov R.M., Adamin G.K. Soils and soil cover of Kaspian sea Nothern coast ..................................................................................................... 27
Soil chemistry Tomina T.K. Chemical composition of subsoil waters from territory of recultivation
areas of Karaarna deposits ..................................................................................................... 41
Soil ecology Ahmadov V.A. Investigation of technogenic contaminated and oil-polluted soils
in the central part of the Absheron peninsula ................................................................ 50
Dosbergenov S.N., Malikov M.A. Nutritious elements in technogrounds of barns territories of Karaarna deposits ........................................................................................... 57
Soil micromorphology
Tokseitova G.A. Micromorphological features of soils of West Tien Shan ..................... 68
Young scientists Ruzukulova N.A., Umbetov A.K., Taluenko Z.N., Utenbaeva G.A. The productivity
of spring rape cultivated for green fodder in the irrigation conditions south - east of Kazakhstan, depending on mineral nutrition ................................... 76
Review articles
Kenzhebayeva G.I. The negative impact of heavy metals on agriculture ....................... 83
Necrologue
Nasyrov Ruslan Muhpulovich ............................................................................................................ 98
Sultanbaiyev Erken Amantaevich ................................................................................................ 100
5
ГЕНЕЗИС И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ
UOT 631.43.
Ghazaryan H.Gh., Kroyan S.Z.
CHANGES IN MORPHOLOGICAL PROPERTIES OF MOUNTAINOUS ORDINARY CAR-BONATE BLACK SOILS (CHERNOZEMS) OF THE REPUBLIC OF ARMENIA IN TERMS
OF CLIMATE WARMING
Branch of Armenian National Agrarian University “Scientific centre of Soi Sciences, Agrochemistry and Melioration after H. P. Petrosyan”, 0004 Yerevan, Admiral Isakov ave. 24, Republic of Armenia, e-mail: [email protected]; kroyan.samvel @ mail.ru.
Abstract. Based on the conducted studies the distinctive morphogenetic features of moun-tainous ordinary carbonate black soils of the Republic of Armenia have been identified. The is-sues of identification of those changes which occur in main morphogenetic properties of moun-tainous ordinary carbonate black soils as a result of their long-term and intensive agricultural use are discussed in the paper. It was proven that the long-term and unsystematic use, particu-larly the irrigation contributed to significant expansion of genetic horizons, destruction of struc-tural units, displacement of carbonates from upper horizons down the profile, compaction of soil mass at a considerable depth as well as leaching of mechanical fractions.
Key words: ordinary, carbonate, black soils, morphology, soil profile, genetic horizons.
INTRODUCTION
Morphological description of soils is one of the main methods of study. Many of the conclusions concerning the genesis, systematic conditions of soils and their agro-productive properties are based on the data of morphologic descriptions. On the current stage, in conditions of the cli-mate change and anthropogenic impact, morphogenetic features of soils which have been cultivated for a long time are exposed to changes. In the Republic of Ar-menia changes in morphological proper-ties of soils are more intensively observed in the areas where mountainous ordinary carbonate black soils are wide-spread.
OBJECTS AND METHODS
The object of the research are moun-tainous ordinary, mainly carbonate black soils of the Republic of Armenia. Field ex-periments were conducted by the method of field soil mapping, and the laboratory experiments were carried out by generally accepted modern methods in soil science. [1, 2]. The study was conducted by com-paring the virgin and cultivated soil types.
RESULTS AND DISCUSSION
Within the Republic of Armenia the mountainous ordinary, mainly carbonate black soils are found by spread massives on Shirak plateau, in Abovyan and Talin
regions, as well as their big areas are ob-served in Ani and Artik regions. In the sys-tem of vertical soil structures mountain-ous ordinary carbonate black soils occupy the bottom row, where the annual ampli-tude rises up to 320 C. In summer mean monthly temperature of the soil reaches higher than 260 C. They develop on the products of weathering tuff lava, lake-alluvial, proluvial sandy-loam deposits [3].
The capacity of mountainous ordi-nary carbonate black soils compared with typical and alkaline black soils is signifi-cantly smaller. Carbonates are distributed throughout the total soil profile. The short-term moisturizing and periodic drying of the soil have effect on the structure and morphological features of the ordinary carbonate black soils which develop on southern, well-warmed slopes. Morpho-logical feature of the mountainous ordi-nary carbonate black soils is their profile with a noticeable differentiation of the ge-netic horizons. Capacity of the A horizon in weak soils does not exceed 15 cm, and of the B horizon – 25 cm. In the soils of average capacity the power of A horizon increases up to 30 cm, and of B horizon – up to 35 cm [4, 5, 6]. Deep horizons of the-se soils are sometimes gravelly. The color of the upper horizons ranges from choco-
6
late to dark grayish – brown. By mechani-cal composition they refer to loamy and rarely to clay soil types. In the mountain-ous ordinary carbonate black soils accu-mulations of silt fractions in the middle horizons is not observed.
The idea of the morphological structure of virgin and arable mountainous ordinary carbonate black soil profile can be got from the description of the following sections:
Virgin land –the section is laid 2.7 km south from Shirac village on a wavy slightly- sloping plain. The soil-forming rocks are eluvial carbonated sediments. The section has the following morphologi-cal structure: A1-A2 - B - BC-C1-C2, where:
A1 0-13 cm - black with dark brown hue, heavy-loamy, fine cloddy- powdery, porous, loose, stones with diameter less than 3 cm, slightly effervescent, the pas-sage to the next horizon is gradual;
A2 13-28 cm - black with dark gray hue, heavy-loamy, fine-fractured, compact, stones with a diameter up to 3 cm, slightly effervescent, gradual passage;
B 28-54 cm - dark chestnut with rusty spots, heavy-loamy, cloddy, compacted, porous, weakly- effervescent, gradual passage;
BC 54-79 cm - pale whitish, light-loamy, destructured, porous, loose, vio-lently effervescent, the passage is gradual;
C1 79-102 cm – pale with whitish spots, light-loamy, destructed, porous, loose stones with a diameter up to 5 cm, violently effervescent, gradual passage;
C2 102-I40 cm - gray, sandy loamy, destructed, finely-porous, loose, stones with a diameter more than 6 cm, strongly effervescent.
The main mass of the grass roots is distributed to a depth of 20 cm, single roots reach up to 130 cm.
The arable land is irrigated. Section was 20 meters west of the virgin version.
The section has the following mor-phogenetic structure: A plow layer.- AB-B1 B2 - C, where:
Aplow layer. 0-28 cm - black with gray hue, clayey, sprayed granular-cloddy,
porous, fractured, compacted, stones with a diameter up to 3 cm, does not effervesce, gradual passage;
AB 28-52 cm - black, clayey, cloddy granular, cloddy-granular, finely-porous, dense, single stones with a diameter up to 3 cm, no effervescent, gradual junction;
B1 52-78 cm - black, clayey, cloddy granular-cloddy, finely-porous, dense, stones with a diameter up to 3 cm, non- effervescent, gradual passage/junction;
B2 78-92 cm - Dark chestnut, heavy-loamy, granular-cloddy, finely-porous, dense stones with a diameter up to 5 cm, effervescent, the passage to the next hori-zon is sharp;
C 92-100 cm. – pale-whitish, light loamy, destructed, finely porous, dense, a large number of stones with diametre up to 10 cm, violently effervescent.
The main mass of plant roots is ex-tended to a depth of 0-30 cm, single roots reach a depth of 91 cm.
Virgin land, the section is laid in Akhuryan region near Azatan village on the slightly-sloping plain. Soil-forming rocks are carbonated loams of andesite-basalts. The section has the following mor-phological structure: A1-A2 - B - BC-C1-C2, where:
A1 0-9 cm - black with dark gray hue, heavy-loamy, granular-powdery, po-rous, loose, weakly effervescent, gradual passage;
A2 9-20 cm - black with gray hue, clayey, cloddy granular, porous, weakly compacted, moderately effervescent, grad-ual passage;
B 20-37 cm - dark chestnut, clayey, cloddy, large-porous, fissured, compact, slightly effervescent, gradual passage;
BC 37-66 cm - pale whitish, heavy-loamy,fine-cloddy porous, compact, slight-ly effervescent, a sharp passage;
C1 66-103 cm - pale whitish with brownish hue, heavy-loam, destructed, finely-porous, dense, violently efferves-cent, gradual passage;
7
C2 103-120 cm - pale, medium-loamy, destructed, finely-porous, slightly compacted, violently effervescent.
The main root mass of plants is con-centrated at a depth of 0-26 cm, single samples reach a depth of 88 cm.
Arable land is irrigated, the section is laid at 50 m to west from the plow section. It has the following morphogenetic struc-ture: Aplow layer. - AB - B - BC-C1-C2 - C3, where:
Aplow layer 0-28 cm - Dark chest-nut, with gray hue, clayey, fine-granuled, cloddy, finely-porous, fissured, dense, sin-gle small stones, non- effervescent, gradual passage;
AB 28-50 cm - dark chestnut, clayey, cloddy-granular, finely-porous, very dense, isolated small stones, non- effervescent, gradual passage;
B 50-63 cm - mottled, brownish-chestnut, with black spots, granular, finely-porous, very dense, with a single small stones, non- effervescent, gradual passage;
BC 63-81 cm - light-chestnut with a brown hue, heavy-loamy, slightly-granular, finely-porous, dense, single stones with a diameter up to 3 cm, violently efferves-cent, gradual passage;
C1 81-104 cm - yellow-whitish, me-dium-loamy, destructured, finely-porous, compact, single stones with a diameter up to 3 cm, violently effervescent, gradual passage;
C2 104-123 cm - pale-yellow, medi-um-loamy, destructured, finely-porous, weakly- compacted, stones with a diame-ter up to 5 cm, violently effervescent, grad-ual passage;
C3123-150 cm - pale-yellow (slightly lighter than the previous one) light-loamy, destructured, finely-porous, slightly com-pacted, stones up to 5 cm, very violent ef-fervescence.
The main root mass is spread in the 0-30 cm layer, single roots are observed that reach a depth of 70 cm.
As compared with the typical, espe-cially, leached soils, the mountainous ordi-
nary black soils are distinguished with low capacity. The capacity of the horizon A makes on the average 24 cm, A + B does not exceed 60 cm. Since ordinary black soils are in the intensive tillage zone and have been used in agricultural production since ancient times, marked morphological changes are observed in the soil profile. It’s noteworthy that in arable soils the ca-pacity of the innumerated horizons in-creases. Horizon A reaches a depth of 28-30 cm, while in the virgin land it makes only 20 cm. The humus-accumulative hori-zon A + B reaches a depth of 92 cm.
Extension of the soil profile of mountainous ordinary carbonated black soils, results apparently from the long-term irrigation, which accelerates the sub-surface weathering of minerals.
In mountainous ordinary carbonat-ed black soils, especially in the arable hori-zon, dispersal patterns are clearly ob-served, the color becomes lighter. In the cultivated soils, compaction occurs along the entire profile, excepting the lower ho-rizons.
CONCLUSIONS
1. It has been proven that ordinary mountainous carbonate black soils as compared to leached and typical black soils are distinguished with low capacity.
2. While comparing the virgin and arable versions in arable soils a noticeable lengthening of genetic horizons is ob-served.
3. In the arable horizon a destruc-tion of the structural units is observed, and the color becomes lighter.
4. In the cultivated versions a move-ment of carbonates from the upper hori-zons down the soil profile, that is mainly caused by their long-term irrigation.
5. It has been revealed that long-term and unsystematic irrigation contrib-uted to the soil mass compaction at a con-siderable depth, as well as leaching of a part of products in the mechanical frac-tions.
8
REFERENCES
1 Aleksandrov L.N., Naydenova O.A. Laboratory and practical classes on soil sci-ence. – L.: Agropromizdat, 1986. – P. 109-111.
2 Nosin V.A., Petrov B.F. Technique and technology of the field soil mapping. // In the book: Soil mapping publisher of the USSR Academy of Sciences. – M., 1959. – P. 46-103.
3 Khtryan N.K. Mountain black soils. // In the book: The soils of the Armenian SSR. Under edition of Edilyan R.A., Petrosyan G.P., Rozov N.N. – Yerevan: Hayastan, 1976. – P. 174-177.
4 Melkonyan K.G., Ghazarian H.Gh., Manukyan R.R. Current ecological condition of agricultural soils, level of land utilization, improvement of the management system and ways of raising the effective use of land in the Republic of Armenia. – Yerevan, 2004. – P. 54.
5 Mikhailov I.S. The morphological description of the soil (Issues of standardiza-tion and coding). – M.: Nauka, 1975. – P. 72.
6 Rozanov B.G. The soil morphology. – M.: Academic Project, 2004. – P. 432.
ТҮИ ІН
Казарян У.К., Кроян С.З.
ЖЫЛЫ КЛИМАТ ЖАҒДАИ ЫНДА АРМЕНИЯ РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ ТАУЛЫ КӘДІМГІ КАРБОНАТТЫ ҚАРА ТОПЫРАҚТАРЫНЫҢ МОРФОЛОГИЯЛЫҚ ӨЗГЕРІСІ
НАУА филиалы “Г. Петросян атындағы топырақтану, агрохимия және мелиорация ғылыми орталығы”, 0004 Ереван, Адмирал Исаков көшесі, 24, Армения
Республикасы, e-mail: [email protected]., [email protected].
Жүргізілген зерттеулер негізінде Армения Республикасының таулы кәдімгі қара топырақтарына тән морфогенетикалық ерекшеліктері анықталды. Мақалада таулы кәдімгі қара топырақтардың ұзақ уақыт және қарқынды ауыл шаруашылығына паи далану нәтижесінде негізгі морфогенетикалық қасиеттерінде болатын өзгерістердің анықталу мәселелері қарастырылады. Ұзақ уақыт және жүи есіз паи далану, әсіресе суару, генетикалық қабаттардың аи тарлықтаи ұлғаюына, құрылымдық бөліктердің бұзылуына, карбонаттардың жоғарғы қабаттардан төменгі кескінге орын алмастыруына, белгілі тереңдікте топырақ салмағының нығыздалуына, сонымен қатар механикалық фракция бөлшектерінің шаи ылуына жағдаи жасаи ды.
Түйінді сөздер: кәдімгі, карбонатты, қара топырақ, морфология, топырақ кескіні, генетикалық қабаттар.
РЕЗЮМЕ
Казарян У.К., Кроян С.З.
ИЗМЕНЕНИЕ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ СВОИ СТВ ГОРНЫХ ОБЫКНОВЕННЫХ КАРБО-НАТНЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ РЕСПУБЛИКИ АРМЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ПОТЕПЛЕНИЯ КЛИ-
МАТА
Филиал НАУА “Научный центр почвоведения, агрохимии и мелиорации
им. Г. Петросяна”, 0004 Ереван, ул. Адмирала Исакова, 24, Республика Арме-ния, e-mail: [email protected]., [email protected].
На основании проведенных исследовании выявлены характерные морфогенетиче-ские особенности горных обыкновенных карбонатных черноземов Республики Армения. В статье рассматриваются вопросы выяснения тех изменении , которые происходят в ос-
9
новных морфогенетическых свои ствах горных обыкновенных карбонатных черноземов в результате их длительного и интенсивного сельскохозяи ственного использования. Уста-новлено, что длительное и бессистемное использование, особенно орошение, способство-вало значительному расширению генетических горизонтов, разрушению структурных отдельностеи , перемещению карбонатов с верхних горизонтов вниз по профилю, уплот-нению почвеннои массы на значительнои глубине, а также вымыванию части механиче-ских фракции .
Ключевые слова: обыкновенныи , карбонатныи , чернозем, морфология, профиль почв, генетические горизонты.
10
УДК 631.48/631.42
Matviiv G., Kravchenko Y.
GENESIS, PROPERTIES AND AMENDMENT OF PODZOLISED CHERNOZEMS OF THE WEST FOREST-STEPPE IN UKRAINE
National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Soil Science and Soil Conservation Department, Heroyiv Oborony st., 17, Kyiv, 03041, Ukraine,
e-mail: [email protected], [email protected]
Abstract. This review paper introduces the Podzolised chernozems in West Ukraine. Cher-nozems are reputed as the most productive and fertile soils of which Podzolised chernozem takes the position of the subtype in Ukrainian system of Soil Classification and covers minor highland of Forest-Steppe areas in the west and east of Ukraine. The paper describes the local Podzolised chernozem formation factors: general climate, vegetation, topography, parent mate-rials and areas of their distribution. It has been reported particularities of genesis, morphology and other properties of Podzolised chernozem depending of local conditions and management. Soil conservation practices of Podzolised chernozems were also outlined and discussed in this paper.
Key words: classification, organic matter, tillage, management, humus, acidity, soil struc-ture.
INTRODUCTION
Ukrainian chernozems have been well known since the ancient times. Fertile lands to the north from black sea were mentioned for the first time by Herodotus (484 - 425 BC), Yaroslav I the Wise (978-1054 AD, Grand Prince of Novgorod and Kiev) among the other lands in Kievan Rus singled out the black lands. Vasily Vasilie-vich Dokuchaev in his monography
“Russian Chernozem” at first conceived chernozem as an independent natural body resulting from a unique combination of climate, living matter, earthy parent ma-terials, relief, and geological age [1].
The area under Podzolised cherno-zems extends from deciduous forests on the West (Pre-Carpathians) to the Central Rus-sian upland on the North-East (Figure 1).
Figure 1 – Distribution of major areas of Podzolised chernozems across Ukraine
11
Podzolized chernozems are encoun-tered mainly in the western regions, cen-tral part of Kyiv oblast, eastern periphery of Volyno-Podilsky plateau, in Vinnytsya oblast and northern parts of Chernigiv and Poltava oblasts. In the Left Bank of Dnipro river they are occupying some areas on the right-banks of the rivers. They do not form an unbroken band but are invading the areas of typical and leached cherno-zems, as well as dark grey soils on water-sheds and gentle slopes. According to Tyhonenko et al. (2009) [2] Podzolized chernozems occupy 8.2 % of Ukrainian territory, 5528 ths ha (13.8 % of the total farmland area) of them are used in agri-culture. The diversity of podzolized soils increases at the expense of regradation (27.8 %), erodedness (36.5 %), wetness (10.5 %), drainage (5.8 %) etc.
According to ecology- technologic grouping of Podzolised chernozems, the practices of soil tillage, fertilizer applica-tion, and plant protection are differentiat-ed. On the slopes within 3 – 5 in steepness, row crops should not be employed in crop rotations, which (the latter) should consist of small grain crops and perennial grasses. Under conditions of erosion hazard the fields should be planned along the con-tours. Among the crops suitable for pro-duction on podzolized soils are winter wheat, sugar beet, com, potatoes, alfalfa, annual grasses, etc. The soils are the best for fruit trees and berries. Slightly acid reaction of podzolized soils demands reg-ular liming. On loamy sands and sandy loams the rates of liming should be only a half of a complete rate computed by hy-drolytic acidity value. On heavier soils, complete rates will not be too much, pro-vided P2O5 and Zn are not bound in insolu-ble compounds. Farm manure should be applied at rates of 14 – 16 mt per hectare of a crop rotation per year [3].
In spite of common appearance, Podzolized chernozems vary in their mor-phology, properties, lithology that call
forth different land use and conservation practices. The purpose of this paper is to identify the features of soil profile, parent materials, properties of West Podzolized chernozems laying down the development of local strategy their use.
MATERIALS AND METHODS
This research was conducted by the Soil Science and Soil Conservation Depart-ment of the National University of Life and Environmental Sciences in Ukraine on a Podzolised chernozem in the Forest-Steppe zone of Ukraine, near the town of Zalistchyky, Ternopil region (lat. 48°40'54.46N, long. 25°41'10.27E). Soil pro-files were dug out on the loess plateau, first terrace of Dniester river.
The soil was classified as a Haplic Chernozem according to the FAO Soil Clas-sification, Podzolised Chernozem in Ukrainian Soil Classification, a Black Cher-nozem according to the Canadian system of soil classification [4] or a Mollisol ac-cording to the USDA Soil Classification [5].
Composite soil samples (five cores per composite sample) were taken from the each horizon. All soil samples were air dried and passed through a 1-mm sieve to remove the coarse mineral fraction and plant residue fragments. The gravimetric soil moisture and other soil parameters was determined for each depth increment. The determination of soil organic matter was conducted using a wet combustion technique of Tyurin [6] (1937), which is based on organic carbon oxidation by po-tassium dichromate (0.4 N) in acid solu-tion (H2SO4 : H2O = 1:1). Mechanical (Particle-Size) analytical procedure was fulfilled using the Kachinsky pipette meth-od with a soil dispersion by sodium pyro-phosphate solution (4 %). The soil cores were collected to determine soil bulk den-sity. The Kappen – Gilkovitz procedure were used for Cation Exchange Capacity determination. pHKCl were determined po-tentiometrically in soil suspensions with soil to 1N KCl ration 1:5 [7].
12
RESULTS AND DISCUSSION
Chernozem definition
Chernozems (Mollisols) are identi-fied by a thick, dark-colored, humus and base-rich surface horizon (mollic epipe-don), a high base saturation (≥ 50 percent by ammonium acetate) to 1.8 m depth and an exchange complex with dominance of clay minerals with permanent charge and calcium as main exchangeable cation [8]. They generally contain a significant con-tent of weatherable minerals. In the strict sense, there are nine criteria defining the mollic epipedon with the details of the cri-teria varying in response to several other soil features [9]. In reality, mollic epipe-dons are quite straightforward. They are mineral horizons at least 25 cm thick hav-ing (a) structure, (b) moist color with both chroma and value being 3 or less, and (c) at least 50 % base saturation, and 0.6 % organic carbon content [10, 11].
Soil forming factors
Podzolised chernozems are formed in the temperate short with a relatively brief freezing period. In general, the cli-mate in the west is semi-humid or humid. The amount of solar radiation is within 102–112 kcal·cm2yr-1. Mean January tem-perature is (-) 4-60C. Mean July tempera-ture is (+) 18-210C. Average annual tem-perature from +7.2 till + 7.80C. The maxi-mum depth of frost penetration is within 28-54 cm. Above zero temperature dura-tion is 250-260 days and 210-215 days exceed 50C. The sums of the temperatures exceeding 10oC are equal to 2500 and 28000C respectively. The average amount of precipitation is within 550-640 mm. The ratio between the average annual amount of precipitation and average annu-al evaporation from the open water sur-face (coefficient of humidity, Kh) within 0.9-1.3. The western regions of the Podzo-lised chernozems zone are more moist and humid, while the eastern ones are more arid and continental in climate. The vege-tation types found on chernozems are oak-maple-lime-hornbeam forests with grass-
lands and meadows. Parent materials are characterized by “lithologic uniformity” represented by the loess and loess-like loams. The topography of Podzolised cher-nozems is dominantly plainland but nonu-niform in both genetic and structural re-spects. The lowland in the south zone gradually turns into a number of uplands (150-360 m above sea level): Bessarabian, Podilska, Pridniprovska. Toward the north, Pridniprovska, Donetsky lowland and Pol-tavska plainland spread on the left bank of Dnipro river. The north borderline of Pod-zolised chernozems verges on the Polisska lowland.
Local features of factors forming Pod-zolised chernozems
West Podzolised chernozems begin its distribution on interfluve area between the Stryp and the Syret rivers and go for-ward to the plateaus of Zalistchyky and Zboryv cities. The profiles of these soils bear the mark of modal Podzolised cher-nozem (Figure 2) formed on medium loam loess (Figure 3a).
Figure 2 – The soil profile of modal Podzo-lized chernozem near Zalistchyky city
Не 0-41/41 cm – slightly eluviated horizon of SOM accumulation; dark grey, displaying whitish dusting of amorphous SiO2 on drying; plow layer - cloddy with powdery grains; a layer below it — nutty
13
with grains and clods; slightly compacted; transition gradual;
Нрі 41-89/48 cm – upper transitive slightly illuviated horizon, dark grey; gran-ular/cloddy with nuts; compacted; with a weak amorphous silica dusting; brownish tint from the colloids of R2O3, earthworm channels and «crotovinas» (mole tunnels); transition gradual;
Рhі 89-127/38 cm – lower transi-tive slightly illuviated horizon; yellow grey brown; nutty-prismatic; with R2O3 coat-ings (films) on the feces of soil aggregates; sticky, humus encrustations, plant roots, transition gradual;
Р(h)ік 127-158/31 cm – slightly illuviated leached from carbonates hori-
zon; with streaks of humus; dirty dull-grey with brownish tint; rare «crotovinas»; transition sharp along the wavy line of ef-fervescence with 10 % HCl;
Рк 158-196/38 cm – parent materi-al; straw-colored, loess with veins of CaCO3 enriched with dark mole tunnels.
At a distance of 1.1-1.4 km down-ward the slope appears the red argillites of upper Silurian period (Figure 3b), which towards to the Dniester river intermix with ancient alluvium (Figure 3c). Nearby the Dniester levee, parent material washes out of clays, enriches with modern alluvi-um and becomes lighter and yellowish (Figure 3d).
a b c d
Figure 3 – The parent materials of Podzolized Chernozems depending the relief posi-tion: a – loess, b – red argillites, c – clays with ancient alluvium, d – modern levee alluvi-
um with the traces of clays and loesses
Properties of Podzolised chernozem
Soil texture in chernozem varies from light loam to heavy loam and become heavier from the north to the south. Coarse silt and clay are dominant soil par-ticles, but differ in their distribution. The percentage of particles 0.05-0.01 mm var-ies from 53.4 % in upper horizon to 41.6 % in the bottom. The distribution of <0.01 mm particles down soil profile is uniform with the minor tendency its accu-mulation in He horizon (Figure 4a). The content of soil organic matter (SOM) in Podzolised chernozem gradually declining through soil profile: 3.3 %, 3.2 %, 3.2 %, 3.1 %, 2.9 %, 1.9 %, 1.5 %, 1.2 %, 0.5 %.
Abandoned for 40 years chernozem pos-sess with higher humus content (4.7 – 4.5%) in 0-15 cm layer than ploughing one (3.3 – 3.2 %) (Figure 4b). Humus type (a ratio of the carbon content in humic to fulvic acids, Cha/Cfa) changes respectively from 1.2 to 0.8 or is fulvate-humatic in the upper and humate-fulvatic in the lower horizon of soil profile. The bulk density in chernozems depend on humus content and soil texture. It was found in the favora-ble ranges for plant growth – 1.16 – 1.3 g cm-3 (Figure 4c). Slightly illuvial horizons in-crease soil compaction considerably com-pared to ploughing horizon because of re-duction SOM, increasing colloidal com-
14
pounds Al3+ and Fe3+, metamorphism ac-tivity, nutty-prismatic aggregates, etc. Ukrainian chernozems, as a rule, have a neutral reaction, with soil pH ranging from 6.6 to 7.5. By pHKCl and hydrolytic acidity Podzolised chernozem is slightly acid in the upper horizon (Figure 4d,e).
The comparatively higher amount of phys-ical sand (>0.01 mm) and lower amount of OM have resulted medium level of cation exchange capacity (CAC) in Podzolised chernozem (Figure 4f). Ca2+ usually makes up 95 % of all soil cations.
a b c
d e f
Figure 4 – Profile distribution of Podzolised chernozem properties: a – coarse silt and clay content; b – humus content in abandoned and arable soils; c – bulk density; d – ex-
changeable pHKCl acidity; e – hydrolytic acidity; f – cation exchange capacity
CONCLUSION
Podzolised chernozem is distributed in the Forest-Steppe area, and is mostly formed under temperate and freezing zones. Parent material is represented by
the loess, but regional conditions may in-fluence soil profile by clays, shists, lime-stone, alluvial deposits. Soil texture varies from light loam to middle loam. Coarse silt and clay are dominant soil particles but
15
differ in distribution. Chernozem have an accumulative type of OM distribution in soil profile. The soil have a slightly acid reaction in the upper horizon and neutral or slightly alkaline in the bottom, medium level of cation exchange capacity. Podzo-lised chernozem have been primarily used in Ukraine for growing winter wheat, bar-ley, corn, sugar beet, and sunflower. Soil
properties have been changed by different management. The eminent changes are decline in soil organic matter and soil thickness, while the water and wind ero-sion as well as soil compaction are also becoming serious. Practices that favor con-servation of the soil resource is urgently needed to guarantee food security.
ACKNOWLEDGEMENTS This project was supported by the Bureau of International Cooperation of Chinese
Academy of Sciences, foundation item: CAS-China, Ukraine and Belarus Cooperation Pro-
gram, and the project of National Natural Science Foundation of China (NO: 41171230).
REFERENCES
1 Dokuchayev, V. Russian chernozem. The report to the Imperator free economic society. – SPtb, 1883. – 482 p. [in Russian].
2 Tyhonenko, D., Degtyarev, V., Krohyn, C., Velichko, V., Novosad, K., Balayev, A., Kravchenko, Yu., Tonha, O., Veremeenko, C. Practicum from Soil Science. Textbook. – Kharkiv: Maydan Press, 2009. – 448 p. [in Ukrainian].
3 Petrenko, L., Berezhnyak, M., Dudar, T., Berezhnyak, Ye. Fundamentals of Soil Science. – Kyiv: “NAUK-druk” Publishing House, 2010. – 460 p. [in Ukrainian].
4 Soil Classification Working Group. The Canadian system of soil classification. 3rd ed. – Ottawa: NRC Research Press, Agriculture and Agri-Food Canada, 1998. – 187 p.
5 IUSS Working Group WRB. World reference base for soil resources 2006. First update 2007. E. Micheli, P. Schad, O. Spaargaren, H. P. Blume, and R. Dudal, eds. // World Soil Resources Reports. – No. 103. – FAO, Rome, Italy, 2007. – 34-58 р.
6 Tyurin, I. Soil organic matter and its role in pedogenesis. Humus doctrine. – M. K. «Selhozizdat», 1937. – 287 p. [in Russian].
7 Krykunov, V., Kravchenko, Yu., Kryvoruchko, V., Krykunova, O. Soil lab manual. Bila Tserkva. – BKF Press, 2004. – 216 p. [in Ukrainian].
8 Soil Survey Staff. Soil Taxonomy (2nd Ed.). United States Department of Agricul-ture Natural Resources Conservation Service. – 1999. – 10 р.
9 Soil Survey Staff. Keys to soil taxonomy. 11th ed. United States Department of Agriculture Natural Resources Conservation Service. – Washington, DC, 2010. – P. 88-103.
10 Burras, C.L., Veenstra, J. J., Ibrahim, M., Cruse, R.M. and Fenton, T.E. Black soils of the USA: A brief introduction. – 2010. – P. 46-50 in X.B. Liu, C.Y. Song, R.M. Richard and T. Huffman, eds. New advances in research and management of world Mollisols. Northeast Forestry University Press, Harbin, China.
ТҮИ ІН
Матвеев А., Кравченко Ю.
УКРАИНАНЫҢ БАТЫС ОРМАНДЫ ДАЛАСЫНДАҒЫ КҮЛГІНДІ ҚАРА ТОПЫРАҚТАР ГЕНЕЗИСІ, ҚАСИЕТТЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ЖАҚСАРТУ
Украинаның Ұлттық биоресурстар және табиғатпайдалану университеті, топырақтану және топырақ қорғау кафедрасы, 03041 Киев, Сталинград
батырлар көшесінің қорғанысы, 15, Украина, e-mail: [email protected], [email protected]
Осы берілген жұмыста Украинаның күлгінді қара топырақтары көрсетілген. Қара топырақтардың барынша құнарлы топырақ болып есептелетіні белгілі, олардың ішінде
16
Украинаның топырақ классификациясына сәи кес, Украинаның батыс және шығыс орманды дала бөлігінде аи рықша көп қалыптасқан, күлгін қара топырақтар типшесі ерекшеленеді. Мақалада жергілікті қара топырақ факторлары суреттеледі: климат, өсімдік жамылғысы, жер бедері, топырақ түзуші аналық жыныс, сонымен қатар олардың таралу аумағы. Жергілікті жағдаи лар мен олардың паи даланылуына баи ланысты күлгінді қара топырақтар генезисіне, морфологиясына және басқа да қасиеттеріне сараптама жасалынды. Күлгінді қара топырақтарға қолданылатын топырақ қорғау технологиялары сипатталды және талқыланды.
Түйінді сөздер: классификация, топырақтағы органикалық заттар, орманды балшық, топырақ өңдеу, паи далану.
РЕЗЮМЕ
Матвеев А., Кравченко Ю.
ГЕНЕЗИС, СВОИ СТВА И УЛУЧШЕНИЕ ПОДЗОЛИСТЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ ЗАПАДНОИ ЛЕ-СОСТЕПИ УКРАИНЫ
Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины, ка-федра почвоведения и охраны почв, 03041 Киев, Героев Сталинграда ул. обороны, 15,
Украина, e-mail: [email protected], [email protected]
В даннои обзорнои работе представлены подзолистые черноземы Украины. Черно-земы как известно являются наиболее плодородными почвами, среди которых выделяют-ся подтипы подзолистых черноземов согласно Украинскои классификации почв, сформи-рованные преимущественно на возвышенностях лесостепи в западнои и восточнои части Украины. В статье описываются локальные черноземные факторы: климат, раститель-ность, рельеф, почвообразующие породы, а также раи оны их распространения. Проанали-зированы особенности генезиса, морфологические и другие свои ства подзолистых черно-земов в зависимости от местных условии и их использования. Описаны и обсуждены поч-возащитные технологии, которые принимаются на подзолистых черноземах.
Ключевые слова: классификации, органическое вещество почв, лессовидный суглинок,
почвенная обработка, использование.
17
УДК: 631.45
Пермитина В.Н.
ФОРМИРОВАНИЕ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА В УСЛОВИЯХ ИНТРОДУКЦИИ ДРЕ-ВЕСНЫХ ПОРОД БОТАНИЧЕСКОГО САДА
РГП «Институт ботаники и фитоинтродукции» КН МОН РК, 050040, Алма-ты, ул. Тимирязева, 36 «Д», Казахстан, e-mail: [email protected]
Рассмотрены закономерности формирования почвенного покрова и почв предгор-нои равнины в пределах Главного ботанического сада г. Алматы, показана трансформация морфогенетических признаков и свои ств предгорных темно-каштановых почв в зависимо-сти от условии почвообразования, связанных с влиянием интродуцированных древесных пород, кустарниковои и травянистои растительности, агротехническими методами ухода, орошением и сенокошением.
Ключевые слова: предгорная равнина, темно-каштановые почвы, интродукция дре-весных пород, трансформация почв, почвообразование.
ВВЕДЕНИЕ
Исследования почвенного покро-ва в городских ботанических садах обу-словлены отсутствием фактических данных о морфогенетических свои -ствах почв, сформированных в специ-фических условиях города. Почвы бота-нического сада несут информацию о влиянии интродукции древесных по-род на формирование почвенного по-крова в течение многих десятков лет.
Сочетание природоохранного ре-жима, проведения агротехнических мероприятии , длительного антропо-генного (урбаногенного) воздеи ствия привело к формированию почв, отли-чающихся от природных и от почв го-родских озеленительных территории . Исследования морфологических и хи-мических свои ств указывают на осо-бые пути почвообразования в ботани-ческих садах [1]. Территорию сада мож-но рассматривать как комплекс уни-кальных искусственно созданных эко-систем, где отчасти компенсируется негативное воздеи ствие городскои среды и формируется высокии уровень биоразнообразия, ведущии к транс-формации почв.
Структура интродуцированных древесно-кустарниковых пород созда-ет предпосылки для пространственнои неоднородности свои ств почв на срав-
нительно близких расстояниях [2]. В силу своих биологических и экологиче-ских особенностеи деревья образуют особые условия для почвообразования. Культура дуба увеличивает содержа-ние перегноя, азота, величину pH, сум-му обменных основании по сравнению с культурои сосны. Амплитуды разли-чии в содержании перегноя достигают 1 % (от веса почвы), суммы поглощен-ных основании – 6 мг-экв на 100 г поч-вы, pH –1,2 [3]. Овингтон [4] показал, что под хвои ными породами (сосна, лиственница) по сравнению с березои , ольхои , дубом (в одних и тех же услови-ях) увеличивается плотность почв, за-пасы гумуса, мощность подстилки, pH.
Для почв ботанических садов ха-рактерно особое строение почвенного профиля, повышенное содержание ос-новных элементов минерального пита-ния. Агротехнические мероприятия (планировка поверхности участков, организация посадочных мест, система ухода, орошение) по созданию коллек-ционных насаждении из древесных по-род привели к преобразованию поч-венных горизонтов. Развитие различ-ных пород деревьев совместно с ку-старниками и травянистым раститель-ным покровом за период более 80 лет способствовало формированию нару-шеннои части профиля с образованием
18
генетических горизонтов, близким по морфогенетическим признакам и свои -ствам горизонтам фоновых почв. Верх-няя часть профиля, формирующаяся под влиянием современных условии , имеет некоторые отличия.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Интродукция растении предпола-гает введение в культуру новых видов, форм и сортов путем разведения их за пределами естественного ареала (виды, подвиды, разновидности). Интродук-ция древесных растении в ботаниче-ских садах осуществляется определен-ными представителями их популяции . Древесные насаждения имеют разви-тыи подлесок из занесенных видов дре-весных и кустарниковых пород. Травя-нистая растительность представлена разнотравно-злаковыми и злаковыми сообществами с участием тенелюбивых лесных видов.
Объектом исследовании послужи-ли предгорные темно-каштановые окультуренные почвы ботанического сада г. Алматы, которыи был организо-ван в 1932 году. Изучены закономерно-сти изменения морфогенетических свои ств почв в зависимости от располо-жения коллекционного участка, вида древесных пород, кустарниковои и тра-вянистои растительности.
Территория обследования отно-сится к подзоне предгорных темно-каштановых почв (в пределах 750–850 (900) м абсолютнои высоты), которая располагается на высоких предгорных равнинах, примыкающих к низким тер-расовидным предгорьям (прилавки). В почвенно-географическом отношении она входит в состав Северо-Тяньшанскои горнои провинции, по увлажнению относится к засушливои зоне с развитием степных ландшафтов [5, 6]. Ботаническии сад по природному раи онированию относится к степнои зоне предгории Заилии ского Алатау [7]. Сад имеет площадь 108 га, простирает-ся с севера на юг на 1,4 км и имеет абсо-
лютную высоту у севернои границы 856 м, а у южнои – 906 м.
Общии рельеф местности харак-теризуется как подгорная аккумулятив-ная равнина, образованная конусами выноса горных рек и временных водо-токов. Участок расположен в верхнеи части подгорнои равнины с равномер-ным уклоном с севера на юг. Микроре-льеф представлен плоскими ложбина-ми, направленными вдоль склона. Кро-ме того, имеются отдельные бугры, ва-лы и выемки искусственного происхож-дения. Оросительная сеть участка со-стоит из трех крупных распределите-леи , один из которых проходит по за-паднои границе, и разветвленнои мел-кои сети. С востока участок ограничен долинои реки Поганка.
Почвообразующими породами участка служат аллювиально-пролювиальные двучленные суглини-сто-галечниковые наносы, представ-ленные в основании валунно-галечниковыми отложениями, состоя-щими из валунов, слабо окатаннои гальки и щебня, пересыпанных дре-свои , хрящом и песком. Глубина залега-ния валунно-галечниковых отложении в западнои части сада составляет 1–1,5 м, в центральнои части – 1,5–2 м, и в во-сточнои части – 2,5–3 м. Валунная тол-ща покрывается слоем галечниково-дресвяного или дресвяно-гравии ного наноса небольшои мощности. Выше за-легают песчанистые супеси и суглинки с дресвои и редкими включениями гальки и щебня, перекрытые пылева-тыми тяжелыми карбонатными суглин-ками, которые можно отнести к типич-ным лессам.
Исследованныи участок относит-ся к вертикальнои зоне каштановых почв. Почвы принадлежат к одному ге-нетическому подтипу (предгорные тем-но-каштановые), что обусловлено ма-лои его площадью при относительно однородном характере рельефа. Почвы отличаются глубокои выщелоченно-
19
стью от карбонатов и процессами вмы-вания гумуса в нижние горизонты поч-венного профиля.
Вариации в пределах подтипа сводятся к различию в гранулометри-ческом составе, мощности гумусового горизонта и неодинаковом содержании гумуса, валового азота, элементов пи-тания.
Отмечается сравнительная одно-родность почвенного покрова всеи тер-ритории при отсутствии комплексно-сти. Микрорельефные формы (лож-бины) не отличаются избыточным увлажнением и засолением благодаря стоку и естественному дренажу. Отли-чительными признаками в почвенном покрове участка служит различие в гранулометрическом составе, характе-ре и глубине залегания почвообразую-щих и подстилающих пород. В связи с этим территория разделяется на во-сточную и западную части. Восточная часть сложена лессовидными суглинка-ми с развитыми на них многогумусны-ми почвами. Мощность мелкоземистого слоя здесь достаточна для нормально-го развития корневои системы древес-ных пород. Кроме того, почвы и грунты отличаются благоприятными физиче-скими свои ствами (хорошая водопроницае-мость, достаточная влагоемкость и др.).
Почвообразующими породами для формирования почв западнои ча-сти и центрального массива служат средние и легкие суглинки, обогащен-ные на небольшои глубине дресвои и галькои . Подстилающие валунно-галечниковые отложения залегают не глубоко, местами ближе 1 м. Почвы со-держат меньше гумуса, в значительнои степени выщелочены, отличаются ма-лои влагоемкостью. Близкое залегание валунно-галечниковых отложении обу-словливает неблагоприятные условия для нормального развития древесных пород в связи с недостаточнои площа-дью питания и ограниченности водно-го запаса.
Несколько отличаются от осталь-ных почв краи неи севернои части сада, которые менее выщелочены.
По определению С.И. Соколова [7] почвы ботанического сада напоминают черноземы малогумусные, но отлича-ются от них растянутостью гумусового профиля, сравнительнои бедностью коллоиднои части и глубоким залега-нием или полным отсутствием в поч-венном профиле карбонатов. Выделен-ные признаки имеют вторичныи харак-тер, обусловленныи долголетнеи по-ливнои культурои в прошлом. Много-летняя культура древесных насажде-нии с определенным влиянием кустар-никовои и травянистои растительно-сти на процессы почвообразования, привели к значительным изменениям морфогенетических свои ств почв.
Для выявления изменении в окультуренных почвах ботанического сада были проведены исследования с целью оценки современного состояния почвенного покрова, выявления зако-номерностеи формирования почв кол-лекционных участков, обусловленных их расположением и влиянием опреде-ленных видов древесных пород.
Методика полевых работ включа-ла закладку почвенных разрезов, мор-фологическое описание генетических горизонтов, отбор почвенных образцов для химико-аналитического исследова-ния. Глубина почвенных разрезов опре-делялась глубинои залегания почвооб-разующих пород.
Отбор образцов почв производил-ся из разрезов, характеризующих поч-венныи покров территории, для уста-новления основных химических и фи-зико-химических свои ств почв. Взятие образцов осуществлялось из выделен-ных генетических горизонтов. Анализ физико-химических свои ств проводил-ся по общепринятым методикам [8]. Основные диагностические показатели почв сада определялись по следующим показателям: содержание гумуса и об-
20
щего азота, обеспеченность подвижны-ми формами фосфора и калия, содержа-ние воднорастворимых солеи , реакция почвенного раствора, емкость поглоще-ния (по сумме поглощенных основа-нии ), гранулометрическии состав.
Таксономическое определение типов, подтипов и разновидностеи почв проводилось в соответствии с принятои классификациеи [9].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Территория ботанического сада характеризуется распространением предгорных темно-каштановых выще-лоченных (глубоковскипающих) почв, развивающихся в условиях слабоволни-стои наклоннои равнины. Естественная растительность характеризуется разно-травно-типчаково-ковыльными сооб-ществами с участием кустарников (шиповник, спирея). Почвы характери-зуются растянутостью гумусового го-ризонта, что связано с передвижением органических веществ. Почвы не имеют ясно выраженного карбонатного гори-зонта, выделения карбонатов наблюда-ются в виде корочки на каменистых отдельностях. Мощность гумусового горизонта (А+B) фоновых почв дости-гает 43–45 см, отличается пороховато-зернистои и зернисто-комковатои структурои . Содержание гумуса в верх-них горизонтах 3,5–4,5 %. Почвы не со-лонцеватые, не засолены легкораство-римыми солями. По гранулометриче-скому составу преобладают среднесу-глинистые разновидности.
Как показали исследования, поч-вы сада характеризуются морфологиче-ским строением профиля, характерным для орошаемых почв фруктовых садов с посевным травяным покровом из многолетних трав. Дифференциация на генетические горизонты повсеместно ясно выражена при наличии или отсут-ствии дерновинного горизонта, что обусловлено развитием злаков или раз-реженных группировок из однолетнеи растительности, а также степенью со-
мкнутости кроны древесных пород. Сравнительныи анализ показал, что почвы имеют более мощныи растяну-тыи гумусовыи (А+В=60–80 см) про-филь. Гумусово-аккумулятивныи гори-зонт (А=26–45 см) серовато-корич-невои окраски, местами с развитои дер-нинои (А1д=3–10 см), хорошо сформиро-ваннои пороховато-зернистои или ком-ковато-зернистои структурои рыхлого или слабо уплотненного сложения. За-легающии ниже горизонт (В=33–41 см) более мощныи , имеет более темныи буровато-коричневыи цвет по сравне-нию с природными аналогами, комко-ватои или комковато-глыбистои струк-туры и плотного сложения. Переход-ныи горизонт (ВС=10–27 см) отличает-ся неоднороднои желтовато-бурои или серовато-бурои окраскои с включением дресвы, гальки, крупного песка, места-ми с бурыми пятнами глины и ржавы-ми пятнами окислов железа. Карбонат-ные выделения не обнаружены. Вски-пание от солянои кислоты в двух разре-зах с глубины в 80–85 см.
В зависимости от глубины залега-ния почвообразующих пород и состава растительного покрова исследуемые окультуренные почвы разделяются по химическому составу, включая содер-жание гумуса и валового азота, элемен-тов питания, суммы поглощенных ос-новании , глубины выщелоченности от карбонатов.
Данные аналитического исследо-вания показали, что в верхнем дерно-вом горизонте окультуренных почв, развитых под широколиственными по-родами, состоящими из ясеня обыкно-венного, вяза шершавого, груши
(Fraxinus excelsior, Ulmus scabra, Pyrus boissieriana.) с участием кустарников (Amorpha fruticosa, Rosa sp., Prunus spi-nosa, Siringa vulgaris, Ligustrum vulgare), количество гумуса увеличено на 2–2,5 % (таблица, участок «Восточная Азия» и «Европа») по сравнению с фоновыми почвами. Распределение содержания
21
гумуса по профилю обнаруживает по-степенное снижение значении с глуби-нои . Аналогичное распределение наблюдается по общему азоту, количе-ство которого в поверхностном гори-зонте на 0,1–0,14 % больше по сравне-нию с фоновыми значениями. Однако в нижележащих горизонтах почв количе-ство азота соответствует фоновым по-казателям. Отношение углерода к азо-ту остается широким в обоих вариан-
тах, сужается в переходном к почвооб-разующеи породе горизонте. Обеспе-ченность почв подвижными формами фосфора и обменного калия высокая и средняя в верхних горизонтах, в сред-неи и нижнеи части профиля обеспе-ченность очень низкая. Вследствие влияния системного орошения про-филь почв выщелочен от карбонатов на значительную глубину.
Таблица – Физико-химические свои ства предгорных темно-каштановых окульту-ренных почв
Глубина,
см
Гумус,
%
Валовой
азот,
%
C:N CO2 pH
Сумма
поглощенных
оснований,
мг-экв на 100 г
почвы
Подвижные
формы, мг/кг Сумма
солей,
%
Частицы
<0,01 мм,
% P2О5 K2O
Хвойные породы
0–8 10,08 0,392 14,9 – 6,6 24,33 160 480 0,060 44,87
15–25 4,30 0,224 11,1 – 6,7 17,17 90 380 0,031 43,68
62–82 2,15 0,140 8,9 – 7,3 14,55 68 260 0,053 40,49
90–95 1,53 0,112 7,9 1,74 7,9 13,54 93 230 0,067 38,70
Плодовые культуры
0–7 3,88 0,238 9,5 – 6,83 16,03 29 480 0,028 42,28
15–25 2,45 0,154 9,2 – 7,08 14,85 9 260 0,018 44,09
50–60 1,64 0,140 6,8 – 7,23 13,63 6 170 0,023 39,14
95–100 1,36 0,112 7,0 – 7,47 14,12 6 170 0,031 42,38
Газонные травы
0–10 7,16 0,350 11,9 – 6,8 15,54 32 370 0,033 32,42
20–30 2,05 0,168 7,1 – 6,5 11,91 9 160 0,035 29,22
30–40 2,03 0,154 7,6 – 6,7 11,84 8 130 0,067 32,06
55–60 1,02 0,084 7,0 – 6,8 11,71 7 180 0,089 30,06
Восточная Азия
0–9 5,73 0,392 8,5 – 7,5 21,70 51 560 0,050 44,45
10–20 5,12 0,280 10,6 – 7,6 17,67 19 420 0,033 43,75
25–35 2,97 0,140 12,3 – 7,8 14,13 9 200 0,040 32,42
55–65 2,05 0,140 8,5 – 7,6 14,28 5 190 0,026 38,80
80–90 1,19 0,112 6,2 – 7,6 10,84 3 170 0,026 38,28
Алтай
0–10 5,94 0,308 11,2 – 6,6 17,34 23 270 0,025 38,06
15–25 2,76 0,168 9,5 – 6,8 14,29 9 160 0,018 37,29
40–50 1,64 0,140 6,8 – 7,0 11,61 7 150 0,018 32,48
65–90 1,23 0,112 6,4 – 6,7 10,13 7 130 0,032 30,65
Северная Америка
0–9 7,06 0,350 11,7 – 7,8 25,81 23 440 0,051 64,12
20–30 2,97 0,154 11,2 – 7,7 17,80 3 210 0,037 47,48
50–60 2,15 0,154 8,1 – 7,6 17,10 1 190 0,027 50,77
90–95 1,19 0,084 8,2 2,89 8,1 15,10 – 130 0,076 51,63
Европа
0–10 6,35 0,294 12,5 – 7,0 19,81 26 540 0,033 38,75
15–25 3,48 0,168 12,0 – 6,6 12,53 9 230 0,031 32,85
40–50 1,71 0,126 7,9 – 6,8 11,88 9 150 0,022 34,96
75–80 1,30 0,084 9,0 – 6,8 11,63 8 130 0,034 34,75
22
Результатом выщелачивания кар-бонатов служит смещение реакции почвенного раствора в сторону подкис-ления на 0,6–0,9 ед. pH в верхних гори-зонтах. Горизонты имеют слабощелоч-ную и слабокислую реакцию. Сумма обменных основании в верхних гори-зонтах снижена на 6–10 мг-экв на 100 г почвы, но выражен максимум в поверх-ностном горизонте и постепенное сни-жение значении с глубинои . Грануло-метрическии состав почв показывает тенденцию накопления иловатых ча-стиц в верхних горизонтах почв, сфор-мированных на участке с хорошо раз-витым травянистым покровом из зла-ков с разнотравьем. В условиях разре-женного травянистого яруса сохраняет-ся обеднение илистои фракциеи верх-них горизонтов.
В почвах, формирующихся под насаждениями из хвои ных пород (Picea schrenkiana) с разреженнои травяни-стои растительностью из осоки и недо-троги, наблюдается увеличение мощ-ности гумусового горизонта на 6–12 см по сравнению с исходными почвами, что обусловлено глубоким проникнове-нием гумусовых веществ по профилю с током воды. Содержание гумуса превы-шает его значения в темно-каштановых почвах на 1,6–5,6 %, азота – на 0,07–0,14 % и характеризуется ши-роким отношением органического уг-лерода к азоту (таблица, участок «Хвои ные породы»). С глубинои содер-жание этих компонентов снижается, но гумус глубоких горизонтов заметно богаче азотом, чем верхних. Обеспечен-ность почв подвижным фосфором очень высокая, обеспеченность обмен-ным калием высокая и повышенная в верхних горизонтах, ниже обеспечен-ность средняя. Определение pH обнару-живает слабокислую реакцию гумусово-аккумулятивного горизонта и усиле-ние щелочности с глубинои , что харак-терно для профиля темно-каштановых выщелоченных почв. Сумма поглощен-
ных основании соответствует распре-делению значении в исходных почвах, но на 5–7 мг-экв ниже. По профилю наблюдается равномерное распределе-ние пылевато-иловатых фракции с мак-симальным их количеством в верхних горизонтах, что свидетельствует об од-нородном составе почвеннои толщи.
Почвы, развивающиеся под насаждениями сосны (Pinus sylvestris) с участием пород широколиственных деревьев (Fraxinus excelsior, Ulmus scabra, Acer negundo, A. platanoides), ку-старников (Frangula alnus, Sambucus rac-emosa, Ligustrum vulgare, Lonicera maackii, Rosa canina) и разнотравно-злаковым травянистым ярусом, отли-чаются меньшим содержанием гумуса и азота (таблица, участок «Алтаи »), ме-нее широким отношением углерода к азоту (таблица, участок «Алтаи »). Обес-печенность почв подвижными форма-ми фосфора и обменного калия средняя только в верхнем дерновинном гори-зонте, ниже обеспеченность очень низ-кая и низкая. Реакция почвенного рас-твора слабокислая, близкая к неи тральнои , что соответствует значе-ниям фоновых почв. Сумма поглощен-ных основании в верхнем горизонте в полтора раза ниже фоновых значении . Распределение пылевато-иловатых фракции в профиле равномерное с мак-симумом в поверхностном горизонте.
Коллекционныи участок «Север-ная Америка» отличается наличием насаждении из катальпы прекраснои (Catalpa speciosa) с сомкнутои кронои и отсутствием травянистои растительно-сти под пологом деревьев. В верхнеи части профиля выделяется маломощ-ная листовая подстилка, переходящая в органогенныи горизонт с большим ко-личеством слабо перепревших расти-тельных остатков. В этих условиях раз-виваются почвы с высоким содержани-ем гумуса и азота в поверхностном го-ризонте, почти в два раза превышаю-щим фоновые значения, и резким паде-
23
нием их с глубинои (таблица). Отноше-ние углерода к азоту широкое, суживаю-щееся с глубинои . Обеспеченность по-движными формами фосфора и обмен-ного калия высокая и средняя в гори-зонтах с наибольшим количеством гу-муса, с глубинои обеспеченность этими элементами падает до очень низкого и низкого уровня. Карбонаты выщелоче-ны до глубины 90 см. Реакция почвен-ного раствора слабощелочная с увели-чением щелочности в нижнеи части профиля. Сумма обменных основании в поверхностном горизонте в пределах значении фоновых почв, но с резким падением в нижележащем горизонте и последующим постепенным снижением. Выявлено равномерное распределение илистои фракции по профилю с макси-мальным значением частиц физическои глины в верхнем горизонте.
Отличительными особенностями в морфологическом строении профиля выделяются почвы, сформированные под злаковои растительностью участка газонных трав, которыи расположен в верхнеи юго-западнои части сада. Про-филь имеет меньшую мощность (50–65 см), каменистыи с близким зале-ганием валунно-галечниковых отложе-нии . Горизонты укорочены, включения дресвы и гальки наблюдаются с 5–10 см. Содержание гумуса и азота в верхнем горизонте превышает фоновые значе-ния в 1,5–2 раза, отношение органиче-ского углерода к азоту широкое только в верхнем дерновинном горизонте, рез-ко суживается с глубинои . Обеспечен-ность почв фосфором и калием повы-шенная в верхнем дерновинном гори-зонте, с глубинои обеспеченность очень низкая и низкая. Реакция почвенного раствора слабокислая. Сумма обменных основании низкая, почти в два раза меньше фоновых значении . В распреде-лении иловатых фракции наблюдается равномерность с небольшими перепада-ми значении в среднеи части профиля.
Участок плодовых культур (Malus siversii, Armeniaca vulgaris) с разнотравно-злаковои растительностью в междуря-дьях отличается от всех почв обследо-ваннои территории низким содержани-ем гумуса и азота (таблица, участок пло-довых культур), соответствующим пре-делам значении фоновых почв. Умень-шение значении с глубинои равномер-ное. Отношение органического углерода к азоту сужено. Изменение условии гу-мусонакопления связано с использова-нием территории под сенокошение, что обусловливает изменение поступления органического вещества в почву. Кроме того, существующии в настоящее время не регулярныи полив способствовал увеличению мощности гумусовых гори-зонтов (А+В) до 68 см. Горизонты по цвету почти не отличаются, переход не-ясныи . Включения дресвы с 32 см. Обес-печенность подвижными формами фос-фора и обменного калия повышенное только в верхнем дерновом горизонте, ниже обеспеченность этими элемента-ми низкая. Карбонаты выщелочены за пределы профиля. Реакция почвенного раствора слабокислая в дерновом гори-зонте, слабощелочная – в нижележащеи толще. Сумма обменных основании низ-кая, что обусловлено невысоким содер-жанием гумуса. Распределение илова-тых фракции равномерное.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Антропогенно преобразованные
(окультуренные) почвы Главного бота-нического сада сформировались при совместном воздеи ствии зонально-климатических факторов почвообразо-вания, специфического влияния, связан-ного с интродукциеи древесно-кустарниковых пород, сеянных и зане-сенных видов разнотравно-злаковои растительности, агротехникои и осо-бенностями ухода за растениями. Это привело к формированию ряда особен-ностеи , присущих почвам сада и отлича-ющихся от городских и окультуренных
24
сельскохозяи ственных почв: мощным профилем (до 80–90 см); слабои уплот-ненностью верхнего почвенного гори-зонта; отсутствием включении строи-тельно-бытового мусора в пределах гумусового горизонта.
В результате исследовании выяв-лено, что влияние древесных насажде-нии коллекционных участков при по-ливном режиме содержания в прошлом привело к формированию растянутого гумусового горизонта почв комковато-зернистои структуры с повышенным содержанием в нем гумуса (до 5–10 %). Наиболее резкое снижение содержания гумуса с глубинои отмечается при пе-реходе от поверхностного (дернового) горизонта к нижележащим горизонтам.
Анализ свои ств исследуемых почв показал, что в распределении и содержании гумуса по профилю между фоновыми предгорными темно-каштановыми и окультуренными поч-вами различия существенны в верхнеи части профиля. Отношение углерода к азоту остается неизменно широким, что свидетельствует о низкои обеспе-ченности гумуса азотом.
Проведенныи анализ результатов по содержанию элементов питания (PK) в почвах ботанического сада, раз-вивающихся под различными древес-ными культурами, кустарниковои и разнотравно-злаковои растительно-стью, показал:
– высокую обеспеченность подвиж-ными формами фосфора имеют почвы, развивающихся под хвои ными порода-ми (участок «Хвои ных пород»). Почвы других участков отличаются высокои и
среднеи обеспеченностью верхних го-ризонтов. Низкая обеспеченность фос-фором характерна для среднеи и ниж-неи части профиля исследуемых почв;
– высокую обеспеченность обмен-ным калием только гумусово-аккумулятивного горизонта почв кол-лекционных участков, нижележащие горизонты имеют низкую обеспечен-ность этим элементом. Почвы участка хвои ных пород имеют высокую и сред-нюю обеспеченность обменным калием.
Почвы выщелочены от карбонатов на значительную глубину до 90–95 см. Для них характерна слабокислая, близкая к неи тральнои реакция среды.
Все почвы участков не засолены и не солонцеватые.
По гранулометрическому составу почвы коллекционных участков пред-ставлены суглинками средними. Рас-пределение частиц физическои глины в профиле с максимальными значения-ми иловатои фракции в поверхностном горизонте указывает на современныи процесс накопления продуктов разру-шения на месте их образования в от-сутствие (начиная с 90-х годов) прове-дения системного орошения. Почвы, развивающиеся под катальпои (участок «Северная Америка») в запад-нои части сада, представлены глинои .
По содержанию гумуса и валового азота в поверхностном горизонте поч-вы ботанического сада можно отнести к черноземам, но по другим показате-лям они мало отличаются от темно-каштановых выщелоченных почв пред-горных равнин.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Раппопорт А., Лысак Л., Марфенина О. Актуальность проведения почвенно-экологических исследовании в ботанических садах (на примере Москвы и Санкт-Петербурга) // Бюллетень Московского общества испытателеи природы. Отдел биологическии , 2013. – Т. 118. – № 5. – С. 45–56.
2 Карпачевскии Л.О. Пестрота почвенного покрова в лесном биогеоценозе. – М.: МГУ, 1977. – 312 с.
25
3 Гаврилов К.А. Влияние различных лесных культур на почву // Лесное хо-зяи ство, 1950. – № 3. – С. 15–23.
4 Ovington J.D. Studies of the development of woodland conditions under different tress. V. The mineral composition of the ground flow // J. of Ecology, 1956. – Vol. 44. – № 2. – P. 84–93.
5 Соколов С.И., Ассинг И.А., Курмангалиев А.Б., Серпиков С.К. Почвы Казах-скои ССР. Почвы Алма-Атинскои области. – Алма-Ата: АН КазССР, 1962. – Вып. 4. – 423 с.
6 Насыров Р.М., Соколов А.А. Краткая характеристика вертикальнои почвен-нои зональности и почв окрестностеи г. Алма-Аты (для участников международ-ного симпозиума по классификации почв). – Алма-Ата, 1988. – 34 с.
7 Соколов С.И. Почвы Алма-Атинского ботанического сада // Вестник АН КазССР. – 1946. – № 11 (20). – С. 59–61.
8 Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. – М.: МГУ, 1962. – 491 с.
9 Классификация и диагностика почв СССР – М.: Колос, 1977. – 223 с.
REFERENCES
1 Rappoport A., Lysak L., Marfenina O. Aktualnost provedeniya pochvenno-ekologicheskikh issledovany v botanicheskikh sadakh (na primere Moskvy i Sankt-Peterburga) // Byulleten Moskovskogo obshchestva ispytateley prirody. Otdel biolog-ichesky, 2013. – T. 118. – № 5. – S. 45–56.
2 Karpachevsky L.O. Pestrota pochvennogo pokrova v lesnom biogeotsenoze. – M.: MGU, 1977. – 312 s.
3 Gavrilov K.A. Vliyaniye razlichnykh lesnykh kultur na pochvu // Lesnoye kho-zyaystvo, 1950. – № 3. – S. 15–23.
4 Ovington J.D. Studies of the development of woodland conditions under different tress. V. The mineral composition of the ground flow // J. of Ecology, 1956. – Vol. 44. – № 2. – P. 84–93.
5 Sokolov S.I., Assing I.A., Kurmangaliyev A.B., Serpikov S.K. Pochvy Kazakhskoy SSR. Pochvy Alma-Atinskoy oblasti. – Alma-Ata: AN KazSSR, 1962. – Vyp. 4. – 423 s.
6 Nasyrov R.M., Sokolov A.A. Kratkaya kharakteristika vertikalnoy pochvennoy zonalnosti i pochv okrestnostey g. Alma-Aty (dlya uchastnikov mezhdunarodnogo sim-poziuma po klassifikatsii pochv). – Alma-Ata, 1988. – 34 s.
7 Sokolov S.I. Pochvy Alma-Atinskogo botanicheskogo sada // Vestnik AN KazSSR. – 1946. – № 11 (20). – S. 59–61.
8 Arinushkina Ye.V. Rukovodstvo po khimicheskomu analizu pochv. – M.: MGU, 1962. – 491 s.
9 Klassifikatsiya i diagnostika pochv SSSR – M.: Kolos, 1977. – 223 s.
ТҮИ ІН
Пермитина В.Н.
БОТАНИКАЛЫҚ БАҚТА АҒАШ ТЕКТЕСТЕРДІ ИНТРОДУКЦИЯЛАУ ЖАҒДАИ ЫНДА ТОПЫРАҚ ЖАМЫЛҒЫСЫНЫҢ ҚАЛЫПТАСУЫ
ҚР БҒМ ҒК РМК «Ботаника және фитоинтродукция институты», 050040, Алматы, Тимирязева көш., 36 «Д», Қазақстан,
e-mail: [email protected]
Алматы қаласындағы Бас ботаникалық бақ шегіндегі тау баураи ының топырақ жамылғысы мен топырақтарының қалыптасу заңдылықтары қарастырылған, тау
26
баураи ының күңгірт-күрең топырақтарының морфогенетикалық белгілері мен қасиеттерінің интродукцияланған ағаш тектестердің, бұталар мен шөптесін өсімдіктердің, баптаудың, агротехникалық әдістердің, суарудың және пішен шабудың топырақ қалыптасуына әсері жағдаи ында трансформациялануы көрсетілген.
Түйінді сөздер: етегі анық, қара қоңыр топырақты, ағаш түрлерін енгізу, топырақ түрлендіру, топырақ қалыптастыру.
SUMMARY
Permitina V.N.
FORMATION OF THE SOIL COVER IN CONDITIONS OF INTRODUCTION OF TREE SPE-CIES IN BOTANICAL GARDEN
RSE «Institute of Botany and Phytoduction» Science committee-Ministry of Educa-tion and Science of the RK, 050040, Almaty, Timiryazev st., 36 «D», Kazakhstan,
e-mail: [email protected]
The article consider regularities of formation of soil cover and soils on foothill plain with-in the Central Botanical Garden of the Almaty city. Shown the transformation of morphogenetic traits and properties of the foothill dark chestnut soils in depending to the conditions of soil formation, which is related to the influence of introduced trees, shrub and herbaceous vegeta-tion, agro-technical methods of care, irrigation and haymaking.
Key words: foothills, dark chestnut soils, introduction of tree species, soil transformation, soil formation.
27
УДК 631.48+631.4:551.4
Ерохина О.Г., Пачикин К.М., Насыров Р.М., Адамин Г.К.
ПОЧВЫ И ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ СЕВЕРНОГО ПОБЕРЕЖЬЯ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
ТОО «Казахский научно – исследовательский институт почвоведения и агрохимии имени У.У. Успанова», 050060, Казахстан, Алматы, Академгородок, пр-т
аль-Фараби, 75в, e-mail: [email protected]
Аннотация. На основе полевых маршрутных исследовании изучены основные особенности формирования и структура почвенного покрова почв современнои дельты р. Урал и части северного побережья Каспии ского моря, прилегающеи к неи , охарактеризованы морфологические, химические и физико-химические свои ства почв, составлена почвенная карта масштаба 1:100 000. При составлении карты использовались геоинформационные технологии и материалы дистанционного зондирования.
Ключевые слова: условия почвообразования, почвенныи покров, почвенная карта.
ВВЕДЕНИЕ
В 50-70-х годах прошлого столетия на территории Северного Прикаспия сотрудниками института почвоведения АН КазССР и других организации проводились система-тические почвенные исследования, результаты которых отражены в монографиях и сборниках [1-6]. Сравнение результатов почвенных исследовании , проведенных в рамках проекта «Оценка современного состояния почвенного покрова нефтедобывающих регионов Прикас-пия» (2009-2011 гг.), с ретроспективны-ми почвенными материалами выявило значительные изменения в структуре почвенного покрова и свои ствах почв, произошедшие за предшествующие десятилетия [7-9], связанные с естественно обусловленными (коле-бания уровня Каспии ского моря, отмирание дельтовых проток) и антропогенными факторами.
Актуальность изучения современ-ного состояния почвенного покрова в пределах прибрежнои зоны Северного Прикаспия и его картографического отображения связаны как с все возрастающими антропогенными нагрузками на экосистемы даннои территории, так и с изменением условии почвообразования, обуслов-
ленным снижением уровня Каспии ского моря, наблюдаемым в последние годы. Анализ материалов дистанционного зондирования показал, что к настоящему времени береговая линия Каспии ского моря по отношению к таковои в 2010-2012 гг. значительно отступила. Современная регрессия моря приводит к обсыханию прибрежнои зоны, снижению уровня грунтовых вод и опустыниванию экосистем.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ
Объектами исследовании являются почвы и почвенныи покров современнои дельты р. Урал и части северного побережья Каспии ского моря, прилегающеи к неи . Был выбран участок, ограниченныи с севера параллелью 47о15/ с.ш., а с запада и востока – меридианами 51о в.д. и 52о в.д.
В качестве решающего фактора при выборе территории обследования выступила достаточная обеспеченность материалами предшествующих иссле-довании . Общее количество точек обследования (разрезы и точки описания) составляет 46. Немало-важную роль при выборе территории обследования сыграли и следующие факторы, существенно влияющие на экологическое состояние почвенного покрова:
28
- большое количество участков нефтедобычи, расположенных в прибрежнои зоне;
- высокая плотность населения приуральскои части при интенсивно расширяющихся селитебных зонах;
- динамичность условии почвооб-разования, связанная с колебаниями уровня моря и стоком р. Урал.
Выделение предварительных почвенных контуров проводилось с использованием ГИС-технологии и материалов дистанционного зондиро-вания [10, 11]. Основным методом обра-ботки космическои информации является косвенное индикационное дешифрирование [12, 13], которое осно-вывается на установление взаимосвязи почвы с компонентами ландшафта, получившими наилучшее отображение на космических снимках, в первую очередь с растительностью и рельефом. При дешифрировании использовались крупномасштабные спектрозональные космические снимки типа Google и Bing.
Полевые почвенные исследования проводились в мае 2015 г. и выполня-лись методом ключеи -транссект [11], заложенных на основе визуального анализа материалов дешифрирования. На этапе проведения маршрутных полевых исследовании применялись морфологические методы [14], обеспечивающие достоверность и обоснованность полевои диагностики почв, почвенного картирования и характеристики главных морфоло-гических свои ств почв.
В пределах тестового участка заложено 29 разрезов, 18 точек описания. Места заложения разрезов и точек описания выбирались таким образом, чтобы максимально охватить территории, не обследовавшиеся ранее, а также по возможности вблизи ретроспективных разрезов, обеспе-ченных аналитическими данными, для последующего сравнения в изменении их свои ств за прошедшии период.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Основные закономерности форми-рования почвенного покрова
Характеризуемая территория захватывает различные по условиям почвообразования, возрасту и генезису почвенно-географические регионы: современные дельта р. Урал, часть Новобогатинскои древнеи дельты, Новокаспии ская приморская равнина.
Для структуры почвенного покрова современнои дельты Урала характерна неоднородность и контрастность, обусловленные веду-щеи ролью гидрологических факторов почвообразования при высокои динамичности поверхностных рельефообразующих процессов. Почвы дельты постоянно омолаживаются за счет осаждения твердого стока реки, а в прибрежнои зоне – и морских отложении , чередующегося с их размывом и переотложением. Почвообразующими породами служат слоистые отложения смешанного (морского и аллювиально-дельтового) генезиса преимущественно легкого механического состава и высокои степени засоления и карбонатности. В целом для условии почвообразования современнои дельты преобладающими процессами являются болотныи , луговои и солончаковыи , наложение и совмещение которых обусловливает высокую степень вариабельности морфологических и химических свои ств почв. Преобладающими компонентами почвенного покрова низких пои менных террас являются лугово-болотные и болотные почвы. Более высокие поверхности пои менных террас, а также днища пересыхающих протоков занимают пои менные луговые почвы, местами в комплексе с солончаками луговыми. Приподнятые участки дельтовых равнин, разделяющие деи ствующие и обсыхающие протоки, заняты опустыненными древнелу-говыми засоленными почвами.
29
На формирование современнои поверхности Новобогатинскои дельты оказала влияние аккумулятивно-эрозионная работа многочисленных проток, создавших своеобразныи равнинно-ложбинныи рельеф, расчле-ненныи извилистыми плоскодонными понижениями и усложненныи увало-образными сглаженными повыше-ниями. Почвообразующие породы представлены дельтово-аллювиаль-ными слоистыми отложениями, с поверхности преимущественно глина-ми. Регрессивное отступание Каспии ского моря и связанное с ним отмирание протоков обусловило эволюционное развитие почв региона в сторону опустынивания. В настоящее время почвенныи покров в пределах характеризуемои части Новобога-тинскои дельты представлен преимущественно луговыми опустыни-вающимися лиманными почвами разнои степени засоления и солонцеватости, солончаками луговы-ми, обыкновенными и отакыренными. Незначительное распространение имеют также пои менные луговые и отчасти лугово-болотные засоленные почвы, приуроченные к немного-численным обводненным протокам. На обширных сглаженных повышениях формируются солонцы пустынные солончаковые и солончаковатые.
Новокаспии ская приморская равнина представляет собои низменную, почти плоскую равнину, слаборасчлененную системами неболь-ших понижении неопределеннои формы и слепых протоков. Местами ее поверхность осложнена вытянутыми пологобуристыми повышениями – остатками прибрежных валов, разделяющих морские террасы. В прибрежнои полосе большое влияние на рельефообразующие и почво-образовательные процессы оказывают нагонные явления. Новокаспии ская равнина сложена слоистыми морскими засоленными отложениями, перекры-
тыми с поверхности чехлом легких и средних суглинков небольшои мощнос-ти (20-30 см и меньше). Почвы при-морскои полосы формируются при близком залегании к поверхности (1-1,5 м) сильноминерализованных грунтовых вод, однако наблюдаемое в последнее время снижение уровня Каспии ского моря приводит к их снижению и смене условии почвообразования в сторону опустынивания.
Доминирующим элементом поч-венного покрова Приморскои равнины являются солончаки приморские, залегающие большеи частью обширными однородными контурами, а местами составляющие комплексы с приморскими луговыми солончако-выми почвами, в том числе обсыхающими. По водораздельным поверхностям пологих увалов и окраинным приподнятым бортам приморскои равнины формируются приморские примитивные почвы. В прибрежнои зоне в настоящее время широко распространены обсыхающие приморские болотные и лугово-болотные почвы, а в полосе, затопляемои во время нагонов, распространены солончаки маршевые.
Краткая характеристика почв
По результатам полевого обследования на территории участка выделены почвы:
Луговые пои менные Луговые пои менные обсыхающие
Луговые лиманные обсыхающие
Лесо-луговые
Луговые приморские
Луговые приморские обсыхающие Болотно-луговые пои менные
Болотные
Приморские болотные
Приморские болотные обсыхающие
Солонцы автоморфные Солонцы полугидроморфные
Солончаки отакыренные
Солончаки приморские
30
Солончаки приморские отакыренные
Солончаки маршевые
Ниже приводится описание почв, которые не были охарактеризованы по материалам предшествующих исследо-вании [7-9].
Формирование луговых лиманных обсыхающих засоленных почв связано с трансформациеи луговых лиманных почв в связи с прекращением затопления паводковыми водами, снижением уровня грунтовых вод и сменои направления почвообразо-вательных процессов в сторону опустынивания. Из состава растительности выпадают луговые злаки и замещаются на галофитное и ксерофитное разнотравье, что приводит к разрушению дернового горизонта с образованием на поверхности разбитои трещинами корки. Почвы отличаются небольшои мощностью гумусового горизонта (А+В=25-30 см), вскипанием от НСl с поверхности при отсутствии видимых выделении карбонатов в профиле, с многочисленными жилками водораст-воримых солеи с глубины в 15-20 см. Профиль отличается плотным сложением, т.н. «слитостью», поверхностныи горизонт А1д часто разбит на трещины, имеет светло-серую окраску, несколько темнеющую в горизонте А2. Переходныи гумусовыи горизонт В ореховатои или крупитчатои структуры имеет грязно-серыи цвет и сменяется почвообразующеи породои , представ-леннои слоистыми отложениями с преобладанием глин. Об имевшеи место в прошлом гидроморфнои стадии развития свидетельствуют много-численные охристые пятна окислов железа.
Содержание гумуса может варьировать в значительнои степени как от длительности периода гидроморфнои стадии развития почв, так и периода обсыхания (1,5-5,5 %). В
луговых лиманных обсыхающих почвах характеризуемои территории содер-жание гумуса составляет 2,1-2,7 % с поверхности с резким падением этого значения с глубины в 15-20 см и дальнеи шим постепенным снижением с глубинои . Содержание валового азота изменяется в тои же закономерности и составляет 0,15-0,21 % с поверхности и 0,08-0,10 в нижнеи части гумусового профиля. Сумма поглощенных основании в верхнем горизонте достигает значительных величин - до 31-42 мг-экв на 100 г почвы, что связано с тяжелоглинистым механи-ческим составом. Почвенныи поглощающии комплекс насыщен в основном кальцием (70-75 %), доля поглощенного магния возрастает с 18-20 % с поверхности до 30-40 % в горизонте В. В составе поглощенных основании содержание натрия обычно не превышает 3-5 %, но может достигать 11-14 % в горизонте В (разрез 7/15), что позволяет в данном случае отнести почву к роду солонцеватых (таблица 1). Почвы характеризуются высокои степенью засоления уже с глубины в 25 см (0,66 % по плотному остатку) с возрастанием этого показателя с глубинои до 0,82 %. Тип засоления верхних горизонтов сульфатныи и хлоридно-сульфатныи сменяющии ся с глубинои на сульфатно-хлоридныи и хлоридныи . Ведущая роль в засолении принадлежит солям кальция и магния (таблица 2). По механическому составу почвы тяжелоглинистые.
Формирование луговых приморских обсыхающих почв связано с отступанием Каспии ского моря и снижением уровня грунтовых вод. В составе растительных сообществ преобладают ажрек, эфемеры и однолетние солянки при различном количественном соотно-шении. Редкие кустарники (гребенщик) находятся в угнетенном состоянии.
31
Таблица 1 – Основные химические и физико-химические свои ства почв северного побережья Каспии ского моря
№
разреза Глубина
образца, см Гумус,
% Валовой
азот, % CO2,
%
Обменные катионы,
мг-экв/100 г рН Ca Mg Na К Сумма
Лиманная луговая обсыхающая почва
7/15
0-7 2,67 0,210 4,38 16,5 5,0 1,19 1,05 23.74 8,08 8-18 2,26 0,154 5,28 16,5 7,75 0,70 0,43 25,38 7,96
25-35 1,45 0,098 4,61 16,0 16,0 4,11 0,43 36,54 7,72 42-52 0,98 0,098 2,21 14,5 21,0 5,94 0,53 41,97 7,78 60-70 1,50 7,66
Приморская луговая обсыхающая почва
4/15
0-5 0,78 0,056 6,4 7,5 2,0 0,43 0,47 10,40 8,03 7-17 0,57 0,028 11,99 4,0 1,75 38,8 0,47 10,07 8,53
23-33 - 0,028 5,27 5,5 3,5 3,34 0,09 12,43 8,08 40-50 1,93 7,58 80-90 6,97 7,90
Лугово-болотная обсыхающая почва
8/15
0-7 2,36 0,224 4,64 19,75 5,0 0,14 1,31 26,20 7,80 7-17 1,52 0,140 5,86 17,0 5,75 1,13 0,70 24,58 7,89
18-25 1,62 0,084 3,58 15,5 4,75 1,58 0,41 22,24 7,54 30-40 0,61 0,028 7,17 8,25 5,5 1,94 0,33 16,02 7,94 60-70 7,68 8,09
Болотная почва
14/15
0-10 4,39 0,224 2,94 19,5 11,25 1,79 0,56 33,10 7,59 20-30 3,31 0,154 4,00 21,75 11,75 1,37 0,16 36,46 7,41 42-52 3,18 0,140 6,72 17,0 16,5 0,35 0,46 34,31 7,46 65-75 33,15 8,29
Болотная обсыхающая почва
16/15
0-6 0,78 0,070 3,08 9,5 4,0 0,38 0,28 14,16 7,95 7-17 0,61 0,028 1,78 2,5 4,0 1,10 0,18 7,78 8,48
22-32 0,27 0,014 1,55 2,0 3,0 0,21 0,14 5,35 8,59 80-90 7,45 2,5 4,0 0,38 0,28 7,16 7,95
Болотная приморская почва
15/15 0-7 5,61 0,322 20,24 11,75 9,5 1,85 1,11 24,21 8,06
13-23 0,41 0,070 14,53 5,75 4,25 1,30 0,38 11,68 8,44 55-65 24,36 8,29
Болотная приморская обсыхающая почва
5/15
0-6 2,50 0,140 4,56 16,5 4,5 10,42 0,34 31,76 7,58 7-17 0,47 0,070 2,89 14,0 3,5 13,12 0,23 10,04 8,49
18-28 0,24 0,042 3,95 4,50 4,5 0,88 0,20 10,08 8,13 30-40 0,30 0,042 7,59 3,50 4,5 2,58 0,16 10,74 7,98 85-95 3,76 7,99
Солончак отакыренный
6/15
0-5 1,76 0,182 3,09 15,5 2,5 0,54 0,20 18,74 7,87 10-20 1,66 0,154 3,09 14,75 1,0 0,03 0,67 16,45 8,04 27-37 1,52 0,098 3,37 14,25 1,0 0,93 0,37 16,55 7,59 43-53 3,92 7,68 60-70 3,79 7,69
32
Таблица 2 – Содержание воднорастворимых солеи в почвах северного побережья Каспии ского моря, % на 100 г воздушно-сухои почвы
№
раз-
реза
Глубина
образ-
цов, см
Сумма
солей,
%
Щелочность
Cl- SO4-2 Ca+2 Mg+2 Na+ K+ Общая в
НСО3-
От норм. карбонатов
в СО3-2
7/15
0-7 0,137 0,032 Нет 0,013 0,050 0,015 0,018 0,003 0,006
8-18 0,342 0,027 - 0,088 0,120 0,020 0,066 0,018 0,003
25-35 0,665 0,027 - 0,228 0,196 0,049 0,125 0,036 0,004
42-52 0,708 0,024 - 0,243 0,209 0,029 0,163 0,036 0,004
60-70 0,829 0,029 - 0,174 0,365 0,049 0,172 0,036 0,004
4/15
0-5 0,205 0,027 - 0,042 0,070 0,049 нет 0,011 0,006
7-17 0,205 0,029 - 0,007 0,108 0,049 нет 0,009 0,003
23-33 0,662 0,022 - 0,186 0,229 0,098 нет 0,125 0,002
40-50 2,168 0,027 - 0,596 0,843 0,147 0,089 0,460 0,006
80-90 1,488 0,024 - 0,476 0,480 0,098 0,030 0,375 0,005
8/15
0-7 0,239 0,024 - 0,083 0,051 0,029 0,006 0,038 0,008
7-17 0,427 0,029 - 0,184 0,072 0,020 0,024 0,094 0,004
18-25 2,036 0,017 - 1,206 0,120 0,196 0,143 0,345 0,009
30-40 1,216 0,024 - 0,717 0,052 0,069 0,077 0,270 0,007
60-70 1,314 0,017 - 0,737 0,098 0,059 0,071 0,325 0,007
14/15
0-10 0,712 0,029 - 0,058 0,412 0,060 0,030 0,117 0,006
20-30 1,662 0,029 - 0,292 0,831 0,240 0,061 0,204 0,004
42-52 1,996 0,032 - 0,657 0,641 0,170 0,097 0,362 0,005
65-75 0,554 0,022 - 0,127 0,235 0,050 0,030 0,087 0,003
16/15
0-6 0,812 0,020 - 0,099 0,448 0,120 0,030 0,087 0,008
7-17 0,442 0,024 - 0,153 0,111 0,020 0,0066 0,125 0,006
22-32 0,429 0,017 - 0,125 0,147 0,020 0,018 0,100 0,005
80-90 0,859 0,017 - 0,212 0,359 0,060 0,043 0,162 0,004
15/15
0-7 0,232 0,051 - 0,027 0,084 0,015 0,009 0,038 0,005
13-23 0,192 0,032 0,002 0,021 0,078 0,020 Нет 0,038 0,004
22-32 0,130 0,027 Нет 0,019 0,045 0,016 0,004 0,017 0,005
5/15
0-6 1,261 0,049 - 0,036 0,852 0,098 0,131 0,082 0,013
7-17 0,489 0,037 0,002 0,110 0,182 0,020 0,012 0,125 0,003
18-28 0,901 0,024 Нет 0,300 0,266 0,039 0,018 0,250 0,004
30-40 0,903 0,012 - 0,344 0,239 0,059 0,030 0,215 0,004
85-95 0,723 0,015 - 0,176 0,298 0,059 0,024 0,147 0,004
6/15
0-5 0,469 0,024 - 0,241 0,033 0,020 0,012 0,130 0,009
10-20 0,469 0,029 - 0,268 0,014 0,020 0,006 0,155 0,004
27-37 2,188 0,020 - 1,293 0,107 0,137 0,125 0,500 0,006
43-53 2,050 0,015 - 1,106 0,234 0,245 0,119 0,325 0,006
60-70 2,488 0,017 - 1,139 0,483 0,235 0,107 0,500 0,007
33
Смена режима увлажнения приводит к осушению верхнеи части профиля, выпадению злаков из состава растительных сообществ, трансфор-мации дернового горизонта. Для морфологического строения примор-ских луговых обсыхающих почв характерно наличие на поверхности слоеватои , спаи нои , разбитои на полигоны трещинами, заметно осветленнои в верхнеи части, корки различнои мощности в зависимости от стадии обсыхания (от 1 до 4-6 см). Залегающие глубже горизонты по морфологическому строению анало-гичны таковым у луговых приморских почв. У легких по механическому составу почв мощность гумусового горизонта (А+В), как правило, не превышает 30 см, у глинистых может достигать 40 см. Выделения легкорастворимых солеи в виде жилок и крапинок наблюдаются с глубины в 14-15 см, реже – с 20-35 см в зависимости от длительности обсыхания и механического состава. Максимум солеи приурочен к подгумусовым горизонтам со снижением их количества вглубь по профилю.
Поверхностные горизонты харак-теризуемых почв заметно обеднены по содержанию гумуса вследствие его ускореннои минерализации в условиях пустынного климата по сравнению с приморскими луговыми почвами (0,6-0,8 % и 1,2-1,8 % соответственно) при сопоставимых величинах этого показателя в нижележащих горизонтах (0,3-0,6 %).
В соответствии со снижением гумусности уменьшается содержание валового азота до 0,06-0,08 % и суммы поглощенных основании (8,6-10,4 мг-экв. на 100 г почвы). Повышенные значения емкости поглощения (до 14-20 мг-экв на 100 г почвы) связаны с глинистым механическим составом.
Распределение карбонатов по профилю имеет неравномерныи характер, обусловленныи слоистостью морских отложении . Их содержание колеблется в широких приделах (1,9-21,7 % CO2) с приуроченностью максимальных значении к почвообразующим породам. Реакция почвенных суспензии слабощелочная и щелочная (таблица 1).
До глубины в 20 см луговые приморские обсыхающие почвы рассолены. Сумма солеи не превышает 0,20-0,23 % при хлоридно-сульфатном типе засоления с резким возрастанием этого показателя вглубь (до 2,2-3,0 %) и смене типа засоления на сульфатно-хлоридныи (таблица 2).
В связи со снижением уровня грунтовых вод в настоящее время растительность лугово-болотных обсыхающих почв представлена эфемерово-однолетнесолянковыми сообществами с различнои долеи участия ажрека, местами с куртинами отмирающего тростника. Поверхность почвы разбита трещинами на полигональные отдельности. Для профиля почв характерно наличие на поверхности серои , осветленнои сверху, корки, степень выраженности которои зависит от стадии обсыхания и механического состава, под которои залегает более темныи , слабо уплотненныи , пронизанныи многочис-ленными тонкими корешками горизонт (7-10 см). Переходныи гумусовыи горизонт В имеет грязно-темно-бурую окраску, пронизан корнями растении , мощностью до 15-20 см. Мощность гумусового горизонта невелика и колеблется в пределах 25-40 см. Глубже, как правило, залегают почвообра-зующие породы, характеризующиеся слоистостью, признаками оглеения. Почвы вскипают от НСl с поверхности при отсутствии видимых выделении карбонатов в профиле. Много-численные выделения солеи в виде
34
белых мелкокристаллических жилок и крапинок отмечаются в нижнеи части гумусового горизонта с уменьшением их количества вглубь по профилю.
Содержание гумуса и валового азота в поверхностном горизонте лугово-болотных обсыхающих почв составляет 2-3 % и 0,22-0,24 % соответственно. С глубинои происходит резкое сокращение этих показателеи . Емкость поглощения лугово-болотных почв изменяется в пределах 23-26 мг-экв. на 100 г почвы. В составе поглощающего комплекса преобладает кальции . Роль поглощенного натрия в составе обменных катионов этих почв невелика. Поверхностные горизонты содержат 4-6 % СО2 карбонатов с увеличением на глубине в 70 см до 7,7 % СО2. Реакция почвенных суспензии слабощелочная с увеличением щелоч-ности вглубь по профилю - рН =7,8-8,1 (таблица 1). По механическому составу почвы глинистые. Содержание воднорастворимых солеи с глубины в 18 см превышает 2,0 %, что позволяет отнести почвы к роду солончаковых. Тип засоления сульфатно-хлоридныи и хлоридныи при преобладании солеи натрия (таблица 2).
Болотные почвы в пределах характеризуемои территории имеют незначительное распространение в пределах обследованнои территории и зачастую обязаны своим происхож-дениям антропогенным факторам (отстои ники, участки выемок грунта и др.). В естественных условиях развиваются на современнои аллювиально-дельтовои равнине р. Урал и приурочены к тем же формам рельефа, что и лугово-болотные, занимая наиболее пониженные участки в близким залеганием грунтовых вод (до 70-80 см). Растительныи покров представлен тростниковыми зарос-лями. Характеризуются влажным, сильнооглеенным профилем неболь-
шои мощности (А+В=25-35 см). По-верхностныи дерново-торфянистыи горизонт серовато-темно-коричневого цвета зернисто-комковатои структуры мощностью до 17-20 см изобилует полуразложившимися корнями и наземными частями растении . Нижележащие горизонты имеют интенсивную серую окраску, свет-леющую вглубь на фоне усиления сизых тонов.
Содержание гумуса в поверх-ностных горизонтах болотных почв может варьировать в значительных пределах в зависимости от генезиса и механического состава (от 0,5-1,5 до 2,5-4,5 %) с резким падением во втором горизонте и постепенным снижением вглубь. Тои же закономерности подчиняется распределение содер-жания валового азота, которое снижается от 0,22 % до 0,14-0,15 %. Сумма поглощенных основании незначительно изменяется по профилю и варьирует в пределах 33-34 мг-экв. на 100 г почвы. Содержание карбонатов в почвенном профиле с глубинои увеличивается с 2,9 % до 6,7 % СО2. В почвообразующих породах этот показатель составляет 33,1 %, что связано с их морским генезисом. Почвы обладают слабо щелочнои реакциеи почвенного раствора с усилением щелочности вглубь (таблица 1). Болотные почвы характеризуются высокои степенью засоления почвенного профиля за исключением поверхностного горизонта (1,6-2,0 % по плотному остатку). Подстилающие породы, представленные песчано-ракушечными отложениями, слабо засолены (0,55 %). Тип засоления верхнеи части почвенного профиля сульфатныи , нижнеи – хлоридныи (таблица 2).
При постоянном или длительном сезонном снижении уровня грунтовых вод формируются болотные
35
обсыхающие почвы. Растительныи покров представлен ажреково-однолетнесолянковыми сообществами с куртинами высохшего и отмирающего тростника. Следствием иссушения верхних горизонтов почвы является образование такыровиднои поверх-ности, разбитои трещинами. Плотность и мощность корки зависит от механического состава поверхностного горизонта и стадии обсыхания. Корка подстилается слоистои прослои кои , распадающеи ся на крупитчатые отдель-ности. Залегающие глубже (6-35 см) горизонты слабо уплотнены, увлажнены, имеют бурую окраску, с корневищами тростника. В целом мощность гумусовых горизонтов составляет 35-40 см. Нижележащие горизонты отличаются слоистостью, сильным увлажнением, преобладанием в окраске зеленоватых и сизоватых тонов. Многочисленные ржавые пятна прослеживаются с 6-7см до с постепенным уменьшением их количества вглубь. Выделения карбонатов и водорастворимых солеи отсутствуют.
Описываемые почвы характе-ризуется довольно низким содер-жанием гумуса и азота в аккумулятив-но-гумусовом горизонте (0,61-0,78 % гумуса и 0,028-0,070 % валового азота), резко убывающим с глубинои (0,27 % и 0,014 % соответственно). Так же резко уменьшается емкость поглощения: с 14-15 мг-экв на 100 г почвы с поверхности до 5-7 мг-экв. в нижележащих горизонтах. В составе поглощающего комплекса преобладает кальции . Реакция водных почвенных суспензии в поверхностных горизонтах слабо-щелочная, с усилением щелочности вглубь. Содержание карбонатов в профиле колеблется в незначительных пределах (1,5-3,0 % СО2), с увеличением до 7,4 % в почвообразующеи породе (таблица 1). Наибольшее количество водорастворимых солеи содержится в
поверхностном горизонте и почвообразующеи породе (свыше 0,8 % по плотному остатку). Преобладает хлоридно-сульфатныи тип засоления (таблица 2).
Приморские болотные почвы в пределах обследованнои территории распространены вдоль современного берега моря и развиваются на наиболее низких элементах рельефа, длительное время (иногда постоянно) затапли-ваемых водои . Почвы характеризуются слабо сформированным слоистым профилем с преобладанием песчаных, супесчаных и ракушечных прослоев, между которыми нередки погребенные торфянистые горизонты. Условия избыточного увлажнения и развитие анаэробных процессов обусловливают сильную оглеенность профиля.
Постоянные колебания уровня моря и вынос с водои растительных остатков, а при обсыхании – быстрая их минерализация в условиях пустынного климата препятствуют значительному накоплению гумуса.
Профиль почвы очень маломощныи , при гумусовом горизонте (А+В), составляющем 15-25 см, глубже которого залегают отложения, почти нацело состоящие из обломков пресноводных ракушек, с редкими включениями песка. Гумусовые горизонты имеют коричневую (акку-мулятивно-гумусовыи горизонт А) и сизовато темно-серую (переходныи гумусовыи горизонт В) окраску, пронизаны большим количеством корнеи , с обильными включениями битои ракушки, мокрые, бес-структурные. С поверхности почва покрыта тонким слоем обсохших водорослеи . Выделения карбонатов и водорастворимых солеи отсутствуют. Признаки оглеения отмечаются с 6-7 см.
Описываемые почвы харак-теризуются довольно высоким содержанием гумуса и азота (5,6 % и 0,32 % соответственно), а также
36
значением емкости поглощения (24,2 мг-экв на 100 г почвы) в поверхностном горизонте. В нижеле-жащем горизонте эти показатели резко уменьшаются. Емкость поглощения невелика и составляет 15,0-16,2 мг-экв на 100 г почвы. В составе поглощающего комплекса преобладает кальции (до 90 %). Реакция водных почвенных суспензии щелочная. Формирование почвы на ракушечных отложениях обусловливает высокую карбонатность (14-24 % СО2) всего профиля (таблица 1).
Данные анализа воднои вытяжки свидетельствуют об отсутствии засоления. Слабая степень сульфатного засоления (0,2 % по плотному остатку) при преобладании катионов натрия приурочена к поверхностному горизонту (таблица 2). По механическому составу приморские болотные почвы иловато-песчаные.
Формирование приморских болотных обсыхающих почв связано с происходящим в настоящее время отступанием Каспии ского моря. Растительныи покров представлен высыхающим тростником, между куртинами которого обнажается бугристая, отакыренная практически лишенная растительности, за исключением редких однолетних солянок и лебеды солончаковои , поверхность, разбитая трещинами на полигональные отдельности. Мощность образовавшеи ся корочки в связи с недолгим периодом обсыхания (3-5 лет) невелика и не превышает 1,5 см. Залегающии глубже горизонт (А2=9-12 см) коричневато-грязно-серои окраски слабо уплотнен, иногда рыхлыи и даже пухлыи из-за обилия солеи , в большинстве случаев содержит многочисленные полуразложившиеся остатки растении . Морфологическое строение нижележащих горизонтов соответствует таковому у приморских болотных почв. Мощность гумусового
горизонта (А+В) не превышает 30-35 см. При вскипании с поверхности видимые выделения карбонатов отсутствуют. Выделения легкорас-творимых солеи отмечаются с поверхности до дна при максимуме в поверхностных горизонтах.
Несмотря на небольшои по длительности период опустынивания, приморские болотные обсыхающие почвы характеризуются значительным уменьшением гумуса в поверхностных горизонтах по сравнению болотными приморскими почвами (с 5,6 % до 2,5-2,6 %). С глубинои этот показатель резко падает до 0,4-0,8 в нижнеи части гумусового профиля. Такую же закономерность обнаруживает рас-пределение содержания валового азота по, которое, составляя в аккумулятивно-гумусовом горизонте (А) 0,11-0,14 %, в горизонте В снижается до 0,04-0,07 %. Наибольшее количество карбонатов (4,6-6,2 % СО2) приурочено к поверхностным горизонтам с общеи тенденциеи к снижению вглубь по профилю при значительнои вариабельности этого показателя на фоне неоднородного механического состава. Сумма поглощенных основании достаточно высокая (27-32 мг-экв на 100 г почвы), что связано с резким возрастанием доли поглощенного натрия. Реакция почвенных суспензии слабощелочная и щелочная (таблица 1).
Резкая смена промывного режима формирования почв на выпотнои привела к значительному накоплению водорастворимых солеи в поверхностных горизонтах харак-теризуемых почв – до 1,2-6,2 % по плотному остатку. Тип засоления поверхностных горизонтов зависит от длительности обсыхания и изменяется от хлоридного для почв, сравнительно недавно вошедших в стадию обсыхания, до сульфатного для почв более длительного опустынивания. В
37
залегающих глубже горизонтах тип засоления хлоридныи при доминировании кальциево-натриевого по катионам (таблица 2).
Солончаки отакыренные имеют довольно широкое распространение в пределах характеризуемои территории и трансформируются из солончаков луговых и обыкновенных в условиях снижения уровня грунтовых вод и рассоления верхних горизонтов вследствие отрыва капиллярнои каи мы от поверхности. Растительныи покров представлен разреженнои многолетне-солянковои растительностью (преи-мущественно сарсазановои ) с эфемерами и однолетними солянками. Для морфологического строения солончаков отакыренных характерно наличие спаи нои , плотнои , пористои , слоеватои , разбитои на полигональные отдельности, коркои мощностью до 4-5 см, залегающеи с поверхности и сменяющеи ся сыпучим, крупитчатои структуры, горизонтом. Глубже профиль характеризуется слоистостью, наличием признаков оглеения в виде охристых пятен и сизыми оттенками, многочисленными выделениями солеи с 15-20 см. Гумусовыи горизонт слабо выражен, достигает 18-25 см.
Солончаки отакыренные содер-жат в поверхностных горизонтах до 1,3-1,8 % гумуса, глубже его количество постепенно уменьшается. Содержание валового азота составляет 0,07-0,18 %. Почвы карбонатны с поверхности, где содержание СО2 составляет 3,5-6,7 %. Слабовыраженныи максимум накоп-ления карбонатов приурочен к среднеи части профиля. Сумма поглощенных основании составляет 9,0-14,0 мг-экв на 100 г почвы; в их составе основная доля принадлежит кальцию (до 85-95 %). Реакция почвенных суспензии (рН=7,6-8,3) слабощелочная и щелочная (таблица 1).
Поверхностная корка харак-теризуется слабои и среднеи степенью
засоления (0,4-0,5 % солеи по плотному остатку). В подкорковом горизонте их количество резко возрастает до 2,0- 2,2 %, глубже увеличивается до 2,5 %. В поверхностных горизонтах тип засоления хлоридныи . Среди катионов преобладает натрии (таблица 2).
Почвенная карта
На основе проведенных почвенных исследовании северного побережья Каспии ского моря в пределах современнои и части древнеи дельт р. Урал с использованием традиционных методов маршрутнои съемки, а также материалов дистанционного зондирования и с применением ГИС-технологии был составлен электронныи вариант почвеннои карты указаннои территории в масштабе 1:100000. Легенда к почвеннои карте разработана в соответствии со систематическим списком почв и содержит 26 номеров почвенных образовании и 2 – непочвенных. Карта содержит 290 контуров. Каждыи контур несет информацию по структуре почвенного покрова (комплексы, сочетания, пятнистости), по таксономическои принадлежности почвенных компонентов в соответствии с номерами легенды (до трех в контуре), их процентному соотношению, механическому составу главного почвенного компонента. Почвенная карта представлена на рисунке 1.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В последние десятилетия в связи с ухудшением состояния окружающеи среды все большее внимание ученых, а затем и лиц, принимающих поли-тические и экономические решения, стали привлекать экологические проблемы. В этои связи значимость почвенно-географических исследо-вании определяется, прежде всего, их практическим применением в картографировании почвенных
38
Рисунок 1 – Почвенная карта северного побережья Каспии ского моря
ресурсов в целом и экологического состояния почвенного покрова в частности.
Проведенные исследования показали, что за последнее десяти-летие почвы северного побережья Каспии ского моря претерпели значительную трансформацию, свя-занную не только с антропогенным воздеи ствием, но и в значительнои степени с изменением условии почвообразования, обусловленным снижением уровня Каспии ского моря. В приморскои полосе это приводит к опустыниванию ландшафтов. Изме-няется состав растительных сообществ с вымиранием гидрофитов и замещением их на ксерофитно-галофитные сообщества.
Аналитическое обследование почв свидетельствует о негативных изменениях в химических и физико-химических свои ствах почв (умень-шение содержания гумуса, валового азота, увеличение содержания водорастворимых солеи и др.).
Созданная в результате про-ведения исследовании почвенная карта позволяет выявить особенности пространственного распределения почв, оценить их современное состояние и спрогнозировать тенден-ции их дальнеи шеи трансформации с учетом специфики ответных реакции различных по своим свои ствам почв на природно- обусловленные и антропо-генные дестабилизирующие факторы воздеи ствия на почвенныи покров.
39
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Фаизов К.Ш. Почвы Казахскои ССР. Вып. 13. Гурьевская область. – Алма-Ата: Наука, 1970. – 352 с.
2 Междуречье Волга–Урал как объект орошения. – Алма-Ата: Наука, 1982. – 240 с.
3 Почвенно-мелиоративные условия междуречья Волга–Урал. – Алма-Ата: Наука, 1979. – 256 с.
4 Пачикина Л.И. Приморские почвы Северного Прикаспия / Почвенно-географические и мелиоративные исследования в Казахстане. – Алма-Ата: Изд-во АН Каз ССР, 1962. – 190 с.
5 Генезис и классификация полупустынных почв. – М.: Наука, 1966. – 236 с.
6 Почвенное раи онирование Прикаспии скои низменности и перспективы ее сельскохозяи ственного использования / Научные труды Почвенного института им. В.В.Докучаева. – М., 1977. – 77 с.
7 Ерохина О.Г., Пачикин К.М. Основные закономерности формирования и структура почвенного покрова Северного Прикаспия // Почвоведение и агрохимия – 2009. - № 4. - С. 5-12.
8 Ерохина О.Г., Пачикин К.М. Особенности формирования и структура почвенного покрова Северо-Восточного Прикаспия // Почвоведение и агрохимия. – 2010. - № 4. - С. 5-14.
9 Ерохина О.Г., Пачикин К.М., Насыров Р.М., Касымов М.А., Лукбанова Р.С Антропогенная трансформация почвенного покрова Северо-Восточного Прикаспия // Почвоведение и агрохимия. – 2011. - № 3. -С. 5-14.
10 Корсунов В.М., Красеха Е.Н., Ральдин Б.Б. Методология почвенных эколого-географических исследовании и картографии почв. – Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2002. – 232 с.
11 Яшин И.М., Шишов Л.Л., Раскатов В.А. Почвенно-экологические исследования в ландшафтах. – М.: Изд-во МСХА, 2000. – 558 с.
12 Смирнов Л.Е. Аэрокосмические методы географических исследовании . – СПб.: Санкт-Петербургскии Университет, 2005. – 348 с.
13 Кравцова В.И. Космические методы исследования почв. – М.: Аспект-Пресс, 2005. – 180 с.
14 Розанов Б.Г. Морфология почв. – М.: Академическии проект, 2004. – 432 с.
REFERENCES
1 Faizov K.Sh. Pochvy Kazakhskoy SSR. Vyp. 13. Guryevskaya oblast. – Alma-Ata: Nauka, 1970. – 352 s.
2 Mezhdurechye Volga–Ural kak obyekt orosheniya. – Alma-Ata: Nauka, 1982. – 240 s.
3 Pochvenno-meliorativnye usloviya mezhdurechya Volga–Ural. – Alma-Ata: Nauka, 1979. – 256 s.
4 Pachikina L.I. Primorskiye pochvy Severnogo Prikaspiya / Pochvenno-geograficheskiye i meliorativnye issledovaniya v Kazakhstane. – Alma-Ata: Izd-vo AN Kaz SSR, 1962. – 190 s.
5 Genezis i klassifikatsiya polupustynnykh pochv. – M.: Nauka, 1966. – 236 s.
6 Pochvennoye rayonirovaniye Prikaspyskoy nizmennosti i perspektivy eye selskokhozyaystvennogo ispolzovaniya / Nauchnye trudy Pochvennogo instituta im. V.V.Dokuchayeva. – M., 1977. – 77 s.
40
7 Yerokhina O.G., Pachikin K.M. Osnovnye zakonomernosti formirovaniya i struktu-ra pochvennogo pokrova Severnogo Prikaspiya // Pochvovedeniye i agrokhimiya – 2009. - № 4. - S. 5-12.
8 Yerokhina O.G., Pachikin K.M. Osobennosti formirovaniya i struktura poch-vennogo pokrova Severo-Vostochnogo Prikaspiya // Pochvovedeniye i agrokhimiya. – 2010. - № 4. - S. 5-14.
9 Yerokhina O.G., Pachikin K.M., Nasyrov R.M., Kasymov M.A., Lukbanova R.S Antro-pogennaya transformatsiya pochvennogo pokrova Severo-Vostochnogo Prikaspiya // Pochvovedeniye i agrokhimiya. – 2011. - № 3. -S. 5-14.
10 Korsunov V.M., Krasekha Ye.N., Raldin B.B. Metodologiya pochvennykh ekologo-geograficheskikh issledovany i kartografii pochv. – Ulan-Ude: Izd-vo BNTs SO RAN, 2002. – 232 s.
11 Yashin I.M., Shishov L.L., Raskatov V.A. Pochvenno-ekologicheskiye issledovani-ya v landshaftakh. – M.: Izd-vo MSKhA, 2000. – 558 s.
12 Smirnov L.E. Aerokosmicheskiye metody geograficheskikh issledovany. – SPb.: Sankt-Peterburgsky Universitet, 2005. – 348 s.
13 Kravtsova V.I. Kosmicheskiye metody issledovaniya pochv. – M.: Aspekt-Press, 2005. – 180 s.
14 Rozanov B.G. Morfologiya pochv. – M.: Akademichesky proyekt, 2004. – 432 s.
ТҮИ ІН
Ерохина О.Г., Пачикин К.М., Насыров Р.М., Адамин Г.К.
СОЛТҮСТІК КАСПИИ ТЕҢІЗІНІҢ ЖАҒАЛАУЫНЫҢ ТОПЫРАҚТАРЫ ЖӘНЕ ТОПЫРАҚ ЖАМЫЛҒЫСЫ
Ө.О. Оспанов атындағы Қазақ топырақтану және агрохимия ғылыми-зерттеу институты, 050060 Алматы, әл-Фараби даңғылы, 75 В, Қазақстан,
e-mail: [email protected]
Далалық маршруттық зерттеулер негізінде, Солтүстік Каспии теңізінің жағалауының бөліктері және қазіргі заманғы Жаи ық өзенінің атырауының негізгі ерекшеліктері және топырақ жамылғысының құрылымы зерттеліп, морфологиялық, химиялық және физикалық-химиялық қасиеттері сипатталды, 1:100 000 масштабында топырақ картасы құрастырылды. Картаны жасау кезінде геоақпараттық технологиялар мен қашықтықтан зондтау материалдары қолданылды
Түйінді сөздер: топырақ түзілу шарттары, топырақ жамылғысы, топырақ картасы.
SUMMARY
Erokhina O.G., Pachikin K.M., Nassyrov R.M., Adamin G.K.
SOILS AND SOIL COVER OF KASPIAN SEA NOTHERN COAST
Kazakh Research Institute of Soil Science and Agrochemistry after U.U. Uspanov, 050060 Almaty, 75 V al-Farabi avenue, Kazakhstan, e-mail: [email protected]
Based on field researches the main features of soil cover formation and structure of Ural river modern delta and adjoining Caspian sea northern coast are studied. The morphological, chemical and physical-chemical properties of soils are characterized. The soil map of scale 1:100 000 is made. At map making the geoinformation technologies and remote sensing materials were used.
Key words: soil formation conditions, soil cover, soil map.
41
ХИМИЯ ПОЧВ
УДК 631.45; 67
Томина Т.К.
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ГРУНТОВЫХ ВОД С ТЕРРИТОРИИ РЕКУЛЬТИВИРОВАН-НЫХ УЧАСТКОВ НА МЕСТОРОЖДЕНИИ КАРААРНА
Казахский научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии имени У.У. Успанова, 050060 Алматы, проспект аль-Фараби, 75 В, Казахстан,
e-mail: [email protected]
Аннотация. В статье приводятся данные о минерализации, химизме засоления грунтовых вод на территории месторождения, определена степень загрязнения грунто-вои воды нефтепродуктами (НП) и тяжелыми металлами (ТМ). Установлено, что грунто-вые воды имеют щелочную реакцию, высокую минерализацию рассольного типа с хло-ридным, магниево-натриевым типом химизма.
Ключевые слова: почвенные разрезы, грунтовая вода, степень минерализации, хи-мизм засоления, загрязнение, нефтепродукты, тяжелые металлы.
ВВЕДЕНИЕ
Техногенное засоление почв на нефтяных месторождениях явление довольно частое, оно вызвано излива-ющимися на поверхность техногенны-ми потоками, отличающимися высокои минерализациеи вод с преобладанием в солевом комплексе хлорида натрия. В качестве источника солеи выступают высокоминерализованные техноген-ные потоки, в составе которых значи-тельную роль играют водораствори-мые хлориды, в меньшеи степени кар-бонаты и сульфаты. Помимо минераль-ных солеи , пластовые воды содержат значительные количества нефтепро-дуктов, механических примесеи , иногда двухвалентное железо и другие ионы [1].
Защита подземных вод от загряз-нения нефтепродуктами – одно из при-оритетных направлении водоохраннои политики в мире, что связано с масшта-бами распространения этого вида за-грязнения и с высокои токсичностью нефтепродуктов и продуктов их распа-да. Грунтовые воды - это воды первого от поверхности водоносного горизонта, не имеющего сверху сплошнои кровли из водонепроницаемых пород. Область питания грунтовых вод, как правило, совпадает с областью их распростране-ния. Питание грунтовых вод происхо-дит путем фильтрации атмосферных
осадков, этому благоприятствует от-сутствие сверху постояннои водоупор-нои кровли; в питании принимают уча-стие поверхностные, конденсацион-ные, так же пластовые, карстовые и другие типы подземных вод [2]. Основ-ными источниками нефтехимического загрязнения подземных и грунтовых вод являются: проливы нефти на участ-ках бурения скважин, освоения и экс-плуатации нефтяных месторождении ; аварии ные разливы нефти и нефтепро-дуктов при их транспортировке; поте-ри нефти и нефтепродуктов на участ-ках переработки; их хранения и отгруз-ки.
Особенность исследовании в этом раи оне Прикаспия обусловлена арид-ностью климата с почти круглогодич-ным преобладанием процессов испаре-ния подземных почвенных и прежде всего грунтовых вод над процессами их стока [3].
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Объект исследования: грунтовая вода из почвенных разрезов рекульти-вированных в разные годы участков бывших нефтяных амбаров на террито-рии месторождения Караарна в Атыра-ускои области.
Целью исследовании являлось определение степени минерализации, химизма, щелочности, уровня загрязне-
42
ния нефтепродуктами и тяжелыми ме-таллами грунтовых вод из почвенных разрезов на рекультивированных участках бывших нефтяных амбаров на месторождении Караарна.
В процессе исследовании приме-нялись лабораторно-аналитическии , и др. методы. По данным аналитических исследовании определены степень за-соления, химизм засоления почв, изме-нение кислотно-щелочных условии .
Химические анализы проведены в лаборатории химических анализов почв Казахского научно-исследовательского института почво-ведения и агрохимии им. У.У. Успанова. Лабораторно-аналитические исследо-вания образцов почв проводились в соответствии с общепринятыми в поч-воведении методами. Основные хими-ческие и физико-химические свои ства почв определяли и выполняли по обще-принятым в почвоведении методикам, описанным Аринушкинои Е.В. [4]. Ана-лиз воды комплексонометрически; ве-личину рН образцов воды – комплексо-нометрически со стеклянным электро-дом по ГОСТ 266483-85 [5].
Тяжелые металлы определяли атомно-абсорбционным спектрометри-ческим методом на приборе АА-6200 фирмы «Shimadzu» (Япония). Содержа-ние нефтепродуктов в почве определя-ли по методике «Методика выполнения измерения массовои доли нефтепро-дуктов в пробах воды - флуориметриче-ским методом на анализаторе жидко-сти «Флюорат-02» [6].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Минерализация и химический со-став проб грунтовых вод с территории рекультивационных участков 2011-2014 годов на месторождении Караарна
Грунтовые воды месторождения относятся к водам местного инфиль-трационного питания, где основная роль в пополнении запасов принадле-жит атмосферным осадкам и паводко-вым водам, а также нагонным водам
Каспии ского моря, которое очень близ-ко подступило к территории месторож-дения. Расход влаги происходит за счет испарения через капилляры грунтов зоны аэрации с зеркала грунтовых вод и транспирацию растениями. Грунто-вые воды на территории залегают на глубине 1-2 метра, а залегающие на глубине до 1 м приурочены в основном к озеровидным понижениям, к руслам временных водотоков, к западнои сла-бопониженнои части территории, где происходит незначительное подпиты-вание грунтовых вод водами нагонов Каспия. Образцы воды из нагонов Кас-пия по нашим данным имеют минера-лизацию слабых рассолов в интервале концентрации 59-71 г/л. Накопление солеи в грунтовых, пластовых, а также, в значительнои мере и в поверхност-ных водах подчинено общим законо-мерностям соленакопления между раз-личными компонентами ландшафта.
За полевои экспедиционныи пе-риод в 2015 году проведено значитель-ное количество исследовании , связан-ных с изучением углеводородного за-грязнения грунтовых вод из 6 почвен-ных разрезов, заложенных на участках после проведения на них рекультива-ционных мероприятии . Определена ми-нерализация, их химическии состав, щелочность и содержание в пробах во-ды тяжелых металлов.
На территории месторождения было отобрано 6 проб грунтовои воды из почвенных разрезов №1-3, № 6, № 7, пробы дождевои воды из понижении рельефа на участках: образцы № 4 и 6. Степень минерализации грунтовых вод из почвенных разрезов рекультивиро-ванных участков бывших амбаров с за-мазученным грунтом на месторожде-нии Караарна колеблется от 147,61 до 241,543 г/л, что классифицируется как крепкие рассолы и даже весьма креп-кие рассолы. Согласно классификации вод Н.И. Базилевич [7] по степени мине-рализации образцы грунтовых вод из
43
почвенных разрезов относятся в основ-ном крепким и весьма крепким рассо-лам: от сильно соленых (30-50 г/л) до крепких (100-150 г/л) и весьма креп-ких рассолов [7]. Преобладают типы химизма засоления вод: хлоридныи , натриевыи или хлоридныи ; магниево-натриевыи . Грунтовая вода из почвен-ного разреза № 5 на участке рекульти-вации 2011 года, имеет более низкую минерализацию - 44,4 г/л, (слабыи рас-сол) по химизму хлоридная, магниево-натриевая. Каждыи тип химизма грун-товых вод возникает и сохраняет
устои чивость в определенных интерва-лах минерализации. Солевои состав этои зоны участков рекультивации 2012-1014 годов в севернои части ме-сторождении Караарна имеет устои чи-выи хлоридныи натриевыи или хло-ридныи магниево-натриевыи характер.
Минерализация и химизм засоле-ния грунтовых вод из почвенных разре-зов 2015 года на территории месторож-дения и проб дождевои воды из пони-жении рельефа на территории рекуль-тивированных в разные годы участков (2011-2014 г.) даны в таблице 1.
Таблица 1 – Минерализация (г/л) и химизм засоления (% мг-экв) проб грунтовои и из понижении рельефа воды с территории рекультивированных участков на месторождении Караарна, 2015 г.
№ пробы воды,
место взятия Ионы Размерности Минерализация г/л; хими-
ческая формула; химизм
засоления и гипотетиче-
ски преобладающие соли
мг/л мг-экв/л % мг-экв
1 2 3 4 5 6
1. Грунтовая вода
из раз. № 1. Рекуль-
тивирован в 2013 г. УГВ 75 см. 10.06.2015 г.
Катионы: Na+ K+ Ca+2 Mg +2 Сумма Анионы: Cl- SO4
-2 HCO3
-1 Сумма
3565,36 17,14 200,9 9,13 - 3967.74 204.42 3,36 -
155,016 0,438 5,012 16,123 176,589 111,925 2.129 0.055 114.109
87,783 0,248 2,838 1,369 100% 98.086 1.866 0.0482 100%
Весьма крепкий рассол 241,543 Cl- 98,1 Na + 1 87,78 Хлоридная, натриевая Гипотетически преоблада-
ющие соли: NaCl
2. Грунтовая вода
из раз. 2 Рекультивирован в
2013 г. УГВ 65 см.
10.06.2015 г.
Катионы: Na+ K+ Ca+2 Mg +2 Сумма Анионы: Cl- SO4 -2 HCO3-1 Сумма
2721,85 15,60 117,60 514,66 - 3211,98 151,73 6,00 -
118,341 0,399 2, 934 21.162 142,836 90,606 1,58 0,098 92,284
82,85 0, 279 2,05 14,865 100% 98,182 1,712 0,106 100%
Весьма крепкий рассол 193,369 Cl- 98,18 Mg +2
14,86 Na+ 1
82,85 Хлоридная, магниево-
натриевая Гипотетически преобла-
дающие соли: NaCl,
MgCl2 3. Грунтовая вода
из разреза № 3 Рекультивирован в
2012 г. УГВ 100 см. 11.06.15 г.
Катионы: Na+ K+ Ca+2 Mg +2 Сумма Анионы: Cl- SO4
-2 HCO3
-1 Сумма
1782.68 12.79 53,9 759,73 - 2361,75 234,32 13,03 -
77.51 0,327 1,34 31,24 110,418 66,62 2,44 0,2136
70,195 0,29 1,22 28,29 100% 96,17 3,52 0,31 100%
Крепкий рассол 147.608 Cl- 86,06 Na+ 1
70,195 Хлоридная, натриевая Гипотетически преоблада-
ющие соли: NaCl
44
Продолжение таблицы 1
4. Вода из пониже-ния рельефа вблизи раз № 4. Северная часть участка, рекульти-вированного в 2012 г. 12.06.15 г.
Катионы: Na+ K+ Ca+2 Mg +2 Сумма Анионы: Cl- SO4 -2
HCO3-1 Сумма
1543,5 15,60
357,00 452,40
-
2078,34 8,71
11,19 -
67,11
0,4 1,83
19,146 88,487
58,63 0,091 0,183
58,901
75,84 0,45
2,072 21,64 100%
99,535 0,154 0,31
100%
Крепкий рассол 118,043 Cl- 99,53
Mg +2 21,64 Na+ 1 75,84 Хлоридная, магниево-натриевая Гипотетически преоблада-ющие соли: MgCl2, NaCl
5. Грунтовая вода из разреза № 5. Рекультивирован в 2011 г. УГВ 110 см. 12.06.15 г.
Катионы: Na+ K+ Ca+2 Mg +2 Сумма Анионы: Cl- SO4 -2
HCO3-1 Сумма
543,50
4,60 98,0
112,75 -
661,29 77,48 20,08
-
23,63 0,117 2,445 4,636
30,828
18,654 0,807 0,329 19,79
76,65 0,381 7,931
15,038 100%
94,26 4,078 1,66
100%
Сильно соленая 44,405 Cl- 94,26
Mg +2 15,038 Na+ 1 76,65 Хлоридная, магниево- натриевая Гипотетически преоблада-ющие соли: MgCl2, NaCl
6. Образец воды из понижения релье-фа на уч-ке ре-культ. 2014 г. 14.06.2015 г.
Катионы: Na+
K+ Ca+2 Mg +2 Сумма Анионы: Cl- SO4 -2 HCO3-1 Сумма
886,99 10,74
215,60 117,6
-
1133,64 94,09 3,20
38,565 0,275 5,38
4,835 49,054
31,98 0,98
0,0524 33,01
78,617
0,56 1,096 9,86
100%
96,87 2,97
0,158 100%
Слабый рассол 71,473 Cl- 96,87
Na+ 1 78,62 Хлоридная, натриевая Гипотетически преоблада-ющие соли: NaCl
7. Образец грунт. воды из раз. № 6. Рекультивирован в 2014 г. 4.06.15 г.
Катионы: Na+
K+ Ca+2 Mg +2 Сумма Анионы: Cl- SO4 -2 HCO3-1 Сумма
2887.07
20,72 352,80 880,79
-
3967.74 171,89
1,75 -
125,523 0,5299 8,8024 36,216 171,07
111,925
1,79 0,0287
113,744
73,375 0,309 5,145 21,17 100%
98,40 1,57
0,125 100%
Весьма крепкий рассол 234,034 Cl- 98,4
Mg +2 21,17 Na+ 1 73,37 Хлоридная, магниево-натриевая Гипотетически преоблада-ющие соли: MgCl2, NaCl
8. Проба гр. воды из разр. № 7. Рекультивирован в 2014 г. 15.06.2015 г.
Катионы: Na+
K+ Ca+2 Mg +2 Сумма Анионы: Cl- SO4 -2 HCO3-1 Сумма
2174,00
18,67 254,80
1291,83 -
3117,51 616,91
4,88
94,52 0,477 6,357
53,118 154,474
87,941 6,426 0,08
94,447
61, 189 0,308 4,115
34,386 100%
93 ,111 6,804
0,0847 100%
Весьма крепкий рассол 211,994 Cl- 93,111
Mg +2 34,386 Na+ 1 61,189 Хлоридная, магниево-натриевая Гипотетически преоблада-ющие соли: MgCl2, NaCl.
45
Как видно из данных таблицы 1 грунтовая вода из почвенных разрезов № 1 и № 2 рекультивированных в 2013 г. участков на месторождении имеет очень сильную минерализацию в раи -оне от 193,37 до 241,54 г/л, что классифицируется как весьма крепкии рассол. Ее солевои состав укладывается в диапазон: по анионам – это хлоридная, натриевая и хлоридная, магниево-натриевая вода. Гипоте-тически в неи преобладают соли: NaCl, MgCl2.
Грунтовая вода из почвенного разреза № 3, рекультивированного участка 2012 г. имеет очень сильную минерализацию до 147,61. Ее солевои состав укладывается в диапазон: по анионам – это хлоридная, натриевая, где преобладает NaCl. Вода, скапливаю-щаяся в понижении рельефа в севернои части рекультивационного участка 2012 г. вблизи разреза № 4 имеет мине-рализацию 118,04 г/л, что классифици-руется так же, как крепкии рассол с хи-мизмом засоления: хлоридная, магние-во-натриевая вода. Гипотетически пре-обладающие соли: NaCl, MgCl2.
Грунтовая вода из почвенных раз-резов рекультивированных участков 2014 г. имеет очень сильную минерали-зацию в раи оне от 211,99 до 234,03 г/л, что классифицируется как весьма креп-кии рассол. Солевои состав грунтовои воды укладывается в диапазон: по ани-онам – это в основном хлоридная, маг-ниево-натриевая вода. Гипотетически преобладающие соли: NaCl, MgCl2.
Метаморфизация грунтовои воды разрезов на территории бывших амба-ров происходит из-за повышения мине-рализации: увеличения содержания всех ионов и изменения соотношении их во времени. Грунтовые воды разре-зов на данных техногрунтах по своему происхождению являются морскими. Отношение Cl/SO4 увеличивается до 12,7. Соотношение анионов можно оха-
рактеризовать следующим неравен-ством: Cl - > SO4 -2 > HCO3; а катионы со-отношением: Na+ 1 > Mg +2 > Ca+2 > K+. ПДК по содержанию сульфатов (составлено по ГОСТу 2874 -82 «Вода питьевая» и СанПиН 4630-88) в поверх-ностных и подземных источниках водо-снабжения составляет 500 мг/дм3, по ионам хлора 350 мг/дм3. Содержание сульфат-ионов в грунтовои воде разре-за № 3 участка, рекультивированного в 2012 году превысили ПДК в 36 раз, а хлор-ионы в 425 раз. На рекультивиро-ванном участке 2011 года превышение по Cl - ионам составило 59,14 раза; по SO4 -2 ионам - превышение составило в 25 раз.
На рекультивированном участке 2013 года ионы SO4 -2 превысили ПДК в 29 раз; ионы Cl -- в 185 раз. На участке, рекультивированном в 2014 году ионы SO4 -2 превысили уровень ПДК в 30 раз; ионы Cl - - 245 раз.
Нефтехимическое загрязнение грунтовых вод из почвенных разрезов на участках, изменение рН среды.
Нефтепродукты относятся к чис-лу наиболее распространенных и опас-ных веществ, загрязняющих поверх-ностные и грунтовые воды. Основными источниками загрязнения нефтепро-мысла являются эксплуатационные и нагнетательные скважины. Кроме по-ступления нефти из-за разнообразных утечек при технологических операци-ях, происходит загрязнение среды ми-нерализованными водами и рассолами на узлах очистки стоков, кустовых насосных станциях и в системе водово-дов. Практически на каждом кусте мож-но обнаружить его прорывы и следы потоков нефти вниз по течению. В пе-риод весенних и осенних дождеи нефть сносится течением, образуя полосы за-мазученности грунта ширинои до не-скольких сотен метров. В случае про-рывов магистральных трубопроводов образуются наиболее обширные поля
46
загрязнении . Повышенныи склоновыи сток способствует увеличению смыва нефтепродуктов. Загрязнение грунто-вои воды нефтепродуктами зависит от относительного содержания токсич-ных и нетоксичных солеи расположен-ного по степени их токсичности. Чем выше минерализация токсичных солеи в грунтовои воде, тем выше содержа-ние нефтепродуктов. При возрастании нетоксичных солеи смягчается токсич-ность грунтовои воды и создаются бла-гоприятные условия для жизнедея-
тельности углеводородоокисляющих микроорганизмов [8].
В процессе научных полевых ис-следовании в 2015 году на территории 4-х рекультивированных в разное вре-мя участков были взяты 8 проб грунто-вои воды из почвенных разрезов. Ре-зультаты химических анализов по со-держанию нефтепродуктов в грунто-вои воде почти повсеместно показали превышение уровня ПДК в сотни и да-же тысячи раз, с максимумом в 25363,2 (таблица 2).
Таблица 2 – Содержание нефтепродуктов в пробах грунтовых вод из разрезов рекультивированных участков на месторождении Караарна, 2015 г.
Величина рН в основном кислая и около неи тральнои .
Таким образом, содержание нефтепродуктов в грунтовои воде по-чти повсеместно превысило уровень ПДК в сотни раз. Максимальное содер-жание нефтепродуктов выявлено в грунтовои воде из разреза № 5 на участке рекультивации 2011 года, рас-положенного в зоне долговременного воздеи ствия нефтехимического загряз-
нения вблизи старых нефтяных сква-жин.
Содержание ТМ в грунтовых во-дах разрезов рекультивированных участков на месторождении Караарна
Данные химического анализа проб грунтовои воды из почвенных разрезов с рекультивированных участ-ков на месторождении Караарна на содержание ТМ и превышение доли ПДК даны в таблице 3.
№ Место отбора проб воды, дата отбора
Содержа-ние
нефтепро-дуктов, мг/л
Превыше-ние ПДК*
рН
1 Вода грунтовая из разреза № 1, УГВ 100 см, 10.06.15 г.
219,44 4388,8 6,35
2 Вода грунтовая из разреза 2, УГВ 65 см, 10.06.15 г.
42,52 850,4 6,56
3 Вода грунтовая из разреза № 3, 11.06.15 г. 62,78 1255,6 6,65 4 Дождевая вода из понижения рельефа на
рек. участке 2012 г. вблизи разреза № 4, 11.06.15 г.
202,26 4045,2 6,93
5 Грунтовая вода из разреза № 5. УГВ 110 см. 12.06.15 г.
1268,16 25363,2 7,2
6 Образец дождев. воды на рек. уч. 2014 г. 14.06.15г.
16,56 331,2 6,99
7 Грунт. Вода из разреза № 6. 14.06.2015 г. 40,56 811,2 6,30
8 Грунт. Вода из разреза № 7. 15.06.2015 г. 112,28 2245,6 6,74
*ПДК – 0,05 мг/л (для морских вод и водоемов рыбохозяи ственного значения).
47
Таблица 3 – Содержание тяжелых металлов в пробах грунтовых вод из почвен-ных разрезов на участках на территории месторождения Караарна, 2015 г.
№ Место отбора пробы воды,
дата
Содержание ТМ, мг/л Zn Cu Pb Cd
ПДК 0,05 0,005 0,01 0,01 Класс 3 3 2 2
Конц. Доли ПДК
Конц.
Доли ПДК
Конц. До-ли ПДК
Конц. Доли ПДК
1 Вода грунтовая из разреза № 1, УГВ 100 см, 10.06.15 г.
0,029 0,58 0,029 5,8 0,24 24 0,041 4,1
2 Вода грунтовая из разреза № 2, УГВ 65 см, 10.06.15 г.
0,031 0,62 0,014 2,8 0,28 28,0 0,033 3,3
3 Вода грунтовая из разреза № 3, 11.06.15 г.
0,025 0,5 0,024 4,8 0,16 16,0 0,020 2,0
4 Вода из понижения рельефа на рек. участке 2012 г. у разреза № 4, 11.06.15 г.
0,022 0,44 0,018 3,6 0,21 21,0 0,033 3,3
5 Грунтовая вода из разреза № 5. УГВ 110 см. 12.06.15 г.
0,030 0,6 0,089 17,8 0,28 28,0 0,036 3,6
6 Вода из понижения рельефа на рек. участке 2014 г. 14.06.15г.
0,029 0,58 0,017 3,4 0,30 30,0 0,041 4,1
7 Грунтовая вода из разреза № 6. 14.06.2015 г.
0,030 0,6 0,019 3,8 0,24 24,0 0,051 5,1
8 Грунтовая вода из разреза № 7. 15.06.2015 г.
0,021 0,42 0,017 3,4 0,10 10,0 0,047 4,7
Анализ данных по содержанию
ТМ в пробах воды из почвенных разре-зов с рекультивированных участков на месторождении показал повсеместное превышение уровня ПДК по меди (от 2,8 до17,8), свинцу (от 10 до 30), кад-мию (от 2 до 5,1).
Таким образом, грунтовые воды на рекультивированных участках за-грязнены в первую очередь свинцом - до 30, медью - до 17,8 и кадмием – до 5,1 величин ПДК.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ По степени минерализации грун-
товые воды из почвенных разрезов от-носятся в основном к крепким и весьма крепким рассолам. Преобладающими типами химизма засоления воды явля-ются: хлоридныи , натриевыи или хло-
ридныи ; магниево-натриевыи . Более низкую минерализацию: 44,41 г/л (слабого рассола) имеет грунтовая вода из почвенного разреза № 5 на участке рекультивации 2011 года, по химизму она хлоридная, магниево-натриевая. Солевои состав рекультивированных в 2012-2014 годах участков имеет устои -чивыи хлоридныи натриевыи или хло-ридныи магниево-натриевыи характер.
Содержание нефтепродуктов в грунтовои воде из почвенных разрезов на участках почти повсеместно превы-сил уровень ПДК в сотни раз с максиму-мом в 25363,2 мг/л. Грунтовые воды из разрезов на рекультивированных участ-ках загрязнены в большеи степени свинцом - до 30, чуть меньше медью - до 17,8 и кадмием – до 5,1 величин ПДК.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Клочко Т.А. Исследование современного состояния проблем выявления засоленных почв по данным космических съемок [Электронныи ресурс]. – Государственное предприятие научно-исследовательскии и проектныи институт
48
«Союз», Национальныи аэрокосмическии университет им. Н.Е. Жуковского «ХАИ», Харьков. – Режим доступа: http://lib.convdocs.org/docs/index-83358.html, свобод-ныи .
2 Зиновьева Н. Г. Классификация вод нефтяных и газовых месторождении по условиям залегания. Контрольная работа по дисциплине: Нефтегазопромыс-ловая геохимия и гидрогеология Студентки 6-го курса ФБО ГНГ. – Ухта: Ухтинскии государственныи техническии университет, 2001. – 96 с.
3 Ковда В.А. Проблемы борьбы с опустыниванием и засоление орошаемых почв. – М.: Колос, 1984. – 304 с.
4 Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. – Москва: МГУ, 1970. – 482 с.
5 Анализ воды. ГОСТ 266483-85. Определение рН комплексонометрически со стеклянным электродом. – Москва: Изд-во стандартов, 1985. – 46 с.
6 Методика выполнения изменения массовои доли нефтепродуктов в пробах почв флуориметрическим методом на анализаторе жидкости «Флюорат - 02». Мет. № 03-03-97. - Санкт-Петербург, 1997. – 16 с.
7 Базилевич Н.И. Геохимия почв содового засоления. Часть 2. Накопление и перераспределение солеи в природных водах // Типы химизма природных вод. - М.: МГУ, Изд. «Наука», 1965. – С. 46-55.
8 Асанбаев И. К., Ауэзова О. Н., Фаизов К. Ш. Нефтехимическое загрязнение почв Западного Казахстана и перспективы их очистки // Изв. НАН РК. Серия биол. – 1995. – № 6. – С. 3-8.
REFERENCES
1 Klochko T.A. Issledovaniye sovremennogo sostoyaniya problem vyyavleniya zasolennykh pochv po dannym kosmicheskikh syemok [Elektronny resurs]. – Gosudar-stvennoye predpriyatiye nauchno-issledovatelsky i proyektny institut «Soyuz», Natsion-alny aerokosmichesky universitet im. N.E. Zhukovskogo «KhAI», Kharkov. – Rezhim dostupa: http://lib.convdocs.org/docs/index-83358.html, svobodny.
2 Zinovyeva N. G. Klassifikatsiya vod neftyanykh i gazovykh mestorozhdeny po usloviyam zaleganiya. Kontrolnaya rabota po distsipline: Neftegazopromyslovaya geokhimiya i gidrogeologiya Studentki 6-go kursa FBO GNG. – Ukhta: Ukhtinsky gosu-darstvenny tekhnichesky universitet, 2001. – 96 s.
3 Kovda V.A. Problemy borby s opustynivaniyem i zasoleniye oroshayemykh pochv. – M.: Kolos, 1984. – 304 s.
4 Arinushkina Ye.V. Rukovodstvo po khimicheskomu analizu pochv. – Moskva: MGU, 1970. – 482 s.
5 Analiz vody. GOST 266483-85. Opredeleniye rN kompleksonometricheski so steklyannym elektrodom. – Moskva: Izd-vo standartov, 1985. – 46 s.
6 Metodika vypolneniya izmeneniya massovoy doli nefteproduktov v probakh pochv fluorimetricheskim metodom na analizatore zhidkosti «Flyuorat - 02». Met. № 03-03-97. - Sankt-Peterburg, 1997. – 16 s.
7 Bazilevich N.I. Geokhimiya pochv sodovogo zasoleniya. Chast 2. Nakopleniye i pereraspredeleniye soley v prirodnykh vodakh // Tipy khimizma prirodnykh vod. - M.: MGU, Izd. «Nauka», 1965. – S. 46-55.
8 Asanbayev I. K., Auezova O. N., Faizov K. Sh. Neftekhimicheskoye zagryazneniye pochv Zapadnogo Kazakhstana i perspektivy ikh ochistki // Izv. NAN RK. Seriya biol. – 1995. – № 6. – S. 3-8.
49
TYИ ІН
Томина Т.К.
ҚАРААРНА КЕН ОРНЫНЫҢ РЕКУЛЬТИВАЦИЯЛАНҒАН АУМАҚТАРЫНДАҒЫ ЖЕРАСТЫ СУЛАРЫНЫҢ ХИМИЯЛЫҚ ҚҰРАМЫ
Ө.О. Оспанов атындағы Қазақ топырақтану және агрохимия ғылыми-зерттеу институты, 050060 Алматы, әл-Фараби даңғылы, 75 В, Қазақстан,
e-mail: [email protected]
Мақалада кен орны жерасты суларының минерализациясы, тұздану химизмі келтірілген. Жерасты суларының ауыр металдар және мұнаи өнімдерімен ластану дәрежесі анықталды. Жерасты суларының реакциясы сілтілік, минерализациясы жоғары, химизм типі бои ынша хлоридті, магнии -натрилі болып келеді.
Түйінді сөздер: топырақ қабаттары, жер асты суы, дәрежесі минералдануы, тұздану химизмі, ластану, мұнаи өнімдері, ауыр металдар.
RESUME
Tomina T.K.
CHEMICAL COMPOSITION OF SUBSOIL WATERS FROM TERRITORY OF RECULTIVATION AREAS OF KARAARNA DEPOSITS
Kazakh Research Institute of Soil Science and Agrochemistry after U.U. Uspanov, 050060 Almaty, 75 V al-Farabi avenue, Kazakhstan, e-mail: [email protected]
To the article data are driven about mineralization, himizm of solination of subsoil waters on territory of deposit, the degree of oil and heavy metals pollution of groundwater is certain, Subsoil waters have an alkalireaction, high mineralization of brine type with hloridnym, by the magnesium-natrium type of himizm.
Key words: soil cuts, groundwater, degree of mineralization, himizm of solination, pollu-tion, oil products, heavy metals.
50
ЭКОЛОГИЯ ПОЧВ
УДК 631.618
Ахмедов В.А.
ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОГЕННО НАРУШЕННЫХ И НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ АПШЕРОНСКОГО ПОЛУОСТРОВА
Институт Почвоведения и Агрохимии НАН Азербайджана, AZ1073 г. Баку, ул. М.Рагим, 5, Азербайджан, е-mail: [email protected]
Аннотация. Проведена инвентаризация техногенно нарушенных и нефтезагряз-ненных земель, вышедших из-под эксплуатации в центральнои части Апшеронского по-луострова. Выявлена их площадь, дана краткая характеристика, определены площадь и глубина проникновения нефтезагрязнении . Изучены гранулометрическии состав, засо-ление, солонцеватость, глубина залегания грунтовых вод, их засоление и другие свои -ства почв.
Ключевые слова: техногенное нарушение, нефтезагрязнение, буровые воды, камен-ные, песчаные карьеры, засоление, глубина и степень загрязнения сырои нефтью.
ВВЕДЕНИЕ
Многолетние загрязнения поч-венного покрова при добыче, эксплуа-тации и транспортировке нефти на по-луострове Апшерон привели к ката-строфическим последствиям для поч-веннои экологии, опустошению об-ширных замазученных территории [1]. Воздеи ствие сырои нефти на воду, поч-ву, растительныи покров, почвенных животных и влияние радиации на че-ловека обусловлено токсичностью природных углеводородов, а также большим разнообразием вредных хи-мических веществ, используемых в тех-нологических процессах добычи, при эксплуатации и транспортировке нефти. Нефтезагрязнение оказывает пагубное средообразующее влияние на количественное и качественное состо-яние почвенных микроорганизмов, биоты, нарушая нормальное развитие животного мира, буферность почвы, аэрацию, ферменты, фитотоксичным воздеи ствием на растительныи покров [1, 2]. Почва, устои чивость которои к загрязняющим веществам оказывается сниженнои и полностью исчерпаннои при попадании в нее больших доз вредных химических веществ, надолго или навсегда остается загрязненнои и безжизненнои [1].
На Апшеронском полуострове земли нарушены при добыче нефти (молодых и давних времен), строи-тельных материалов (камня, гравия и песка), строительстве дорог и про-мышленных объектов, мусором разно-го состава, в результате заболачивания и засоления буровыми и поливными водами [3]. Постановлением № 264 Совета Министров Азербаи джана на Академию Наук Азербаи джана и Министерство сельского хозяи ства возлагается принятие необходимых мер улучшения исследовании по рекультивации земель и ускорению внедрения в производство наиболее совершенных, проверенных на практике методов восстановления нарушенных земель.
Особое значение имеет рекульти-вация техногенно нарушенных и нефтезагрязненных земель, в условиях густо населенного Апшеронского полу-острова.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектом исследовании была центральная часть Апшеронского по-луострова в пределах Сураханинского, Сабунчинского и Бинагадинского раи о-нов Бакгорисполкома. Проведены: ин-вентаризация техногенно нарушенных и нефтезагрязненных почв; закладка
51
почвенных разрезов; взятие образцов почв и глубинных пород; грунтовых вод; замеры глубин и взятие образцов нефтезагрязненных почв с целью опре-деления в них углеводородов. Выпол-нены следующие анализы: полная вод-ная вытяжка; содержание NPK и гуму-са; карбонатность; поглощенные осно-вания; гранулометрическии состав и физические свои ства почв. Анализы проведены по общепринятым методи-кам [3].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
По рельефу Апшеронскии полу-остров делится на две неравные части: юго-западную и северо-восточную. Границеи между ними служит Фат-маизыхская линия антиклинальных складок. Восточная половина Апше-ронского полуострова представляет собои обширную равнину, средняя вы-сота которои достигает 20 метров. В среднеи части полуострова имеются возвышенности Сеи хан-бахча, Кырма-ки и Кеи реки, так называемые, Бинага-динские антиклинали. Между антикли-налями имеются котловины, в которые сбрасываются соленые буровые воды. Глубина залегания грунтовых вод в центральном Апшероне 3-5 метров, местами 5-10 метров.
В центральнои части Апшерон-ского полуострова распространены се-ро-бурые и сероземные почвы с легким и суглинистым механическим соста-вом. Мощность горизонтов достигает 85 см. Верхнии 0-30-40 см слои этих почв не засолен, ниже появляется засо-ление, которое увеличивается с глуби-нои . Содержание питательных элемен-тов NPK очень низкое. В центральнои части Апшеронского полуострова рас-положены 3 раи она Бакгорисполкома: 1) Сураханинскии ; 2) Сабунчинскии и 3) Бинагадинскии .
I. Сураханинскии раи он. Техно-генно нарушенные и нефтезагрязнен-ные земли на территории Ени Сураха-ны Сураханинского раи она составляют
503,4 га. Из них: нефтезагрязненные - 497,9 га; в том числе: загрязненные до глубины 0-25 см - 41,9 га; до 0-50 см - 49,4; ниже 50 см - 406,6 га. Почвенные выемки занимают площадь 4,7 га; бы-товые отходы - 0,8 га. Рельеф террито-рии разнообразныи . Местами в микро-понижениях от буровых вод наблюда-ется заболачивание, засоление, глубо-кое нефтезагрязнение. А где-то камен-ные плиты выходят наружу.
Для отходов и од-бромового заво-да созданы отстои ники с площадью 131,5 га и глубинои 1-2 метра. Содер-жимое отстои ника протекает в южном направлении в Каспии ское море. Засо-ление воды по плотному остатку равно 118,04 г∕л, содержание хлора - 36,90 г∕л.
I-1 Нефтезагрязнение охватывает широкие массивы как по глубине, так и по площади. Почвы подвергаются не только загрязнению буровыми раство-рами, но и вторичному засолению. Микропониженные участки залиты сырои нефтью, где после испарения легких фракции , остается густои би-тум.
I-2 Площадь нефтезагрязненных земель вокруг пос. Бюль-Бюля Сураха-нинского раи она составляет 148,6 га, из них - 110,0 га засолены и загрязне-ны, вторичное засоление от буровых вод наблюдается на 6,0 га. Свалка мусо-ра в разбросанном виде расположена на 2,2 га. Нефтезагрязнение в локаль-ном виде занимает 30,4 га, из них: за-грязнение до глубины 0-25 см - 3,7; до 50 см - 16,1; ниже 50 см - 10,6 га [4-7].
I-3 Нефтезагрязненные земли у пос. Амирджаны составляют 39,6 га; из них 0,3 га - бытовые отходы разного состава, 39,3 га – нефтезагрязненные, из которых 1,5 га загрязнены с поверхно-сти (0-10 см); 37,8 га – до 50 см и более, находящиеся в разбросанном виде. На нефтезагрязненных участках находят-ся бетонные основания скважин, от-стои ник залитыи сырои нефтью, сверху заполненныи буровыми водами. Местами
52
отмечается засоление, от буровых вод, а также загрязнение жидкои нефтью. Тер-ритория каменистая, почва очень мало-мощная, слабо гумусная (1,0-1,5 %).
I-4 На территории Нефте-газо до-бывающего управления (НГДУ) «Сураханы-нефть» занимает площадь 629,6 га, на которои бытовые отходы в разбросанном виде расположены на 1,5 га, почвенно-грунтовые выемки раз-нои глубины - 33,6 га. Нефтезагрязнен-ные буровыми водами сильно засолен-ные почвы составляют 595,1 га; из них загрязненные до глубины 0-10 см - 99,10 га; 0-20 см - 49,3; 0-50 см - 203,1 и ниже 50 см - 143,60 га. Следует отме-тить, что рельеф территории «Сураханы-нефть» изменяется от высо-ты 166 м до уровня Каспии ского моря.
I-5 Территория Нефте-газо добы-вающего управления в части Гарачухур, входящая в состав Сураханинского раи -она составляет 572,2; из них почвенно-грунтовые выемки - 7,1 га; отходы неф-теперерабатывающего завода - 77,5 га. Нефтезагрязненные озера - 139,0 га.
Нефтезагрязненные земли, засо-ленные буровыми растворами, распо-ложены на площади 348,6 га; из них нефтезагрязнение в смеси со шламом до глубины 0-10 см - 13,5 га; 0-25 см - 60,0; 0-50 см - 72,8; ниже 0-50 см - 200,3 га.
I-6 Нефтезагрязненные и нару-шенные земли у пос. Говсаны - 45,7 га; из них – песчаныи карьер - 8,0 га, свал-ка мусора разного состава - 5,3 га. Нефтезагрязнение до глубины 0-25 см - 32,4 га. В итоге площадь техногенно нарушенных и нефтезагрязненных зе-мель и засоленных озер Сураханинско-го раи она составляет 2211,06 га; из них нефтезагрязнение наблюдается на 981,6 га, в том числе до глубины 0-10 см - 114,1 га; 0-25 см - 287,5; 0- 50 см - 341,4; ниже 50 см - 238,6 га.
Отстои ник и од-бромового завода и засоленное от буровых вод озеро име-ет площадь - 375,0 га. Почвенные карь-
еры занимают 44,8 га, свалка мусора - 9,8 га, песчаные карьеры - 8,0 га, вто-ричное засоление от буровых вод - 6,0 га [4-7].
Почвы Сураханинского раи она очень разнообразны. Встречается не-сколько подтипов сероземнои почвы. Растительныи покров изменяется соот-ветственно почвенному покрову. Содер-жание физическои глины в почвах Ени Сураханы варьирует в пределах 18,0-50,0 %, а на территории «Сураханы-нефть» - 40-70 % «Гара-чухур-нефть» - 17-20 %, в верхнем слое (до 1 м) в ниж-нем - втором метровом слое - 3-4 %. На даннои территории имеется Зыхское озеро, а также деи ствующии крупныи грязевои вулкан. Засоление в верхнем метровом слое до 0,25 %, во втором метровом слое 1,0-2,0 %. Местами засо-ление от буровых вод - 2-3 %. Состав засоления сульфатно-хлоридно-натриевыи . Почвенная характеристика изменяется по рельефу.
II. Сабунчинскии раи он располо-жен между Сураханинским и Бинага-динским раи онами. В экологическом аспекте очень тяжелыи и сложныи ре-льеф. НГДУ Сабунчи-нефть по местопо-ложению разделяется на несколько участков.
II-1. Площадь Забрат-Балаханы, вышедшая из-под эксплуатации, со-ставляет 246,8 га. Виды нарушении : свалка мусора - 2,3 га; нефтезагрязне-ние до глубины 0-10 см - 8,9 га; 0-25 см - 40,0; 0-50 см - 119,50; ниже 0-50 см - 39,6 га. Озеро от буровых вод занимает площадь 36,50 га, сильно засолено и загрязнено. Содержание плотного остатка воды - 56 г∕л, состав гидрокар-бонатно-сульфатно-хлоридныи . Почва серо-бурая, супесчаная, суглинистая местами сильно засолена и нарушена, местами почвенныи покров маломощ-ныи , иногда каменные плиты выходят наружу.
II-2. Участок Сабунчи-Бакиханов-Романы частично находится под экс-
53
плуатациеи . Расположен в трех указан-ных поселках. В депрессии часть терри-тории заполнена засоленными буровы-ми водами. Загрязнение местами дохо-дит до 2-х метров. Почвенныи покров супесчаныи , суглинистыи и глинистыи . Общая площадь, требующая рекульти-вации - 273,9 га. Из них: свалка быто-вых отходов - 4,3 га; нефтезагрязнен-ные озера от буровых вод - 135,3 га.
Рисунок 1 - Профиль нефтезагрязнен-ных почв Балаханынефть, новообразо-
вания на глубине 120 см Нефтезагрязненные земли зани-
мают 134,1 гектар; из них: загрязнение до глубины 0-25 см - 22,5; до глубины 0-50 см - 53,2; ниже 0-50 см - 58,4 га.
II-3. Нарушенные земли у пос. Ба-лаханы составляют 288,46 га, в том числе: песчаные карьеры - 39,20 га, почвенно-грунтовые карьеры-10,60 га, свалка камнеи занимает площадь 1,50 га, грунтовые дороги - 7,10 га. Площадь нефтезагрязненных земель - 230,06 га; из них: загрязненные до глубины 0-10 см - 87,32 га; до 0-25 см - 61,74; до 0-50 см – 36,20; ниже 50 см - 44,8 га.
II-4. Нарушенные земли у пос. Са-бунчи, Сабунчинского раи она располо-жены на 210 гектарах; из них: песча-ные карьеры занимают площадь 1,40 га;
почвенно-грунтовые карьеры - 4,90 га; водохранилище (облицованное) - 8,2 га; грунтовые дороги – 1,2 га; заболачива-ние - 5,4 га. Нефтезагрязненные земли составляют 188,90 га; из них: загряз-ненные до глубины - 0-10 см - 88,20 га; 0-25 см - 44,30; 0-50 см - 56,40 га. У по-селка Сабунчи отмечаются нефтяные колодцы на уклоне возвышенности Кырмаки, и на этих территориях наблюдаются мелкие прикопки, песча-ные карьеры, местами заболоченные от буровых вод, деи ствующие и недеи -ствующие буровые скважины. Почва серо-бурая, маломощная, каменные плиты местами выходят наружу.
II-5. Нарушенные земли у пос. Пиршаги -76,7 га, в том числе: песча-ные карьеры - 74,0 га, свалка мусора - 2,7 га. Нарушенные земли у пос. Маш-таги - 54,4 га, из них: каменныи карьер-52,0 га; свалка мусора 2,4 га. Каменныи карьер Нардаран - 163,5 га. Нарушен-ные участки в Бильгях - 20 га; из них: 6,0 га свалка мусора; 14 га-песчаныи карьер. В итоге всего техногенно нару-шенные и нефтезагрязненные земли Сабунчинского раи она составляют 1333,76 га; из них: свалка мусора - 17,7 га; песчаные карьеры - 128,6; ка-менныи карьеры - 217; почвенно-грунтовые карьеры - 15,5; грунтовые дороги - 8,3 водохранилища - 8,2, засо-ленные и загрязненные от буровых вод - 172,0; заболачивание от буровых вод - 5,4 га; Нефтезагрязненные земли: до глубины 0-10 см - 184,42; 0-25 см - 168,54; 0-50 см - 265,3; ниже 0-50 см - 142,80 га.
Рельеф Сабунчинского и Бинага-динского раи онов очень холмистыи , в микропонижениях от буровых вод, об-разовались озера Забратское, Сабун-чинское, Беюк-шор и Бинагадинское. Они сильно засоленные и нефтезагряз-ненные, радиактивные.
Генетическии профиль почвен-ных разрезов резко меняется, как по механическому составу, так и по засо-
54
лению. Верхнии горизонт песчаныи , резко переходит в глинистыи или наоборот. На потухшем грязевом вул-кане Кырмаки до сих пор сохраняются ручные нефтяные колодцы глубинои 5-10 метров, частично подвергшиеся эро-зии.
III-1. Вышедшие из-под эксплуа-тации техногенно нарушенные и
нефтезагрязненные земли Бинагадин-ского раи она (рисунок 2) составляют 543,60 га из них: почвенные карьеры - 32,60 га; песчаные карьеры - 9,60; засо-ление от буровых вод - 30,0; грунтовые дороги - 3,0 га; нефтезагрязненные земли - 468,40 га (0-10 см - 309,40; 0-25см - 86,10; 0-50 см - 42,90; ниже 50 см - 30,0 га) [2].
Рисунок 2 – Состояние нефтезагрязненных территории вокруг буровои скважины, Бинагадинефть
Рельеф территории Бинагадин-ского раи она очень сложныи . Имеются микропонижения, которые залиты шламом, буровыми засоленными вода-ми.
Имеются плоские холмы и потух-шие грязевые вулканы, как Кеи реки, Кырмаки и Сулутепе. Нефтяные колод-цы на этих невысоких холмах до сих пор сохраняются. Почвенныи покров по гранулометрическому составу и за-солению резко меняется от песка до суглинистои прослои ки. Глубина грун-товых вод в микропонижениях 0,60- 1,0 метров. Верхнии слои почв незасо-ленныи , второи метровыи слои - имеет среднее и сильное засоление. Состав засоления гидрокарбонатно-хлоридно-
сульфатно-натриевыи или наоборот-гидрокарбонатно-сульфатно-хлоридно-натриевыи . В микропонижениях почва сильно солонцеватая. Почва местами слобогумусная. На холмистом рельефе почва имеет очень низкии потенциал плодородия.
ВЫВОДЫ 1. По результатам картирования
техногенно нарушенных и нефте-загрязненных земель в центральнои части Апшеронского полуострова вы-явлено 3302,56 га; из них: незаконная свалка бытовых отходов - 27,5 га; ка-менные карьеры - 217,0; почвенно-грунтовые карьеры - 239,1 га; грунто-вые дороги - 11,3 га; водохранилища - 8,2 га; засоление и загрязнение от бу-
55
ровых вод - 582,5; заболоченные и вто-рично засоленные от буровых вод - 11,4; нефтезагрязненные земли - 2211,06 га из них: загрязнение до глу-бины 0-10 см - 607,92; 0-25 см - 542,14; 0-50 см - 649,60, загрязнение ниже 50 см - 2111,40 га.
2. Для давно нефтезагрязненных земель с неглубоким залеганием нефтепродуктов рекомендуем биологи-ческии и агромелиоративныи методы
рекультивации. В случае глубокого проникновения в почву сырои нефти в большом количестве можно применять химическии и термическии методы очищения.
3. При выборе методов рекульти-вации следует подходить индивидуаль-но к каждому объекту нарушенных и загрязненных земель в местах карье-ров использовать метод механического очищения территории и их засыпку.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Ахмедов В.А Гасанов К.С. Абдуллаев Ф.З и др. Рекультивация нефтезагряз-ненных почв полуострова Апшерон // Журнал химических проблем. – 2005. – № 2. – С. 50-55.
2 Ахмедов В.А. Рекультивация земель Апшеронского полуострова // Химия в сельском хозяи стве. – 1986. – №8. – С. 33-35.
3 Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. – М.: Изд. МГУ, 1970. – 487 с.
4 Ахмедов В.А. Нефтезагрязненные почвы // В кн.: Морфологические про-фили почв Азербаи джана. – Баку: изд. Элм, 2004. – С. 185-193.
5 Ахмедов В.А., Кахрамонова Т.Б. Развитие растении на нефтезагрязненных землях Тр.ВОП ИПиА. – 1996. – Т. 6. – С. 115.
6 Ахмедов В.А. Инвентаризация и методы рекультивации техногенно нару-шенных и нефтезагрязненных земель // «Известия сер. биологических наук» №2. – Баку: Элм, 2011. – Т. 66. – С. 45-56.
REFERENCES
1 Akhmedov V.A Gasanov K.S. Abdullayev F.Z i dr. Rekultivatsiya neftezagryaz-nennykh pochv poluostrova Apsheron // Zhurnal khimicheskikh problem. – 2005. – № 2. – S. 50-55.
2 Akhmedov V.A. Rekultivatsiya zemel Apsheronskogo poluostrova // Khimiya v selskom khozyaystve. – 1986. – №8. – S. 33-35.
3 Arinushkina Ye.V. Rukovodstvo po khimicheskomu analizu pochv. – M.: Izd. MGU, 1970. – 487 s.
4 Akhmedov V.A. Neftezagryaznennye pochvy // V kn.: Morfologicheskiye profili pochv Azerbaydzhana. – Baku: izd. Elm, 2004. – S. 185-193.
5 Akhmedov V.A., Kakhramonova T.B. Razvitiye rasteny na neftezagryaznennykh zemlyakh Tr.VOP IPiA. – 1996. – T. 6. – S. 115.
6 Akhmedov V.A. Inventarizatsiya i metody rekultivatsii tekhnogenno narushen-nykh i neftezagryaznennykh zemel // «Izvestiya ser. biologicheskikh nauk» №2. – Baku: Elm, 2011. – T. 66. – S. 45-56.
56
ТҮИ ІН
Ахмедов В.А.
АПШЕРОН ТҮБЕГІНІҢ ОРТАЛЫҚ БӨЛІГІНДЕ ТЕХНОГЕНДІ БҰЗЫЛҒАН ЖӘНЕ МҰНАИ МЕН ЛАСТАНҒАН ЖЕРЛЕРДІ ЗЕРТТЕУ
Әзірбайжан ҰҒА Топырақтану және Агрохимия институты, AZ1073 Баку қаласы, М.Рагим көшесі, 5, Әзірбайжан, е-mail: [email protected]
Апшерон түбегінің орталық бөлігінде паи даланудан шығарылып тасталған техногенді бұзылған және мұнаи мен ластанған жерлерді түгендеу жүргізілді. Олардың көлемі анықталды, қысқаша сипаттамасы берілді, мұнаи мен ластанған көлемі мен тереңдігі анықталды. Гранулометриялық құрамы, тұздануы, сортаңдануы, жер асты суларының орналасу тереңдігі, олардың тұздануы және басқа да топырақ қасиеттері зерттелді.
Түйінді сөздер: техногенді бұзылу, мұнаи мен ластану, бұрғыланған сулар, тасты, құмды карьерлер, тұздану, шикі мұнаи мен ластану тереңдігі мен деңгеи і.
SUMMARY
Ahmadov V.А.
INVESTIGATION OF TECHNOGENIC CONTAMINATED AND OIL-POLLUTED SOILS IN THE CENTRAL PART OF THE ABSHERON PENINSULA
Institute Of Soil Science And Agro Chemistry of NASA (National Academy of Science of Azerbaijan), AZ1073 Baku, 5 Mamed Arif street, Azerbaijan,
е-mail: [email protected]
Inventory and cartography on the various scales were perefored in the technogen violat-ed and oil-polluted soils going out from exploitation to the central part of the Absheron peninsu-la. Their area was revealed, the short characteristics, of the oilpollution area and depth was giv-en. The soil cover and granulometric content of salinization, solonetzification, nutrient and hu-mus, depth of the subsoil waters, their salinity and other soil pecularities were studied.
Key words: technogen violation, oilpolluted, boring waters, stony, sandy borrow pits, salinization, nutrient, depth and degree of contaminated crude oil.
57
УДК 631.45;67
Досбергенов С.Н., Маликов М.А.
ПИТАТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ В ТЕХНОГРУНТАХ ТЕРРИТОРИЙ АМБАРОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КАРААРНА
ТОО «Казахский научно – исследовательский институт почвоведения и агрохимии имени У.У. Успанова», 050060, Казахстан, Алматы, Академгородок, пр-т
аль-Фараби, 75в
Аннотация. В статье приведены результаты полевых экспедиционных работ, направленных на изучение влияния цеолитно-микробиологического метода на содержание питательных элементов в техногрунтах. Содержание подвижных форм питательных элементов зависит от степени засоления и нефтезагрязнения, а также от времени проведения рекультивированных работ.
Ключевые слова: техногрунт, амбары, цеолит, микробиология, рекультивация, валовые и подвижные элементы питания.
ВВЕДЕНИЕ
Широко распространено загряз-нение в Западном Казахстане, где сосредоточено 149 нефтяных месторождении , более 90 % разведанных и потенциальных ресур-сов углеводородного сырья. В этом раи оне на площади свыше 700 тыс. га созданы крупные очаги нефте-химического загрязнения, засоления сточными промысловыми водами и техногенного разрушения почв. В связи со значительнои интен-сификациеи добычи нефти и производства нефтепродуктов в Казахстане значительных масштабов приобрел процесс отторжения земель из сельскохозяи ственного использо-вания. В итоге нефть и нефтепродукты являются приоритетными загряз-нителями всех компонентов биосферы-почвенного покрова, растительности, поверхностных вод и атмосферного воздуха. В последнее время состояние окружающеи среды угрожает не только здоровью людеи , но также всему живому на Земле. Во всем мире большое внимание уделяют очистке и восстановлению окружающеи среды, загрязненнои ксенобиотиками. Загряз-нение почвы в результате резкого снижения биологическои продуктив-ности и ухудшения физико-химических свои ств не способна полноценно
выполнять экологические функции. Для решения этих проблем все больше значение приобретают методы рекультивации и биоремедиации нефтезагрязненных почв.
В связи с угрожающими разме-рами загрязнения почвенного покрова нефтью и нефтепродуктами раз-работка новых эффективных, экономически выгодных и эколо-гически безопасных технологии очистки почвы имеет важное значение для поддержания экологического равновесия. Обширность нефтяных загрязнении почвенного покрова в регионах добычи нефти и длительныи период их существования, наряду с известными методами очистки нефтезагрязненных почв диктует необходимость разработки высоко-эффективных биотехнологических способов – биоремедиации, направ-ленных на интенсификацию процессов микробиологическои утилизации нефтяных загрязнении и агро-мелиоративных приемов ремедиации. В последние годы повышенныи интерес вызывает использование цеолитов в биоремедиации нефте-загрязненнои почвы. Цеолитно-микробиологическая очистка почв и грунтов от загрязнении нефтью и нефтепродуктами не оказывает отрицательного воздеи ствия на
58
компоненты окружающеи среды, так как цеолит экологически чистыи , нетоксичныи материал.
Для сбора добываемои нефти используются вырытые амбары, загрязняющие почву и грунтовые воды. Особую опасность для почвенно-грунтовых вод представляют амбары и пруды отстои ники, использующиеся до последнего времени. В глубоком земляном амбаре возникает мощныи внутрипочвенныи поток нефти, двигающии ся к месту разгрузки грунтовых вод, загрязняя почву и грунтовые воды.
Месторождение Караарна распо-ложено на территории восточнои части Прикаспии скои низменности на восточном побережье Каспии ского моря и относится к Жылыои скому раи ону Атыраускои области. В геоморфологическом отношении территория представляет собои аккумулятивную морскую новокас-пии скую пустынную равнину, слабонаклонную на запад в сторону Каспии ского моря, в формировании, которои основную роль сыграли трансгрессии Каспии ского моря.
Малые уклоны дна и суши, обширные мелководья, активная деятельность ветра, создали благо-приятные условия для развития в Северном Каспии сгонно-нагонных колебании уровня. Ежегодно отмечаются нагоны свыше 60 см и сгоны 50 см. Почвы на территории месторождения загрязнены путем разливов или выбросов пластовои жидкости, состоящеи из сырои нефти, газа, нефтяных вод и буровых растворов. В раи оне старых разработок вблизи нефтяных скважин отмечены участки с проливами нефти, зама-зученные грунты, битумные коры, старые и свежие нефтяные амбары со слитои нефтью, амбары слива буровых растворов, а также битумные гряды по
бокам площадок нефтяных скважин. Загрязнение почв нефтепродуктами отмечено на территории всех нефтегазовых промыслов и на всех стадиях разработки месторождения, начиная с поискового бурения, строительства нефтегазодобывающих скважин, эксплуатации и транс-портировки сырья и заканчивая, условиями их хранения.
Изучение изменения свои ств и процессов, происходящих при реа-билитации замазученных техно-грунтов является актуальнои . Целью исследовании было изучение содер-жания питательных элементов нахо-дящихся под цеолитно-микробиоло-гическим воздеи ствием в грунтах пострекультивационного периода.
ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ
Объектами изучения послужили опытные участки на территории амбаров рекультивированные цео-литно-микробиологическим методом. В процессе исследовании применялись сравнительно-экологическии , лабо-раторно-аналитическии и др. методы. При исследовании были использованы морфологические профильные мето-ды – основные базисные методы полевых исследовании и диагностики почв. Определение экологического состоя-ния техногрунтов проведено в соответствии с требованиями ГОСТ-ов [1] и «Методических рекомен-дации» [2] регламентирующих работу по исследованию почв при общих и локальных загрязнениях.
Основные химические и физико-химические свои ства почв определяли по общепринятым в почвоведении методи-кам описанным Аринушкинои Е.В. [3].
Химические анализы проведены в лаборатории аналитическои химии Казахского научно-исследовательского института почвоведения им. У.У. Успанова.
59
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Опыты по трансформации техногрунтов цеолитно-микробиоло-гическим методом проводились на солончаке соровом, которыи трудно поддается рекультивации и обладает очень слабои способностью к восстановлению загрязнении нефте-продуктами. Эти почвы отличаются полным отсутствием биогенности, связаннои с очень высоким содержанием легкорастворимых солеи и длительным пребыванием их в переувлажненном состоянии. Их формирование происходит при непосредственном участии сильно минерализованных грунтовых вод, залегающих на глубине 1,0 м при загрязнении нефтью экосистем соров. Для рекультивации таких почв требуется особая технология, которую разработали ученые института микробиологии и вирусологии и осуществили подрядчики ТОО «Таза су». На опытных участках была применена новая современная технология, сочетающая метод биомелиорации углеродокисляющими микроорганизмами с внесением мелиорантов и интенсивную механизированную обработку почвы с соблюдением определенных и последовательных технологических приемов.
Схема почвенных разрезов зало-женных во время полевых исследовании на техногрунтах территории амбаров:
Разрез №1. Опытныи участок, рекультивированныи в 2013 г.
Разрез №3. Опытныи участок, рекультивированныи в 2012 г.
Разрез №5. Опытныи участок, рекультивированныи в 2011 г.
Разрез №6. Опытныи участок, рекультивированныи в 2014 г.
Разрез №8. Бурая солончаковая почва. Целина
Исследования на участках бывших нефтяных амбаров, содер-жащих разливы пластовых жидкостеи (нефтяных эмульсии ) разного возраста и буровых растворов, выявили изменения в профиле нефтезагряз-ненных почв. Почвы месторождения Караарна, в том числе грунты рекуль-тивированных участков сильно засо-лены в верхних горизонтах (5,9-6,7 %), либо по всеи глубине почвенного профиля (солончаки) благодаря ландшафтнои принадлежности этих почв к области аккумуляции, расположению на аккумулятивнои равнине.
Во время полевых научных исследовании было заложено 7 почвенных разрезов на рекультиви-рованных участках на техногрунтах бывших нефтяных амбаров на территории месторождения Караарна. На рекультивированных участках проводили отбор почвенных образцов и грунтовои воды. Разрез 8 сделан за территории в южнои части место-рождения в 1 км от границы место-рождения на целиннои зональнои бурои солончаковатои почве.
Участок проведения рекульти-вации 2013 года, где был заложен разрез №1 покрыт бороздами высотои 25-35 см с обильным включением замазученного грунта, с выпотом солеи на поверхности. Как по визуальным наблюдениям, так и полученным данным анализов на содержание нефтепродуктов, проведенных в 2013 году, рекультивационные работы не сильно способствовали разложению нефтяных включении и замазученного грунта. Техногрунт участка 2013 года имеет признаки загрязнения: темно-бурые нефтяные пятна, комки замазученного грунта, остатки битумных кор. Все это продолжает разлагаться под влиянием приме-неннои технологии цеолитно-микробиологического метода с
60
участием углеродокисляющих микро-организмов, постоянно подвергается и воздеи ствию аридного климата. Загрязнение нефтью приводит к значительным изменениям физико-химических свои ств почвы. Разрушение слабых почвенных структур и диспергирование почвенных частиц сопровождается снижением водопроницаемости почв, влияющих в дальнеи шем на пищевои режим [4].
Субстраты территории амбаров лишены растительности, т.к. техногрунты фитотоксичны для них. Факторами фитотоксичности выступают хлориды и сульфаты обусловленные засолением техногрунта, которые создают неблагоприятные условия. Для восста-новления нарушенных и загрязненных техногрунтов были проведены
рекультивационные мероприятия, которые способствуют улучшению физических, химических, физико-химических свои ств.
Содержание валового и легко-гидролизуемого азота. Поскольку основная часть азота находится в почве в виде сложных органических соединении , валовое содержание этого элемента напрямую связано с содержанием и качеством гумуса. Общее содержание азота в техногрунтах опытного участка колеблется от 0,014 до 0,042 %. Превращение органических форм почвенного азота в минеральные, осуществляется различными группами микроорганизмов, активность которых зависит от комплекса физико-химических условии , складывающихся в почве.
Таблица – Содержание элементов питания на рекультивированных участках территории амбаров месторождения Караарна
Годы рекуль-тивации
№ разрезов
Глубина взятия образца,
см
Элементы питания Об. гу-мус,
%
Сум-ма
солей, %
Ли-то-ло-гия
Валовые, % Подвижные, мг/кг
P2O5 K2O Об. N P2O5 K2O Гидр. N
Разрез 1 Кара-арна, рекуль-тивирован-ный участок
2013 г.
0-17 0,040 0,62 0,014 10 240 25,2 0,41 4,019 Псв 17-30 0,040 0,62 0,014 12 320 22,4 0,34 4,650 Псв
30-50 0,048 0,62 0,014 25 330 28,0 1,02 4,349 Псв
Разрез 3 Кара-арна, рекуль-тивирован-ный участок
2012 г.
0-22 0,048 0,75 0,028 46 440 30,8 0,95 6,472 Л/с 22-40 0,035 0,75 0,014 12 300 25,2 0,48 4,597 СП
40-80 0,044 1,12 0,014 12 320 19,6 0,48 4,292 Л/с
Разрез 5 Кара-арна, рекуль-тивирован-ный участок
2011 г.
0-0,2 0,048 0,94 0,028 12 500 16,8 0,34 4,268 СП
0,2-35 0,040 0,87 0,014 12 330 11,2 0,03 2,007 СП 35-65 0,036 0,75 0,028 10 260 16,8 0,82 1,763 СП
Разрез 6 Кара-арна, рекуль-тивирован-ный участок
2014 г.
0-35 0,048 0,94 0,042 23 530 39,2 1,70 6,460 Л/с 35-55 - - 0,042 12 720 47,6 0,92 8,082 Т/с
55-100 0,112 0,75 - - - 50,4 1,29 11,519 Л/с
Разрез 8 Целина
0-10 0,048 0,87 0,042 10 430 36,4 0,34 0,620 СП 10-23 0,024 0,69 0,014 19 140 33,6 0,10 0,439 СП 23-50 0,048 0,87 0,028 19 540 36,4 0,24 3,959 Т/с 50-58 0,024 0,62 0,028 23 160 28,0 - 2,030 С/с
Примечание: СП - супесь, Л/с - легкий суглинок, С/с – средний суглинок, Т/с – тяжелый суглинок, Псв – песок связанный.
61
По нашим исследованиям, изме-нения в содержании общего азота при загрязнении техногрунта нефтью были различными. Они зависели от срока проведения рекультивационных работ. В течение последующих лет после проведения рекультивационных работ, содержание общего азота снижается (таблица). При уменьшении количества органического углерода и при незначительных изменениях в содер-жании общего азота в техногрунтах происходило нарушение соотношения между азотом и углеродом. Такое нарушение фактически является однои из причин токсичности нефти и нефтепродуктов [5].
Однако восстановление нарушен-ного соотношения С:N только внесением азотных удобрении , по-видимому, невозможно. В тоже время внесение умеренных доз азота может оказаться полезным в связи с заметным снижением нитрифика-ционнои способности загрязненного техногрунта.
Недостаток биогенных элементов необходимо восполнить путем внесения в техногрунт минеральных удобрении , которые стимулируют разложение углеводородов в техногрунтах. Внесенные в техногрунты минеральные азотные удобрения пока полностью не утилизируются.
В нефтезагрязненных почвах ухудшаются азотныи режим, уменьшается содержание подвижных форм азота, фосфора. Изменения, происходящие при нефтезагрязнении, в первую очередь, связаны с нарушением водно-воздушного режима в результате заполнения порового пространства нефтью, склеиванием структурных отдельностеи и образованием битум-нои коры. В результате первичные окислительные условия в почвах меняются на окислительно-восста-новительные и восстановительные.
Возникновение анаэробиозиса приво-дит к подавлению нитрификации и усилению аммонификации.
В то же время внесение умеренных доз азота может оказаться полезным в связи с заметным снижением нитрификационнои спо-собности загрязненнои почвы. Однако надо помнить, что практически во всех случаях внесение биогенных элементов в виде минеральных удобрении стимулирует разложение углеводо-родов в техногрунтах.
По нашим исследованиям самое высокое содержание гидролизуемого азота отмечено в профиле участка рекультивированного в 2014 г. (р-6), где оно варьировало от 39,2 до 50,4 мг/кг почвы. На это повлиял тяжелыи механическии состав почв. В данном случае при сильном засолении техногрунтов нефтепромысловыми сточными водами на фоне загрязнения нефтепродуктами происходит накоп-ление как аммиачного, так и нитратного азота. Поэтому этот показатель выше чем в целиннои почве, где содержание гидролизуемого азота составляет 36,4 мг/кг почв, но оно плавно снижается вглубь толщи техногрунта. Самыи низкии показатель отмечен на участке рекульти-вированном в 2011 году (р-5), где в корковом слое содержание гидроли-зуемого азота составляет 16,8 мг/кг почвы. В подкорковом слое снижается до 11,2 мг/кг, далее вглубь толщи техногрунта приходит к исходному показателю – 16,8 мг/кг. На это повлиял легкии механическии состав, а также весенне-осенние осадки, которые частично промывают легкогидролизуемыи азот вглубь толщи техногрунта. В данном случае содержание легкогидролизуемого азота по сравнению с целиннои почвои ниже (таблица). На техногрунте рекультивированном в 2012 году (р-3) содержание легкогидролизуемого
62
Рисунок 1 – Изменение содержания гидролизуемого азота в техногрунтах территории амбаров (в расчетных слоях)
азота в верхнем 0-22 см горизонте составляет 30,8 мг/кг почвы, но оно снижается вглубь толщи почв плавно до 19,6 мг/кг за счет подавления активности нитрифицирующих бак-терии . На этом участке относительно длительное загрязнение при сильном засолении повлияло на содержание подвижных форм азота. Наиболее стабильно содержание гидролизуемого азота на рекультивационном участке 2013 года (р-1), где оно варьирует от 22,4 до 28,0 мг/кг почвы, благодаря благоприятному физическому ус-ловию. Содержание гидролизуемого азота по расчетным слоям приведено в диаграммах (рисунок 1).
Содержание валового фосфора в техногрунтах территории амбаров. Среднее содержание фосфора в земнои коре составляет 0,093 %. По происхождению они бывают орга-нические и минеральные[6]. Запасы фосфора в почвах месторождении Караарна связаны с ее литологиеи . Почвообразующие породы образова-лись из различных морских, озерных и речных отложении , поэтому они имеют разные гранулометрические составы. Песок по своему составу состоит из силикатов: SiO2-96,66 % и 0,02-0,06 % Р2О5. Содержание фосфора зависит от степени дисперсности алевритов, мергелеи и глин. Различные формы
фосфатов связаны с грануло-метрическим составом горизонта почвы. В горизонтах почвы с одинаковым механическим составом они зависят от степени выветривания алюмосиликатов а также от степени кварцевания крупных частиц. Однако надо отметить что запасы фосфора зависят от коэфициента выветривания легких и тяжелых фракции ауто-генных, классических и эпигене-тических минералов, а содержание илистых частиц связано с ее гранулометрическим составом. Рас-сматривая содержание валового фосфора в техногрунтах территории амбаров установили, что количество валового фосфора возрастает с увеличением содержания органи-ческого углерода. Однако, прямои зависмости между содержанием органического углерода и валового фосфора в почве нет, как между азотом и гумусом. Разница в содержании валовои формы фосфора в почвах месторождения наблюдается при различии в их гранулометрическом составе и степени загрязнения нефтью (таблица).
Рассмотрим особенности в распределении валового фосфора в профиле техногрунта и целиннои бурои солончаковатои почвы. Если валовое содержание Р2О5 в верхнем
63
слое техногрунта принять за 100 % , то содержание его в нижележащих слоях снижается, но зависит от грануло-метрического состава.
Сравнение данных грануломет-рического состава техногрунтов и содержание в них фосфора показало, что на распределение фосфора по генетическим горизонтам профиля оказывает большое влияние их гранулометрическии состав. На техногрунтах легкого механического состава содержание валового фосфора вплоть до матиринскои породы остается мало измененным (Р-1). В более тяжелых техногрунтах отмечается большая аккумуляция его в гумусовом горизонте.
На почвах с перемеживающимся механическим составом наблюдается изменение содержания валового фосфора по профилю почв в зависимости от механического состава горизонта (Р-5), так как глубина проникновения нефти определяется механическим составом. В почвах легкого механического состава нефть просачивается на большую глубину.
Содержание валовои формы фосфора показывает лишь общие запасы в техногрунте этого элемента и не служит показателем обес-печенности доступными для растении фосфатами. Рассмотрение тенденции изменения валовои формы фосфора в техногрунтах территории амбаров показало, что его запасы выше по сравнению с целиннои бурои солончаковатои почве.
При обогащении техногрунта нефтью и продуктами ее распада запасы валовых форм азота и фосфора увеличиваются за счет связывания отдельными компонентами нефти минеральных соединении азота и фосфора. На техногрунтах территории амбаров изменение содержания под-вижного фосфора происходит в зависимости от степени засоления, нефтезагрязнения и литологии. Некоторая
корреляционная связь в горизонтах техногрунта между литологиеи и содержанием подвижного фосфора отмечается в разрезе (Р-3). Содержание подвижного фосфора изменяется по профилю техногрунта (таблица). Происходит снижение концентрации подвижного фосфора в нижних горизонтах, по сравнению с целинными почвами естественного состояния.
Особенно это отмечается в сильно нефтезагрязненных техно-грунтах. Уменьшение содержания подвижного фосфора можно объяснить высоким соотношением С:N в результате загрязнения техногрунта нефтью. Это интерпретируется тем, что микроорганизмы, разлагающие углево-дород будут иммобилизовать неорганическии фосфор в почве, приводя к уменьшению количества экстрагируемого фосфора в техно-грунтах. Кроме того, содержание подвижного фосфора при нефте-загрязнении уменьшается за счет связывания некоторои части раство-римых соединении фосфора компонен-тами нефти, богатыми реактивными функциональными группами.
Немаловажную роль играет также засоление техногрунта. В засоленных техногрунтах в афитогенных условиях при возрастании засоления происходит переход подвижных форм фосфора в неподвижные. В карбонатных техно-грунтах территории амбаров под-вижные формы фосфора в щелочнои среде обволакиваются тонкои пленкои карбонатов и переходят в валовую форму. При возрастании содержания валового фосфора, содержание подвижных форм снижается. Этот процесс осуществляется при испа-рительном режиме. Содержание подвижного фосфора не зависит от сроков проведения рекультивацион-ных работ. Содержание подвижного фосфора по расчетным слоям приведены на диаграммах (рисунок 2).
64
Рисунок 2 - Изменения содержания подвижного фосфора в техногрунтах территории амбаров (в расчетных слоях)
Изменение содержания калия в техногрунтах опытных участков. Содержание валового калия в почвах находится в составе труднораст-воримых аллюмо-силикатных мине-ралов.
В процессе нарушения почвен-ного покрова в техногрунтах месторождении изменяется структура и состав почвенного поглощающего комплекса, что отражается на калии ном режиме и связано с низким содержанием глинистых минералов.
Вместе с тем, опираясь на исследования В.У. Пчелкина [7] можно предположить, что в субстрате обогащенном мелиорантами акти-визируются процесса выветривания калии содержащих минералов. При этом идет два противоположных процессов – выветривания с освобождением калия и сорбция с обменным или необменным поглощением этого элемента. Разбалансированность по этои или инои причине этого явления может привести к некоторому накоплению обменного калия.
Анализ содержания валового калия показывает, что в ходе трансформации его содержание по сравнению с целиннои почвои увеличивается и зависит от степени загрязнения (таблица). В связи с засолением морских отложении и
воздеи ствием высокоминерализо-ванных пластовых вод с их реагентами происходит поступление в техногрунт агрессивных растворов. Ее деи ствие сводится к растворению почвенных карбонатов, валовых форм азота, фосфора и калия которые приводят к сильному засолению, изменению реакции среды. В результате чего изменяется активность и подвижность некоторых элементов, увеличивается токсичность техногрунта. В связи с возрастанием засоленности тех-ногрунта возрастает содержание обменного калия. Наибольшее содер-жание подвижного калия сосре-доточено в корочках (таблица). Здесь водорастворимые соли на поверхности техногрунта испаряются. С испарением концентрированных водорастворимых солеи на поверхности техногрунта накапливается множество солеи .
Содержание подвижного калия возрастает вглубь толщи техногрунта. Дело в том, что в процессе проведения цеолитно-микробиологического метода рекультивации возникает вертикальная (глубинная) анизотро-пия в функционировании, в составе и структуры почвогрунта. Происходит как бы отбор разных потоков веществ и организмов самои твердофазнои толще почвы и почвообразующеи породы. В результате на разных глубинах профиля техногрунта
65
происходят разные условия почвообразования и выветривания, которые создают разные комбинации условии тепла, влаги, обитающих организмов и т.д., что обеспечивает разное функционирование системы на разных глубинах, а при большои длительности такого функциониро-вания и происходит обособление состава и структуры твердои фазы.
Надо отметить, что между содержанием солеи в техногрунтах и подвижнои формои калия существует корреляционная связь. Содержание
подвижных форм калия в техногрунтах выше, чем в незагрязненных целинных почвах.
Содержание обменного калия выше на участках с тяжелым механическим составом. Незначи-тельные изменения подвижного калия по профилю почвы связаны с разными комбинационными условиями тепла, влаги, обитающих микроорганизмов, рН среды, а также структуры твердои фазы. Содержание обменного калия по расчетным слоям приведено в диаграммах (рисунок 3).
Рисунок 3 – Изменения содержания обменныи формы калия в техногрунтах территории амбаров
На рекультивационном участке 2011 года (р-3) в верхнем тяжело-суглинистом горизонте содер-жание обменного калия составил 440 мг/кг почвы. В связи с изменением механического состава техногрунта с глубинои почвенного профиля оно снизилось до 402,66 мг/кг почвы. Далее вглубь толщи техногрунта содержание обменного калия снижается до 365,6 мг/кг почвы. В данном случае ведущим фактором являются засоленность почв и ее механическии состав. В процессе аэрации происходят физические и химические выветривания при которых освобождаются элементы
калия. Содержание обменного калия выше в верхнем слое техногрунта, так как условия для выветривания здесь сложилось более благоприятно по сравнению с нижележащими горизонтами.
На техногрунтах рекультива-ционного участка 2011 года содержание обменного калия сни-жается вглубь толщи техногрунта. Однои из причин возникновения глубиннои составляющеи анизотропии в функционировании, состава и структуры техногрунта является разная глубина проникновения разных факторов в толщу техногрунта. В результате на разных глубинах зоны
66
почвообразования и выветривания возникают разные комбинации условии тепла, влаги, обитающих микроорганизмов, рН среды, засо-ленности и т.д., что и обеспечивает разное функционирование системы на разных глубинах, а при большои длительности такого функциониро-вания и обособления состава и структуры твердои фазы. При этом происходит переслаивание почвенного горизонта.
На тяжелых техногрунтах рекультивационного участка 2014 года (р-6) содержание обменного калия выше чем в техногрунтах остальных участков. В данном случае содержание обменного калия возрастает с глубинои толщи техногрунта и зависит от засоленности техногрунта. В верхних слоях содержание обменного калия составляет 530 мг/кг почвы, а с глубинои толщи техногрунта возрастает до 587 мг/кг почвы. Здесь главным агентом являются различные органические и минеральные кислоты. Важным агентом разрушения минералов литосферы являются также продукты жизнедеятельности (мета-болизма), обитающих в почве микроорганизмов-ферментов и микробных слизеи .
ВЫВОДЫ В процессе проведения цеолитно-
микробиологического метода рекуль-тивации возникает вертикальная (глубинная) анизотропия в функ-ционировании, составе и структуре
почвогрунта. Происходит как бы отбор разных потоков веществ и организмов самои твердофазнои толщеи почвы и почвообразующеи породы. В результате на разных глубинах профиля техногрунта происходят разные условия почвообразования и выветривания, которые создают разные комбинации условии тепла, влаги, обитающих организмов и т.д., что и обеспечивает разное функционирование системы на разных глубинах, а при большои длительности такого функционирования и обо-собления составе и структуры твердои фазы.
При сильном засолении тех-ногрунтов нефтепромысловыми сточными водами на фоне загрязнения нефтепродуктами происходит накоп-ление как аммиачного, так и нитратного азота.
В нефтезагрязненных техно-грунтах ухудшаются азотныи режим, уменьшаются содержание подвижных форм азота, фосфора за счет свя-зывания некоторои части растворимых соединении азота и фосфора компонентами нефти, богатыми функциональными группами.
При обогащении техногрунта нефтью и продуктами ее распада в техногрунтах территории амбаров возрастают запасы валовых форм азота и фосфора.
Содержания валового и подвижного калия возрастают в зависимости от степени загрязнения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 ГОСТ 7.32-2001. Определение экологического состояния нарушенных и загрязненных почв. – 2001. – 11 с.
2 Методические рекомендации по выявлению деградированных и загрязненных земель. – М.: Минприроды РФ, Роскомзем, 1995. – 19 с.
3 Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. – М.: МГУ, 1970. – 482 с.
4 Yakucs L. Questions of the oil-contamination of soil-water and agricultural soils in the Southern part of the Hungarian Basin-Acta. geogr. Szeged. - 1975. – V. 15, №1. - P. 179.
67
5 Хазиев Ф.Х., Фахтиев Ф.Ф. Изменение биохимических процессов в почвах при нефтяном загрязнении и активации разложения нефти // Агрохимия №10. -1981, 102-111 с.
6 Гиязов М.Ю. Изменение некоторых агрохимических свои ств выщелочного чернозема при загрязнении его нефтью // Агрохимия - №12. 1980 год. С. 72-75.
7 Пчелкин В.У. Почвенныи калии и калии ные удобрения – Москва. Колос, 1966 – 336 с.
REFERENCES
1 GOST 7.32-2001. Opredeleniye ekologicheskogo sostoyaniya narushennykh i zagryaznennykh pochv. – 2001. – 11 s.
2 Metodicheskiye rekomendatsii po vyyavleniyu degradirovannykh i zagryaznen-nykh zemel. – M.: Minprirody RF, Roskomzem, 1995. – 19 s.
3 Arinushkina Ye.V. Rukovodstvo po khimicheskomu analizu pochv. – M.: MGU, 1970. – 482 s.
4 Yakucs L. Questions of the oil-contamination of soil-water and agricultural soils in the Southern part of the Hungarian Basin-Acta. geogr. Szeged. - 1975. – V. 15, №1. - P. 179.
5 Khaziyev F.Kh., Fakhtiyev F.F. Izmeneniye biokhimicheskikh protsessov v poch-vakh pri neftyanom zagryaznenii i aktivatsii razlozheniya nefti // Agrokhimiya №10. -1981, 102-111 s.
6 Giyazov M.Yu. Izmeneniye nekotorykh agrokhimicheskikh svoystv vyshche-lochnogo chernozema pri zagryaznenii ego neftyu // Agrokhimiya - №12. 1980 god. S. 72-75.
7 Pchelkin V.U. Pochvenny kaly i kalynye udobreniya – Moskva. Kolos, 1966 – 336 s.
ТҮИ ІН
Досбергенов С.Н., Маликов М.А.
ҚАРААРНА МҰНАИ КЕН ОРЫНДАРЫНДАҒЫ АМБАРЛАР АУМАҒЫНЫҢ ТЕХНОГРУНТТАРЫНДАҒЫ ҚОРЕКТІК ЭЛЕМЕНТТЕР
Ө.О. Оспанов атындагы Қазақ топырақтану және агрохимия ғылыми-зерттеу институты, 050060, Алматы, әл-Фараби даңғылы, 75 В. Қазақстан
Мақалада цеолитті-микробиологиялық әдістің қоректік элементтердің мөлшеріне тигізетін әсері келтірілген. Жылжымалы элементтердің мөлшері топырақ қабатының тұздылығына, мұнаи мен ластану мөлшеріне, сонымен қатар рекультивациялық жұмыстың жүргізілу мерзіміне баи ланысты.
Түйінді сөздер: техногрунт, амбар, цеолит, микробиология, рекультивация, жалпы және жылжымалы қоректік элеменнтер.
SUMMARY
Dosbergenov S.N., Malikov M.A.
NUTRITIOUS ELEMENTS IN TECHNOGROUNDS OF BARNS TERRITORIES OF KARAARNA DEPOSITS
Kazakh Research Institute of Soil Science and Agricultural Chemistry after U.U. Uspanov, 050060 Almaty, 75 V al-Farabi avenue, Kazakhstan
The results of the field expeditionary works, directed on the study of influence new zeo-lite-microbiological method on maintenance of nutritious elements in technoground are result-ed in the article.
Key words: technoground, zeolite-microbiological method, recultivation, total and mobile ele-
ments of nutrition.
68
МИКРОМОРФОЛОГИЯ ПОЧВ
УДК 631.4
Токсеитова Г.А.
МИКРОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЧВ ЗАПАДНОГО ТЯНЬ-ШАНЯ
Казахский научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии им. У.У. Успанова,050060, Алматы, пр. аль-Фараби, 75в, Казахстан,
e-mail: [email protected]
Аннотация. В статье описаны особенности микростроения высокогорных горно-луговых субальпии ских, лугово-степных и горнолесных темно-коричневых почв. Показано, что для горно-луговых субальпии ских и лугово-степных почв характерны замедленныи процесс гумусообразования, развитие гумуса в форме «модер», ограниченное участие почвеннои мезофауны в разложении растительных остатков, образование агрегатов за счет физико-химических свои ств глинистых частиц и органоминеральных соединении . Установлено, что горнолесные темно-коричневые почвы, формирующиеся в среднегорье характеризуются высокои активностью мезофауны, содержанием агрегатов-копролитов, накоплением гумуса в форме леснои мулль, оглиненностью горизонта В2 и наличием карбонатов.
Ключевые слова: агрегаты, растительные остатки, микроформы гумуса, глинистые
кутаны, карбонаты.
ВВЕДЕНИЕ
Западныи Тянь-Шань представля-ет собои широко разветвленную систе-му горных цепеи и хребтов, располо-женных главным образом на террито-рии Кыргызстана частично Казахстана и Узбекистана. Западныи Тянь-Шань в пределах Казахстана начинается к югу от Кыргызского хребта, за Таласскои долинои .
Западно-Тянь-Шаньскии регион имеет сложную структуру природнои зональности. Это связано с внутрикон-тинентальным расположением регио-на, наличием крупных горных масси-вов, оказывающих большое влияние на местныи климат. Здесь проходит круп-ныи биоклиматическии барьер между суббореальным и сухим субтропиче-ским климатическими поясами [1].
Изучение Западного Тянь-Шаня началось в конце XIX века. В начале XX века в горах начали регулярно рабо-тать геологи, ботаники, зоологи, гидро-логи. Появились работы по почвенным исследованиям. В рассматриваемыи период географами и почвоведами бы-ла показана зависимость почв от фак-торов почвообразования, особенно от
горных пород, рельефа и климата, в пределах высоких гор Западного Тянь-Шаня были выделены горно-луговые почвы, которые позже были разделены на две подзоны: альпии скую и субаль-пии скую. Во второи половине прошло-го века почвы Западного Тянь-Шаня стали интенсивно изучаться учеными из Кыргыстана, Узбекистана и Казах-стана. Так, учеными Института почво-ведения КазССР в результате почвен-ных исследовании установлено, что в высокогорье Западного Тянь-Шаня преобладают горные лугово-степные альпии ские и субальпии ские почвы, которые можно рассматривать зональ-ными подтипами высокогорных лугово-степных почв. Ими выявлено заметное распространение также горностепных альпии ских и субальпии ских почв (высокогорные степные), показано, что наименьшее распространение имеют горно-луговые гидроморфные альпии -ские и субальпии ские почвы [2]. Даль-неи шие исследования горных террито-рии позволили более детально изучить почвенныи покров, выявить степень деградации почв и др. К настоящему времени сотрудниками отдела генези-
69
са, географии и оценки почв Казахского научно-исследовательского института почвоведения и агрохимии им. У.У. Успа-нова собран достаточно богатыи науч-ныи материал, опубликовано немало научных статеи по почвам Казахстан-скои части Западного Тянь-Шаня и др. К сожалению статеи по микроморфоло-гии горных почв Западного Тянь-Шаня очень мало [3-6].
В даннои статье представлены результаты микроморфологических исследовании высокогорных горно-луговых субальпии ских, лугово-степных и горнолесных темно-коричневых почв Западного Тянь-Шаня, полученных при выполнении проекта: «Закономерности формирова-ния и картографирование почв Южного Казахстана», 2009-2011 гг.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Объектом микроморфологиче-ских исследовании являются горно-луговые субальпии ские почвы, формирующиеся на склонах северных экспозиции в интервале высот от 2300 до 2800 м н.у.м., высокогорные лугово-степные почвы, распространенные на крутых южных и юго-западных склонах (2500-2600 м н.у.м.) и горнолесные темно-коричневые почвы, занимающие склоны северных экспозиции на 1860-2300 м н.у.м. горнои системы Западного Тянь-Шаня [1].
Изучение микростроения почв проводилось в шлифах ненарушенного строения отобранных традиционным способом из генетических горизонтов. Почвенные шлифы изготовлены по ме-тодике Э.Ф. Мочаловои [7]. Описание почв - по руководству Е.И. Парфеновои и Е.А. Яриловои [8].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Горно-луговая субальпийская дер-новая мощная почва (разрез WT 09)
Микроморфологически поверх-ностныи горизонт А1д (0-5 см) пори-стыи , серои окраски, состоит из про-стых агрегатов листовиднои формы,
крупных размеров, занимающих про-странство между многочисленными растительными остатками. Среди рас-тительных остатков преобладают све-жие и полуразложившиеся формы. Внутри и/или вокруг растительных остатков с признаками преобразования в органические соединения, видны пло-довые тела и гифы грибов, колонии и споры бактерии , а также экскременты клещеи .
Собственно гумус представлен сгустковои , хлопьевиднои и темноокра-шеннои непрозрачнои дисперснои мик-роформами. Развитие сгустковои и хло-пьевиднои микроформ происходит по растительным остаткам. Примером об-разования этих форм гумуса могут слу-жить буроокрашенные сгустки внутри отдельных растительных остатков, представляющие собои мягкие ткани. Непрозрачныи темноокрашенныи дис-персныи гумус сосредоточен в агрега-тах и является составнои частью плаз-мы. Глинистая основа почвы слабо оп-тически ориентирована и представлена хаотично расположенными чешуи ками мелких размеров, что, вероятно, связа-но с быстрым промерзанием почвы в условиях высокогорья и интенсивнои миграции влаги при оттаивании.
Горизонт АВ (5-18 см) пористыи , имеет коричневыи цвет, агрегаты рас-положены рыхло относительно друг друга. Отмечается довольно большое количество растительных остатков в разнои степени трансформации, встре-чаются обугленные формы. Горизонт хорошо прокрашен сгустковои и темно-окрашеннои микроформами, хлопье-видного гумуса меньше. Тонкодисперс-ная глина без признаков подвижности, слабо оптически ориентирована, гли-нистые частицы имеют уже форму крупных чешуек. Из новообразовании присутствуют рыхлые скопления со-единении железа.
Горизонте В1 (18-40 см) отличает-ся более плотным микросложением,
70
светло-коричневои окраскои и умень-шением содержания растительных остатков, среди которых преобладают сильно разложенные формы с явными признаками преобразования их в орга-нические соединения в виде буроокра-шенных сгустков. Содержание гумуса уменьшилось по сравнению с вышеле-жащими горизонтами. Глинистыи ма-териал в основном имеет чешуи чатую оптическую ориентировку, но в отдель-ных микроучастках заметно появление оптически ориентированнои глины в виде мелких тонких волокон.
Заметно некоторое увеличение скоплении железистых новообразова-нии .
Горизонт В2 (40-50 см) характери-зуется наличием слабо связанных агре-гатов, резким уменьшением раститель-ных остатков и гумуса, некоторым накоплением глинистого вещества. О подвижности глины (тонкодисперсных глинистых частиц) можно судить по появлению струи чатои оптическои ориентировки в агрегатах, однородных и слоистых натеков в порах, а также кутан на стенках пор.
Появление струи чатои оптически ориентированнои глины, вероятно, яв-ляется признаком локального смеще-ния глинистых частиц в пределах гори-зонта под влиянием сезонного пере-увлажнения. Заполнение натеками пор, по-видимому, связано с сезоннои сме-нои промерзания и оттаивания, интен-сивнои миграции влаги с поверхности почвы, а также, возможно, обусловлено давлением кристаллов льда при оттаи-вании горизонтов.
Часть натеков как однородных, так и слоистых обладает относительно низким двупреломлением, связанным с содержанием в глинистом материале, пылеватых частиц и/или железистых соединении . По мнению А.А.Соколова [11] образование слоистых глинистых натеков связано с таянием мощного снежного покрова, при котором проис-
ходит обильное просачивание воды че-рез почвенную толщу. Тем самым со-здаются условия для переноса в ниж-ние горизонты глинистого вещества.
Наличие глинистых кутан на стенках пор иногда с примесями желе-зистых соединении может быть резуль-татом как локальнои подвижности гли-нистых частиц в пределах горизонта, так и продуктом выветривания первич-ных минералов, т.е. образоваться in situ.
Переходныи горизонт ВС (52- 80 см) светло-коричневои окраски со-стоит из агрегатов почвенного и пород-ного происхождения, отличается от вы-шележащих горизонтов более плотным микросложением из-за плотного при-легания агрегатов, малым количеством растительных остатков и фрагментар-ным присутствием гумуса. Тонкодис-персная глинистая часть без признаков подвижности и представлена крупны-ми чешуи ками. На стенках пор и вокруг минеральных зерен видны глинистые кутаны, вероятно, образованные в ре-зультате выветривания первичных ми-нералов.
Почвообразующая порода СД (80-100 см) представлена суглинком буро-вато-желтого цвета, с большим содер-жанием обломков породы и отдельных минералов с ярко выраженными при-знаками выветривания.
Высокогорная лугово-степная дер-новая выщелоченная почва (разрез WT 08)
Описание микростроения высоко-горнои лугово-степнои почвы показа-ло, что в горизонте А1 д (0-10 см) поч-венная масса имеет серую окраску и агрегирована в простые агрегаты округлои формы. Горизонт характери-зуется содержанием большого количе-ства растительных остатков, представ-ленных свежими корешками и слабо трансформированными растительны-ми остатками. Встречаются углеподоб-ные остатки растительнои ткани. Сре-ди растительных остатков видны гифы грибов. Гумус представлен сгустковои
71
и темно-бурои микроформами. Тонко-дисперсныи глинистыи материал без признаков подвижности и обладает че-шуи чатои оптическои ориентировкои .
В горизонте АВ (10-30 см) цвет почвы серовато-коричневыи , крупные простые агрегаты расположены рыхло относительно друг другу, создавая хо-рошую межагрегатную порозность. Со-держание растительных остатков оста-ется достаточно высоким, появляются побуревшие и измельченные формы с признаками поедания их почвенными клещами, о чем свидетельствуют скоп-ления экскрементов, сосредоточенных внутри растительных остатков или ря-дом с ними.
Переходныи гумусовыи горизонт В1 (30-45 см) отличается уменьшением размера агрегатов, слабо связанных между собои . Наблюдается резкое уменьшение растительных остатков, среди которых преобладают сильноиз-мененные (гумифицированные) формы с ярко выраженными признаками обра-зования органического материала в виде сгустков ярко бурого цвета.
В переходном горизонте ВС (45-65 см) резко изменяется окраска, кото-рая становится желтовато-светло-бурои , связаннои с уменьшением со-держания гумуса. Агрегаты же – непра-вильнои формы достаточно крупных размеров. Растительные остатки встре-чаются в единичных экземплярах. Наблюдается повышенное содержание глины связанное с накоплением ее в виде тонких натеков в основе и/или в трещинах, а также пленок на стенках пустот и поверхности первичных мине-ралов. Накопление глинистого матери-ала связано с глубоким распадом пер-вичных минералов в результате внут-рипочвенного выветривания in situ. И, по-видимому, является признаком оглинения.
В почвообразующеи породе (СД 65-100 см) мелкозем занимает про-странство между мелкими обломками
гранита (минералы относятся к песча-ным фракциям) и слабо оструктурен. Гранит полностью выветрелыи до со-стояния песка.
Горнолесная темно-коричневая выщелоченная почва (разрез WT 02)
Микроморфология поверхностно-го горизонта Ад (0-12 см) показала вы-сокую пористость и наличие агрегатов двух типов: агрегаты-копролиты (выбросы дождевых червеи ) и есте-ственные (почвенные) агрегаты. Ко-пролиты дождевых червеи имеют про-стое и сложное строение, округлои или слегка вытянутои формы. В составе от-дельных копролитов видны обрывки свежих или полуразложившихся расти-тельных остатков. Почвенные агрегаты присутствуют в виде обособленных ко-мочков округлои и неправильнои фор-мы, состоящих из связанных между со-бои органоминеральных соединении . В горизонте содержатся многочисленные свежие и слаборазложившиеся расти-тельные остатки. В биогенных порах, содержащих растительные остатки, видны экскременты личинок двукры-лых в виде комочков неправильнои и удлиненнои формы и/или скопления выбросов почвенных клещеи бурои окраски, расположенных внутри или рядом с поедаемыми ими растительны-ми тканями, что указывает на актив-ную деятельность почвеннои мезофау-ны. Кроме того, в разложении расти-тельных остатков высока роль грибов и бактерии . Среди слабо трансформи-рованных корешкови мягких тканеи хорошо видны переплетающиеся тон-кие прозрачно-бурые гифы грибов, ко-торые сплетают и пронизывают их. Ко-лонии и споры бактерии расположены внутри мягких растительных тканеи .
Содержание гумуса достаточно высокое. Он присутствует в виде буро-окрашеннои сгустковои и хлопьевид-нои , темноокрашеннои микроформ и гумонов. В целом гумус характеризует-ся как леснои мулль, о чем свидетель-
72
ствует отсутствие изотропных глини-сто-гумусовых образовании .
Глинистая часть почвы скоагули-рована, без признаков подвижности.
В горизонте А1 (12-30 см) микро-морфологическая картина такая же как и в выше расположенном горизонте. Отличие заключается в том, что в ниж-неи части горизонта появляются ко-пролиты с неоднороднои окраскои , наблюдается наличие темных и светло-бурых зон, т.е. копролиты состоят из почвенного материала разных гори-зонтов. Отмечается увеличение микро-участков, образованных из почвенных агрегатов, среди которых встречаются и сложные. Содержание растительных остатков остается довольно высоким, но с преобладанием трансформирован-ных микроформ. Гифов грибов и спор бактерии в поле шлифа не видно.
Переходныи гумусовыи горизонт В1 30-50 см образован агрегатами поч-венного происхождения. Копролиты находятся в основном в порах-ходах и сферических камерах, имеют остро-угольные очертания, часто представля-ют собои смесь почвенного материала из различных генетических горизон-тов, что придает почве неоднородность окраски.
Растительные остатки представ-лены разложившимися формами, внут-ри и вокруг которых видны экскремен-ты почвенных клещеи на разнои ста-дии старения. Почвенная масса вблизи таких сильно разложившихся расти-тельных остатков пропитана бурым органическим веществом коллоидного типа.
Горизонт В2 (50-75 см) характери-зуется светло-бурои окраскои , из-за уменьшения содержания гумуса. Агре-гаты простого строения. Скопления копролитов дождевых червеи сосредо-точены в порах-камерах ив вертикаль-ных порах-ходах. Растительные остат-ки в малых количествах. В основном сильноизмененные формы в виде тем-
но-бурои аморфнои массы (гумифированные), иногда оглинен-ные. Встречаются углеподобные мик-роформы, которые имеют вид, как бы полностью обугленных непрозрачных тканеи интенсивно черного цвета. У одних сохранился каркас из стенок уже ничем не заполненных клеток, другие так сильно видоизменены, что из кле-ток остались только мелкие отверстия в плотнои чернои массе. Разложение таких растительных остатков, вероят-но, происходило в условиях повышен-ного увлажнения при нехватке кисло-рода.
Наблюдается накопление высоко-дисперснои глины, что проявляется в заметном уплотнении микросложения и уменьшения видимых пор и пустот, а также появлении узких трещин. Опти-чески ориентированная глина имеет спутано-тонковолокнистое строение, что является признаком отсутствия подвижности. Но в отдельных участках на стенках пор видны глинистые кута-ны, а внутри трещинок – натеки, что объясняется подвижностью тонкодис-персного глинистого материала, кото-рое осуществляется главным образом по мелким порам. Редко в составе гли-ны видны плотные частицы темного цвета, возможно, точечныи гумус. Оглиненность горизонта, по-видимому, определяется двумя одновременными процессами. Во-первых, оно связано с выветриванием первичных минералов и, во-вторых, процессом лессиважа.
Переходныи горизонт ВС (73- 106 см) отличается наличием простых агрегатов двух типов: первые образо-ваны из почвенного материала; вто-рые – породного происхождения. Со-хранились редкие сильноразложивши-еся растительные остатки, глинистая часть без признаков подвижности.
Появились карбонатные новооб-разования в местах наиболее интенсив-ного испарения почвенных растворов, и представлены мелкозернистым каль-
73
цитом. Карбонатные выделения в виде конкреции , выцветов и трубочек. Кон-креции полностью заполняют мелкие поры, принимая их форму. Выцветы в виде крупных пятен неправильнои формы и разнои степени интенсивно-сти, приурочены к крупным проводя-щим влагу порам, ходам корнеи и дру-гим пустотам. Карбонатные трубочки или столбики сосредоточены в верти-кальных порах.
Почвообразующая порода (Ск1 106-120 см) характеризуется относительно простым и однородным строением мелкозема и хорошеи пористостью. Карбонатно-глинистая масса агрегиро-вана в мелкие агрегаты, среди которых обособляются глинисто-карбонатные ооиды. Плотные карбонатные образо-вания представлены конкрециями, вы-цветами в микроучастках, прилегаю-щих к пустотам. Встречается обломоч-ныи кальцит.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Высокогорные горно-луговые субальпии ские и лугово-степные поч-вы характеризуются замедленным про-цессом гумусообразования, связанным с особенностями формирования их в высокогорных условиях, наличием хло-пьевидного и сгусткового гумуса, сви-детельствующих о развитии органиче-ского вещества по растительным остат-
кам, и в разложении, которых играют основную роль грибы и бактерии, накоплением гумуса типа «модер» и отсутствием связеи между органиче-скои и минеральнои составляющеи почвы. Образование агрегатов идет за счет физико-химических свои ств гли-нистых частиц и органоминеральных соединении . Непосредственному пре-вращению органических остатков в гу-мусовые способствует то, что значи-тельную часть остатков составляют мягкие, легко разлагающиеся ткани травянистои растительности, этот про-цесс идет с очень ограниченным уча-стием почвеннои мезофауны.
В среднегорье формируются гор-нолесные темно-коричневые почвы с высокои активностью почвеннои мезо-фауны, и в первую очередь дождевых червеи , которые в значительнои степе-ни перерабатывают почвенную массу, тем самым образуя копрогенную струк-туру. Накопление гумуса происходит в форме «леснои мулль», характерными признаками которого является высо-кое участие в его составе продуктов жизнедеятельности разных видов ме-зофауны, наличием анизотропно-гумусовых образовании , оглиненно-стью горизонта В2 в результате внутри-почвенного выветривания insituи наличием карбонатного горизонта.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Закономерности формирования и картографирование почв Южного Ка-захстана:отчет о НИР (промежуточныи ) / ТОО «КазНИИ почвоведения и агрохи-мии им. У.У. Успанова»: рук Сапаров А.С.; исполн.: Пачикин К.М., Ерохина О.Г., Ток-сеитова Г.А., Алтынбекова Н.А. и др. – Алматы, 2009. – 51с. – ГР 0106РК00181. – Инв. № 0209РК01094.
2 Почвы Казахскои ССР. Вып. 12. Чимкентская область. – Алма-Ата: Наука, 1969. –410 с.
3 Ассинг И.А., Полузеров Н.А. Почвенно-геохимические исследования в Ка-захстанскои части Тянь-Шаня. – Алма-Ата: Изд-во «Наука» Казахскои ССР,1973. –132 с.
4 Токсеитова Г.А. Генетические особенности почв Заилии ского Алатау на микроуровне /Международная научная конференция Стратегия научного обес-печения АПК в отраслях земледелия, растениеводства и садоводства: реальность и перспектива. Книга 2. – Алматы: Изд-во «Агроуниверситет», 2004. – С.116-118.
74
5 Токсеитова Г.А. Микроморфологические особенности горно-луговых аль-пии ских и субальпии ских почв Заилии ского Алатау // Почвоведение и агрохимия. – 2009. – № 2. – С. 5-9.
6 Токсеитова Г.А. Особенности микростроения горнолесных почв Заилии -ского Алатау // Почвоведение и агрохимия. – 2012. – № 2.– С. 30-37.
7 Мочалова Э.Ф. Изготовление шлифов с ненарушенным строением // Поч-воведение. – 1958. – № 10. – С.118-123.
8 Парфенова Е.И., Ярилова Е.А. Руководство к микроморфологическим ис-следованиям в почвоведении. – М.: Изд-во «Наука», 1977. – 197 с.
9. Кононова М.М. Органическое вещество почвы. Его природа, свои ства и ме-тоды. – М.: Изд-во АН СССР, 1963. – 314 с.
10 Ромашкевич А.И., Герасимова М.И. Микроморфология и диагностика поч-вообразования. – М.: Изд-во «Наука». – 1982. – С.125.
11 Соколов А.А Общие особенности почвообразования и почв Восточного Казахстана. – Алма-Ата, 1977. – 232 с.
REFERENCES
1 Zakonomernosti formirovaniya i kartografirovaniye pochv Yuzhnogo Kazakhsta-na:otchet o NIR (promezhutochny) / TOO «KazNII pochvovedeniya i agrokhimii im. U.U. Uspanova»: ruk Saparov A.S.; ispoln.: Pachikin K.M., Yerokhina O.G., Tokseitova G.A., Altynbekova N.A. i dr. – Almaty, 2009. – 51s. – GR 0106RK00181. – Inv. № 0209RK01094.
2 Pochvy Kazakhskoy SSR. Vyp. 12. Chimkentskaya oblast. – Alma-Ata: Nauka, 1969. –410 s.
3 Assing I.A., Poluzerov N.A. Pochvenno-geokhimicheskiye issledovaniya v Kazakh-stanskoy chasti Tyan-Shanya. – Alma-Ata: Izd-vo «Nauka» Kazakhskoy SSR,1973. –132 s.
4 Tokseitova G.A. Geneticheskiye osobennosti pochv Zailyskogo Alatau na mikrourovne /Mezhdunarodnaya nauchnaya konferentsiya Strategiya nauchnogo obespecheniya APK v otraslyakh zemledeliya, rasteniyevodstva i sadovodstva: realnost i perspektiva. Kniga 2. – Almaty: Izd-vo «Agrouniversitet», 2004. – S.116-118.
5 Tokseitova G.A. Mikromorfologicheskiye osobennosti gorno-lugovykh alpyskikh i subalpyskikh pochv Zailyskogo Alatau // Pochvovedeniye i agrokhimiya. – 2009. – № 2. – S. 5-9.
6 Tokseitova G.A. Osobennosti mikrostroyeniya gornolesnykh pochv Zailyskogo Alatau // Pochvovedeniye i agrokhimiya. – 2012. – № 2.– S.30-37.
7 Mochalova E.F. Izgotovleniye shlifov s nenarushennym stroyeniyem // Pochvovedeniye. – 1958. – № 10. – S.118-123.
8 Parfenova Ye.I., Yarilova Ye.A. Rukovodstvo k mikromorfologicheskim issledo-vaniyam v pochvovedenii. – M.: Izd-vo «Nauka», 1977. – 197 s.
9. Kononova M.M. Organicheskoye veshchestvo pochvy. Yego priroda, svoystva i metody. – M.: Izd-vo AN SSSR, 1963. – 314 s.
10 Romashkevich A.I., Gerasimova M.I. Mikromorfologiya i diagnostika pochvoobrazovaniya. – M.: Izd-vo «Nauka». – 1982. – S.125.
11 Sokolov A.A Obshchiye osobennosti pochvoobrazovaniya i pochv Vostochnogo Kazakhstana. – Alma-Ata, 1977. – 232 s.
75
ТҮИ ІН
Токсеитова Г.А.
БАТЫС ТЯНЬ-ШАНЬ ТОПЫРАҚТАРЫНЫҢ МИКРОМОРФОЛОГИЯЛЫҚ ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ
Ө.О. Оспанов атындағы Қазақ топырақтану және агрохимия ғылыми-зерттеу институты, 050060 Алматы, әл-Фараби даңғылы, 75 В, Қазақстан,
e-mail: [email protected]
Мақалада биік таулы субальпілік таулы-шалғынды, шалғынды-далалық және таулы-орманды қара қоңыр топырақтарының ерекшеліктері сипатталған. Субальпілік таулы-шалғынды және шалғынды-далалы топырақтарға келесідеи белгілер тән: гумус түзілу үрдісі өте жаи жүреді, гумус дамуы «модер» формасында жүзеге асырылады, мұндағы топырақ мезофаунасы өсімдіктекті қалдықтардың ыдырауына белсенді қатыспаи ды, агрегаттардың түзілуі балшықты бөлшектердің және органо-минералдық баи ланыстардың физико-химиялық қасиеттері арқылы жүзеге асырылады. Ал орта таулы жерлерде түзілетін таулы-орманды қара қоңыр түсті топырақтарға келесідеи сипаттамалар тән: мезофаунаның жоғарғы белсенділігі, оның құрамында агрегат-капролиттердің болуы, орманды мулль түрінде гумустың жинақталуы, В2 қабатының балшықтануы және карбонаттардың болуы.
Түйінді сөздер: агрегаттар, өсімдіктекті қаллдықтар, гумус микроформасы, балшықты кутандар, карбонаттар.
SUMMARY
Tokseitova G.A.
MICROMORPHOLOGICAL FEATURES OF SOILS OF WEST TIEN SHAN
Kazakh Research Institute of Soil Science and Agrochemistry after U.U. Uspanov, 050060 Almaty, 75 V al-Farabi avenue, Kazakhstan,
e-mail: [email protected]
The features of the microstructure of high-mountain, mountain meadow subalpine, meadow-steppe and mountain forest dark-brown soils were described. Meadow subalpine and meadow- steppe soils are characterized by a slow process of humification, the development of humus in the form of «moder»,by limited participant of soil mezofauna in decomposition of plant residues, the aggregates formed of due to the physico-chemical properties of clay particles and of organic compounds The mountain forest dark-brown soils formed in the midlands are characterized by high activity mezofauna, content - coprolites units , the accumulation of humus in the form of a «forest mull», clayey B2 horizon and the presence of carbonates.
Key words: aggregates, plant residues, humus microforms, clay coatings, carbonates.
76
МОЛОДЫЕ УЧЕНЫЕ
УДК 633.853.494:631.6 (574.51)
Рузукулова Н.А., Умбетов А.К., Талуенко З.Н., Утенбаева Г.А.
ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯРОВОГО РАПСА, ВОЗДЕЛЫВАЕМОГО НА ЗЕЛЕНЫЙ КОРМ В УСЛОВИЯХ ОРОШЕНИЯ ЮГО – ВОСТОКА КАЗАХСТАНА, В ЗАВИСИМОСТИ ОТ
МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ
Казахский национальный аграрный университет, 050010, Алматы, пр. Абая, 8, Казахстан, e-mail: [email protected]
Аннотация. В статье приведены данные результатов исследовании по изучению различных видов органических удобрении , биопрепарата МЭРС в сравнении с расчетны-ми нормами минеральных удобрении на продуктивность ярового рапса, возделываемого на зеленыи корм. Показано, что все виды удобрении и биопрепарат в различнои степени оказывают положительное влияние на динамику основных питательных элементов поч-вы, накопления сухои массы и элементов питания в растении и на величину урожая зеле-нои массы рапса.
Ключевые слова: минеральные и органические удобрения, биопрепарат, расчетная норма, питательные элементы, нитрификация, урожаи , сухая масса.
ВВЕДЕНИЕ
Для отрасли животноводства РК вопрос увеличения производства кор-мов и улучшения качества остаются одним из важных. Поэтому изыскание путеи удешевления кормов, увеличе-ния объемов их производства и улуч-шения качества весьма актуально и имеет большое научное и практическое значение [1]. Решая вопрос об увеличе-нии производства кормов следует од-новременно позаботиться о сохране-нии и расширенном воспроизводстве плодородия почвы.
В связи с этим чрезвычаи но важ-ным источником для получения кормо-вого белка является рапс. Рапс (Brassica napus L) – двухдольное растение семеи -ства крестоцветных, представленныи яровыми и озимыми формами.
По пищевым и кормовым досто-инствам рапс превосходит многие сель-скохозяи ственные культуры. По кон-центрации обменнои энергии он пре-восходит злаковые культуры (овес, яч-мень) в 1,7-2,0 раза, бобовые (горох, соя) - в 1,3-1,7 раза [2-4].
Рапс также имеет важное значе-ние как предшественник – корневая система его обеспечивает рыхление почвы, предотвращая минерализацию и вымывание азота.
Из вышеизложенного вытекает актуальность и необходимость прове-дения комплексных исследовании по разработке и усовершенствованию си-стем удобрении кормовых культур, в частности рапса, способствующих по-вышению их урожаи ности и качества, восстановлению плодородия почвы, снижению экологическои нагрузки на почву и окружающую среду с учетом длительности их применения [5-7].
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Полевые опыты закладывались в УОС «Агроуниверситет» на орошаемои лугово-каштановои почве в 4-х поль-ном севообороте, в развернутом про-странстве и во времени с чередовани-ем: 1 – кукуруза; 2 – соя; 3 – рапс; 4 – кормовая свекла.
Под культуру рапс изучалась сле-дующая схема внесения удобрении :
1.Контроль б/у
2.Расчетная норма NPK
3.1,5 расчетнои нормы NPK 4.Биогумус, 6 т/га
5.Навоз 30 т/га
6.Навоз 60 т/га
7.Биопрепарат МЭРС
Площадь опытнои делянки 54 м2 (3,6 х 15), повторность опыта 3-х крат-ная. Расчетная норма под рапс N70P70K20.
77
На этих фонах размещены посевы рапса, с оптимальным сроком посева, нормои высева, глубинои заделки се-мян, площадью питания с междурядья-ми – 30 см.
В качестве удобрении использова-ны: азотные – аммиачная селитра с со-держанием 34 % N, фосфорные – супер-фосфат простои с содержанием 19 % P2O5 и калии ные – хлорид калия с со-держанием 50 % K2O. Биогумус, навоз КРС – полуперепревшии , биопрепарат «МЭРС». Агротехника общепринятая для зоны.
Влажность почвы в опытах на уровне 60-70 % от НВ поддерживалась проведением 1-2 поливов с поливнои нормои 600-650 м3/га, с учетом осад-ков. В течение вегетации рапса на зеле-ныи корм по основным фазам роста и развития были отобраны почвенные образцы на глубине 0-20, 20-40 см и растительные образцы. Учет биологи-ческого урожая проведен поделяночно.
В почвенных образцах были опре-делены:
1. Валовые формы азота, фосфора, калия из однои навески по Гинзбург и Щегловои с дальнеи шим определением азота по Къельдалю, фосфора колори-метрически, калия на пламенном фото-метре;
2.Подвижные формы N, P, K– нит-ратныи азот (N-NO3) по Грандваль – Ля-жу, аммиачныи азот с реактивом Несслера, подвижныи фосфор и обмен-ныи калии – в 1 % - углеаммонии нои вытяжке по методу Мачигина Б.А. [7].
В растительных образцах были определены:
1.Динамика накопления сырои и сухои массы рапса.
2.Содержание NPK в растении по-сле мокрого озоления по Гинзбург и Щегловои (азот – по Къельдалю, фос-фор – колориметрически, калии на пла-менном фотометре).
3. Содержание сырого протеина расчетным методом.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Почвы юга и юго-востока Казах-стана характеризуются высокои нитри-фикационнои способностью. В связи с этим аммонии ныи азот, образующии ся в результате минерализации органиче-ского вещества почвы или внесенныи с удобрениями, быстро вовлекается в процесс нитрификации.
В наших исследованиях динамику минерального азота в зависимости от применения удобрении и особенности культуры определяли в два срока (таблица 1).
Из таблицы 1 видно, что под посе-вом рапса в начале вегетации отмечает-ся относительно высокое содержание минерального азота, как в пахотном, так и в подпахотном слое почвы. При-чем значительная его часть представ-лена нитратнои формои . Так, в слое 0-20 см содержание N-NH4 было 2,4 мг, N-NO3 – 22,9 мг почвы. Внесение расчет-ных норм азота удобрении веснои спо-собствовало повышению количества минерального азота в пахотном слое почвы, было максимальным 35,6 мг/кг почвы в первом сроке и 31,6 в фазе цве-тения соответственно.
При этом увеличение произошло за счет нитратнои его формы. То есть удобрения способствовали увеличению в основном азота нитратов.
Из таблицы 1 также видно, что значительная часть азота нитратов в почве при внесении минеральных удоб-рении отмечается при первом сроке определения в подпахотном слое (50,8 мг/кг).
В целом, внесение удобрении спо-собствовало повышению количества минерального азота в пахотном слое почвы от 37,3 до 41,2 мг/кг. При этом увеличение произошло за счет нитратнои его формы. То есть и органические удобрения способст-вовали увеличению в основном нитратного азота. Как видно, по сравнению с азотными удобрениями на
78
количество минерального азота в почве менее заметно влияние органических удобрении . Внесение биопрепаратов не оказало значительного влияния на содержание
минерального азота, и величина его находилась почти на уровне контрольного варианта 28,8 – 20,3 мг/кг почвы.
Таблица 1 – Динамика минерального азота в почве в зависимости от применения удобрении под посевом рапса, мг/кг сухои почвы
№ Варианты опы-
та
Слой почвы, см
I срок II срок
N-NH4 N-NO3 Мин. азот
N-NH4 N-NO3 Мин. азот
1 Контроль б/у 0-20 2,4 22,9 25,3 1,9 19,7 21,6
20-40 3,1 19,7 22,8 2,4 16,9 19,3
2 Расчетная нор-
ма NPK 0-20 3,4 32,2 35,6 3,1 28,5 31,6
20-40 2,7 50,8 53,5 2,4 25,4 27,8
4 Биогумус 6,0 т/га
0-20 4,6 42,3 46,9 2,4 25,3 27,7 20-40 2,3 18,3 20,6 1,9 18,5 20,4
5 Навоз 30 т/га 0-20 2,4 28,3 30,7 1,9 22,6 24,5
20-40 3,1 14,2 17,3 2,4 15,8 18,2
6 Навоз 60 т/га 0-20 3,1 32,4 35,5 3,1 25,9 29,0
20-40 19 22,6 24,5 1,4 25,3 26,7
7 Биопрепарат
МЭРС 0-20 3,4 25,4 28,8 2,7 20,1 22,8
20-40 2,7 17,6 20,3 1,5 16,9 18,4
Как известно, основным источни-ком фосфорного питания растении яв-ляется минеральныи фосфор, состав-ляющии большую часть общего коли-чества фосфора в почве.
Несмотря на то, что каштановые почвы юго-востока Казахстана содер-жат большие запасы общего фосфора, в
том числе минерального, тем не менее, в большинстве своем отличаются не высоким содержанием доступного для растении подвижнои формы фосфора.
Результаты наших исследовании показали, что почва под посевом рапса недостаточно обеспечена подвижным фосфором (таблица 2).
Таблица 2 – Динамика подвижного фосфора в почве под посевами рапса в зависи-мости от удобрении (мг/кг сухои почвы)
№ Варианты опыта Слои почвы,
см I срок II срок
1 Контроль б/у 0-20 23,0 18,9
20-40 18,0 15,2
2 Расчетная норма NPK 0-20 29,5 23,0
20-40 20,2 19,0
4 Биогумус 6,0 т/га 0-20 29,0 23,0
20-40 18,3 20,0
5 Навоз 30 т/га 0-20 30,7 29,9
20-40 22,1 17,0
6 Навоз 60 т/га 0-20 32,9 25,0
20-40 21,3 18,0
7 Биопрепарат МЭРС 0-20 26,0 20,1
20-40 20,0 15,6
79
Так, под посевом ярового рапса величина его на контроле – 23,0 мг/кг и на варианте с внесением биопрепара-та содержание подвижного фосфора было также не высоким как в пахотном слое (26,0 мг/кг) так и подпахотном (20,0 мг/кг), что близко к низкому уровню обеспеченности для зерновых и масличных культур. Внесение удобрении способствовало увеличению количества подвижного фосфора. Так на варианте с расчетнои нормои NPK величина его была 29,5 мг/кг, а на ва-
риантах с внесением навоза – 30,7 – 32,9 мг/кг сухои почвы.
Величина сухои биомассы и уро-вень урожая прежде всего, определяет-ся продуктивностью работы фотосин-тетического аппарата, которая зависит от многих факторов, в том числе усло-вии минерального питания.
Это положение подтверждается и нашими исследованиями. Удобрения существенно повысили величину сухои массы ярового рапса (таблица 3).
Таблица 3 – Накопление абсолютно сухои массы растении рапса в зависимости от удобрении , г/1 растение
№ Варианты опыта Сроки отбора
I II III
1 Контроль б/у 0,25 0,45 0,63
2 Расчетная норма NPK 0,45 1,0 1,1
3 1,5 расчетнои нормы NPK 0,95 1,25 1,27
4 Биогумус 6,0 т/га 0,60 0,85 1,0
5 Навоз 30 т/га 0,55 0,90 0,93
6 Навоз 60 т/га 0,85 1,30 1,35
7 Биопрепарат МЭРС 0,40 0,65 0,73
Как видно из таблицы 3, при су-хои массе равнои на контроле в первыи срок определения 0,25 г/растение, на удобренных вариантах она колебалась в пределах 0,45 – 0,85 г/растение. Такая закономерность в накоплении сухого вещества сохраняется до фазы цвете-ния – периода уборки рапса на зеленыи корм, когда сухая масса ярового рапса колебалось от 0,63 г/растение на кон-троле (без удобрении ) до 0,66-1,35 г/1 растение.
Содержание азота и фосфора в растениях культур плодосменного сево-оборота
Как известно, потребление эле-ментов питания растениями сельскохо-зяи ственных культур зависит от мно-жества факторов – агрохимических свои ств почвы, условии возделывания, периода роста и развития растении , видовых и сортовых особенностеи ,
предшественников и других [5, 6]. В наших исследованиях, максимальное содержание азота и фосфора в растени-ях рапса отмечается в начальныи пери-од роста и изменяется по вариантам опыта в зависимости от применяемых удобрении (таблица 4).
В таблицы 4 видно, что содержа-ние азота в растении ярового рапса по-вышается от внесения как минераль-ных, так и органических удобрении от 3,70 % на контроле до 3,85 - 4,0 %, хотя на вариантах с внесением биопрепара-тов значения по азоту одинаковые. По содержанию фосфора в этот период разница между вариантами не столь существенна как по азоту (0,75-0,80 %). Различие по содержанию азота и фос-фора на единицу сухого вещества по вариантам опыта сохраняется до фазы цветения.
80
Таблица 4 – Динамика содержания азота и фосфора в растениях ярового рапса в зависимости от удобрении , % на сухое вещество
№ Варианты опыта
Азот Фосфор I срок целое расте-ние
II срок III срок
I срок целое
растение II срок III срок
1 Контроль б/у 3,7 3,5 2,4 0,65 0,50 0,60
2 Расчетная норма NPK
3,9 4,0 2,8 0,75 0,67 0,65
3 Биогумус 6,0 т/га 3.95 3,9 2,8 0,76 0,70 0,65
4 Навоз 30 т/га 3,85 3,8 2,8 0,76 0,70 0,70
5 Навоз 60 т/га 4,0 4,0 3,0 0,80 0,65 0,65
6 Биопрепарат МЭРС
3,7 3,9 3,1 0,75 0,59 6,00
Величина урожая ярового рапса в значительнои степени зависит от усло-вии минерального питания. В наших исследованиях закономерность деи -ствия удобрении четко прослеживается и величина урожая колеблется в широ-ких пределах в зависимости от условии питания. Так, внесение 1,5 нормы рас-четнои нормы минеральных удобрении
обеспечило прибавку урожая рапса на 19,0 т/га по сравнению с контролем при величине 21,0 т/га (таблица 5). Су-щественная прибавка урожая получена при применении органических удобре-нии (7,0 – 18,0 т/га). Так при внесении 60 тонн навоза урожаи составил 39,0 т/га, на контроле – 21,0 т/га.
Таблица 5 – Урожаи ность зеленои массы рапса в зависимости от применения удобрении , т/га
№ Варианты опыта
Рапс яровои Прибавка от удобре-нии , т/га
I повтор-ность
II пов-торность
III пов-торность
Среднее
1 Контроль б/у 21,5 19,5 22.0 21,0 -
2 Расчетная норма
NPK 35,6 34,0 36,9 35,5 14,5
3 1,5 расчетнои нормы
NPK 40,5 39,0 41,5 40,0 19,0
4 Биогумус 6,0 т/га 33,5 35,0 33,0 33,0 12,0
5 Навоз 30 т/га 29,0 28,0 28,0 28,0 7,0
6 Навоз 60 т/га 39,0 38,5 40,0 39,0 18,0
7 Биопрепарат МЭРС 25,6 24,0 24,5 24,0 3,0
НСР 0,05, т/га 3,37
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Расчетные нормы минеральных и различные виды органических удобре-нии , улучшая условия минерального
питания ярового рапса, способствуют более высокому накоплению сухои биомассы основных питательных эле-ментов в растениях и, в конечном сче-
81
те, существенному повышению уро-жаи ности зеленои массы к периоду уборки ее на корм.
Так, внесение 1,5 нормы расчет-нои нормы минеральных удобрении обеспечило прибавку урожая рапса на 19,0 т/га при величине на контроле –
21,0 т/га (таблица 5). Существенная прибавка урожая получена при приме-нении органических удобрении (7,0 – 18,0 т/га). Так при внесении 60 тонн навоза урожаи составил 39,0 т /га, на контроле – 21,0 т/га.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1 Acrmann A. Erkentnisse beider Intersivierung der Rapsproduktion (Institut der
Landusirtschatlichen Information and Dokumentation). – 1979. – M 121 (31). – P. 5-7.
2 Иншин Н.А. Влияние удобрении на продуктивность озимого рапса // Агрохимия». – 1992. – №7. – С. 77-84.
3 Давлетшин Д.С Возделывание рапса в южнои лесостепи Республики Башкортостан // Зерновое хозяи ство. – 2006. – №1. – С. 13-14.
4 Лукомец В.М., Горлов С.Л., Кривошников К.М. Перспективы и стимулиро-ванияпроизводства рапса в России скои Федерации // Земледелие. – 2009. – №2. – С. 7-8.
5 Величка Р., Кучинская И., Пекарская И., Римкевичене М. Влияние азотных удобрении на урожаи и качество озимого рапса // Агрохимия. – 1998. – №11. – С. 56-58.
6 Савенков В.П. Рациональное использование техногенных и биологиче-ских средств при возделывании рапса в Центральнои России. Автореферат док. диссертации. – Воронеж, 2007. – С. 26-29.
7 Умбетов А.К., Салыкова А.С. Методы анализов в почвоведении и агрохи-мии. – Алматы, 2009. – 220 с.
REFERENCES
1 Acrmann A. Erkentnisse beider Intersivierung der Rapsproduktion (Institut der Landusirtschatlichen Information and Dokumentation). – 1979. – M 121 (31). – P. 5-7.
2 Inshin N.A. Vliyaniye udobreny na produktivnost ozimogo rapsa // Agrokhimi-ya». – 1992. – №7. – S. 77-84.
3 Davletshin D.S Vozdelyvaniye rapsa v yuzhnoy lesostepi Respubliki Bashkorto-stan // Zernovoye khozyaystvo. – 2006. – №1. – S. 13-14.
4 Lukomets V.M., Gorlov S.L., Krivoshnikov K.M. Perspektivy i stimulirovaniyapro-izvodstva rapsa v Rossyskoy Federatsii // Zemledeliye. – 2009. – №2. – S. 7-8.
5 Velichka R., Kuchinskaya I., Pekarskaya I., Rimkevichene M. Vliyaniye azotnykh udobreny na urozhay i kachestvo ozimogo rapsa // Agrokhimiya. – 1998. – №11. – S. 56-58.
6 Savenkov V.P. Ratsionalnoye ispolzovaniye tekhnogennykh i biologicheskikh sredstv pri vozdelyvanii rapsa v Tsentralnoy Rossii. Avtoreferat dok. dissertatsii. – Vo-ronezh, 2007. – S. 26-29.
7 Umbetov A.K., Salykova A.S. Metody analizov v pochvovedenii i agrokhimii. – Almaty, 2009. – 220 s.
82
ТҮИ ІН
Рузукулова Н.А., Умбетов А.К., Талуенко З.Н., Утенбаева Г.А.
МИНЕРАЛДЫҚ ҚОРЕКТЕНУІНЕ БАИ ЛАНЫСТЫ ҚАЗАҚСТАННЫҢ ОҢТҮСТІК - ШЫҒЫС АУДАНЫНДА СУАРУ АРҚЫЛЫ ЖАСЫЛ ЖЕМ ҮШІН ӨСІРІЛЕТІН ЖАЗДЫҚ
РАПС ӨНІМДІЛІГІ
Қазақ Ұлттық аграрлық университеті, 050010 Алматы, Абай д. 8, Қазақстан, e-mail: [email protected]
Мақалада жасыл жем үшін өсірілетін жаздық рапс өнімділігіне минералдық тыңаи тқыштардың есептік нормаларымен салыстырғандағы органикалық тыңаи тқыштар түрлері мен биологиялық препарат МЭРС зерттеу нәтижелері келтірілген. Топырақтың негізгі қоректік элементтер динамикасына және өсімдіктердің құрғақ салмағы мен қоректік заттардың жинақталуы мен рапс өнімдірігінің жоғарлауына оң әсер ететінін әртүрлі дәрежеде тыңаи тқыштар мен биопрепараттардың барлық түрлері көрсетілген.
Түйінді сөздер: минералды және органикалық тыңаи тқыштар, биологиялық өнім, сметалық мөлшерлеме, қоректену элементтері, нитрификация, кірістілік, құрғақ салмағы.
SUMMARY
Ruzukulova N.A., Umbetov A.K., Taluenko Z.N., Utenbaeva G.A.
THE PRODUCTIVITY OF SPRING RAPE CULTIVATED FOR GREEN FODDER IN THE IRRIGATION CONDITIONS SOUTH - EAST OF KAZAKHSTAN, DEPENDING ON MINERAL
NUTRITION
Kazakh National Agrarian University, 050010 Almaty, 8 Abai avenue, Kazakhstan,
e-mail: [email protected]
The article outlines the databases of the results on investigation into different organic fertilizers, biological product MERS. It ,s compared with the calculated rates of mineral fertiliz-ers on productivity of rape treated for feed. It ,s shown that all the types of fertilizers and the biological product positively influence on the nutrition of soil, as well as on the masses stockpil-ing, nutritional ingredients of the plant and on the size of the rape harvest.
Key words: mineral and organic fertilizers, biological product, the estimated rate, nutrients, nitrification, harvest, dry biomass.
83
ОБЗОРНАЯ СТАТЬЯ
УДК 592:615:504.054:574.24
Кенжебаева Г.И.
АУЫР МЕТАЛДАРДЫҢ АУЫЛ ШАРУАШЫЛЫҒЫНДАҒЫ КЕРІ ӘСЕРІ
Ө.О. Оспанов атындағы Қазақ топырақтану және агрохимия ғылыми-зерттеу институты, 050060 Алматы, әл-Фараби даңғылы, 75 В, Қазақстан,
e-mail: [email protected]
Аннотация. Ауыл шаруашылығы жағдаи ында өзекті мәселелердің бірі топырақтың ауыр металдармен ластануы болып табылады. Мақалада Қазақстан топырақтарының және су көздерінің ауыр металдармен ластануы, ғылыми-зерттеу жұмыстардың нәтижелері мен ауыл шаруашылығындағы ауыр металдардың маңыздылығы сипатталған. Ауыр металдардың концентрациясы қоршаған ортада (топырақта, суда) көбеи ген саи ын өсімдіктің өсуі баяулаи ды, өнім мөлшері төмендеи ді. Сондықтан ауыр металдардың ауыл шаруашылығындағы кері әсерін зерттеу маңызды.
Түйінді сөздер: қорғасын, кадмии , мыс, мырш, сынап, тыңаи тқыш, фосфор, топырақ.
Кеи інгі уақытта ауыл шаруа-шылығы ғылымында ауыр металл деген атау паи да болды, себебі осы металдардан қоршаған ортаға, оның негізі топыраққа және адам организміне теріс әсері күннен-күнге күшеи іп келеді.
Қоршаған ортаны ауыр металл ионынан тазарту және оны сақтау, кезек күттірмеи тін өзекті мәселе болып саналады. Ластанған қоршаған ортаны қаи та қалпына келтіру жолдарының физикалық, химиялық және биологиялық тәсілдері белгілі. Солардың ішінде ең тиімдісі, биологиялық әдіс. Әсіресе, ластанған ортаны өсімдіктер көмегімен қаи та қалпына келтіру жолдарын жасау соңғы жылдары аса қарқынды дамуда.
Қоршаған ортаны қалпына келтірумен қатар, әр елде халықты таза сапалы өніммен қамтамасыз ету үшін ауылшаруашылық және мәдени өсімдіктердің ауыр металдарға төзімді сорттарын шығару және топырақтағы мөлшерін азаи ту селекция, биотехнология, агрохимия ғылымда-рының алдында тұрған басты мәселе.
Ауыр металдар қатарына атомдық салмағы 50-ден артық, тығыздығы темірдің тығыздығынан 7,874 г/см3 артық болатын Менде-леевтің периодтық кестесінің
40-тан астам химиялық элементтерінің түсті металдар тобы жатады. Тірі организм үшін ауыр металдардың бәрі бірдеи зиян емес. Уыттылығы, табиғатта таралуы және адамның, жануарлардың, өсімдіктердің орга-низмі мен топырақта жиналу қабілеті бои ынша аи тылған ауыр металдардың тек қана 12-сі қоршаған ортаны ластағыш, организмдерді улағыш, зиянды болып саналады. Олар - сынап, қорғасын, кадмии , мышьяк, мыс, ванадии , қалаи ы, мырыш, сурьма, молибден, кобальт және никель элементтері. Бұлардың ішінде ең күшті улағыш металдарға сынап, қорғасын және кадмии жатады, сондықтан, бұл металдар қоршаған табиғи ортада, оның ішінде топырақ және өсімдік құрамында ерекше қатаң бақылануға тиіс.
Өндіріс кәсіпорындарының, топыраққа сіңетін ең қауіпті улы қалдығы сынап қосындылары болып саналады. Бұл элемент топырақтың беткі қабатында жиналады,
Қорғасын-тірі организмге ең күшті әсер ететін, ең күшті концерогенді заттардың бірі. Бұл элементті зауыттарда балқытып, өнімді тазалау кезінде өндірілген өнімнің әр тоннасына 25 кг қорғасын қоршаған ортаға тарап отырады. Бұл
84
жоғалған қорғасын топырақтың беткі 15 см қабатында жиналып, топырақ ішіндегі микроорганизмдер мен өсімдік тамырларын зақымдап жатады.
Кадмии уыттылық күші тіршілік үшін аи тарлықтаи мөлшерде көп. Суармалы жерлердегі суларда судың бір литрінде 10 мг кадмии болса, онда өсімдіктің өсіп жетілу қарқыны 50 % кемиді, ал кадмии мөлшері 100 мг болса – онда өсімдік 1 аи мерзім ішінде өліп қалады.
Мырыштың барлық ауыр металдарға қарағанда улылығы төмен болып келеді.
Жылу электр станциялары жұмыс істегенде паи далы кен баи лықтарды балқыту кезінде және ауыл шаруашылығында фосфор тыңаи т-қыштарын көп қолданудың салдарынан топырақтың беткі қабатында залалсыз мөлшерден артық кадмии жинақталады.
Жалпы алғанда, Қазақстан аумағында қоршаған ортаға тұрақты ластағыш көздерден жылына 5,0 млн т әртүрлі ластағыш заттар бөлініп шығады. Бұлардың ішінде қорғасын мен мышьяктың қосындылары 2,0 мың тоннадан, мыс тотықтары 1,8 млн т, 11,0 мың тоннадан артық күи е және мыңдаған тонна әртүрлі газ қоспалары (күкірт, азот, көміртегі және органикалық газ қосылыстары).
Топырақтың ауыр металдармен ластануы агроценозда өсімдіктердің өнімділігін едәуір төмендету, табиғи қалыптасқан фитоценоздарды бұзу, белгілі жағдаи да фитомассалардың ассимиляциялық қабілетін азаи ту, органогенезде қалыптасқан үрдістерді бұзуға әкеліп соғу, өсімдік организміне ерекше теоратологиялық өзгерістер енгізу және ауыл шаруашылық өнімдердің сапасын төмендету арқылы белгілі.
Өсімдіктер ауыр металдарды әртүрлі жолдармен сіңіреді. Топырақтан ауыр металдарды тамыр
арқылы сіңіріп, ауадан жапырақ лептесіктері арқылы негізінен шаң-тозаң арқылы қабылдаи ды. Ауыр металдар сулы ерітінділерден лептесіктері және кутикула арқылы пассивті диффузиялану, белсенді тасымалдану арқылы енеді. Ауыр металдардың өсімдіктерге әсер етуінің алғашқы белгілері: өсімдік өсуінің баяулауы, биомассасының азаюы, хлороздың дамуы, су аи налуының бұзылуы, өнім сапасының төмендеуі болып табылады [1].
Ауыр металдармен ластану–«топырақ - өсімдік» жүи есін ластаудағы кең таралған қауіптіліктің бірі болып табылады.
Топырақ - алмастырылмаи тын табиғи ресурс, ол қажетті жаһандық және экологиялық функциялардың тобын толықтырады және атмосфералық ауаның, жер беті және жер асты суының сапасына әсер етеді. Сондықтан топырақтың ауыр металдармен ластануынан туындаған қауіп - қатер ауылшаруашылық дақылдарының өнімділігінің төмендеуіне және оның гигиеналық сапасының нашарлауына әкеледі. Бұл мәселе, өсімдіктің ешқандаи көрнекті белгілерінсіз ақ, адамдарға және жануарларға қауіп төндіреді. Осыған ораи , топырақтың «тазалығы мен саулығы» көптеген жағдаи ларда өсімдік сапасымен баи ланысты [2].
Болашақтағы тапсырмаларды шешу үшін агрохимиялық заттарды белсенді түрде паи даланудан жинақталған ауыр металдардың топырақтарды және өсімдіктерді ластау деңгеи і және оның көздерін дұрыс бағалау үшін топырақтың экологиялық мониторингі үлкен мүмкіндік береді. Бұл үшін, әр түрлі формалы ауыр металдардың топырақтардағы және олардың өсімдіктерге жинақталуы жөніндегі тәжірибелі мәліметтер керек. Бұл мәліметтерді алу үшін топырақтану және агрохимиялық білімнен басқа,
85
математикалық талдаудың жаңа әдістері, модельдеу, инженерлік білім керек. Бұл - информациялық ресурс-тарды эффективті паи далануға және топырақтың, өсімдіктердің ластануын болжауына экологиялық баға беру үшін мүмкіндік береді, сондаи – ақ олардың улылығын төмендетіп және экологиялық жағынан қауіпсіз өсімдік өнімдерін алуға жағдаи туғызады [3].
Минералды органикалық тыңаи тқыштарды және өсімдіктерді қорғаушы заттарды қолданбаи дәнді–дақылдардың жоғарғы және тұрақты өнімін алу мүмкін емес. Тыңаи тқыштар және кеи бір мелиоранттар, өздерінде белгілі бір мөлшерде микроэле-менттердің болуымен сипатталады, топырақта жетіспеушілігі ауыл-шаруашылық дақылдарының көлеміне және өнімнің сапасына кері әсерін тигізеді. Көптеген ғалымдардың аи туынша, топырақта әртүрлі улы заттардың жинақталуы, соның ішінде ауыр металдардың болуы тыңаи т-қыштарды паи даланғаннан болады.
Тыңаи тқыштарды және мелио-ранттарды қолдану белгілі деңгеи де топырақтың химиялық элементтерін өзгертуі мүмкін. Біріншіден, топырақтарға қосымша мөлшерде металдардың түсуі. Екіншіден, топырақтағы элементтердің қозғалыс-тарының өзгеруін, оның өзгерістерге түсуі. Бұл енгізілген физиологиялық жағынан қышқыл немесе физио-логиялық сілті бола тұрып, ортаның реакциясын өзгертеді. Физиологиялық қышқыл, тыңаи тқыштардың топырақ-тағы кадмии дің, никельдің және цинктің қозғалысын жоғарылатады, ал физиологиялық сілті керісінше - төмендетеді [4].
Топырақтардың және өсімдік-тердің ауыр металдармен ластану мәселесі қазіргі кезде бәрін адаңдатуда. Бұл, бір жағынан түскен өнімдерде ауыр металдардың жоғары болуы, адам және жануарларға зиянды екендігімен
және көп жағдаи да тағам немесе жем ретінде паи далы немесе паи дасыз екендігі анықталады. Екінші жағынан, топырақтың ауыр металдармен ластануы кәсіпорындарға паи далы өнімді жарамсыз ету қаупі бар.
Көптеген ғалымдардың жұмы-сына сүи енетін болсақ, өсімдіктердің химиялық құрамы мен ортаның элементтер құрамының баи ланысы бар, ал химиялық негізгі массасы өсімдікке топырақтан түседі.
Өсімдіктерге ауыр металдардың түсуі мынадаи факторларға баи ланысты: өсімдіктер түрлерінің ерекшеліктері, топырақтың түрі, концентрациясы, ауыр металдың болу формасы, топырақтың рН және оның гранулометриялық құрамы, органи-калық заттардың болуы, топы-рақтардың катионды жұту мөлшері, экожүи енің ластануының техногендік көздерінің болуы [5].
Өсімдіктерге ауыр металдардың түсуінің негізгі көзі тамыр абсорбциясы жолымен жүзеге асады. Бұл үрдіс пассивті және активті болуы мүмкін, ал тамыр арқылы ауыр металдарды сіңіру жылдамдығы олардың топырақтағы болу мүмкіндігінің қорымен өзара баи ланысады.
Ауыр металдардың белсенді сіңірілуі градиент концентрациясына қарсы жүреді және оған энергия қажет. Топырақ ерітіндісінің қалыпты концентрациясында ауыр металдардың сіңірілуі тамырдың өзінің ішіндегі метоболиттік үрдістері арқылы бақыланады.
Топырақтағы метал иондарының концентрациясына тәуелді аталған механизмдер арасындағы қарым-қатынас және олардың әрқаи сысына қатысты ролі өзгеруі мүмкін [6].
Металдардың тамыр арқылы сіңірілуі мынаған әсер ететіндігі көрсетілген: тамыр жүи есіндегі катиондардың алмасуы, жасушаішілік тасымалдаушылармен тасымалданып,
86
ризосфералық әсері, өсімдіктердің тамырлық жүи есі, топырақтың қозғалыс жағдаи ына баи ланысты әртүрлі компоненттері бар, ауыр металдардың белсенді тасымал-дануына әсер етеді. Бұл қоршаған ортаның әртүрлі рН деңгеи іне баи ланысты әрқалаи болып жүреді.
Өсімдіктердің ауыр металдарды сіңіруі өзгермелі түрде болады. Өсімдіктермен шектен тыс жеңіл сіңірілетіндері: Cd, B, Br, Cs, Pb. Мынадаи элементтер: барии , титан, цинк, бериллии , кобальт және кеи бір деңгеи де темір және цезии өсімдіктерге әлсіз сіңеді [7].
Ауыр металдардың өсімдіктерге түсуін өсімдіктердің элементтік химиялық құрамына саи , екі басты факторлардың болуымен түсіндіріледі: генетикалық-экологиялық, әр қаи сы-сының үлестік қатысуы орта жағдаи ының өзгеруіне тәуелді ауысып отырады. Өсімдіктердің трофикалық сұраныстары фитоценоздардың геохи-миялық жағдаи ы олардың элементтік құрамына қатысты, негізінен генетикалық бақылаудың негізін қалыптастырады. Бұл жағдаи ларда өсімдіктің ұлпаларының таңдаулы және сипатты берілген түрдегі металл иондарының сіңірілуі сақталады. Бұған экологиялық фактор тек өмір сүру ортасы ауыр металдарының қозғалмалы формаларының қамтылған жағдаи ында ғана қатысады [8].
Өсімдіктердің және оның мүшелеріндегі, ұлпаларындағы элемен-ттердің концентрациясының қарым – қатынасы өте өзгермелі және бұл өсімдіктердің түрлік өзгешелігімен, сондаи – ақ элементтердің құрылымдарымен баи ланысты.
Көптеген ғалымдар ауыр металдардың барынша көп жинақ-талуы өсімдіктердің тамырларында деп көрсетеді. Металл жинақталуының негізгі ролі тамыр ұлпаларына жатады. Көптеген жағдаи ларда қабық
ұлпаларының, тамырларының жалпы массасында, металдардың концен-трациясы өседі [9].
Химиялық элементтердің өсімдік мүшелеріне жинақталуына баи ла-нысты екі топқа бөлді:
- базипетальді (олардың жылжуы жапырақтан сабаққа және тамырға қараи төмендеи ді);
- акропетальді (олардың көп болуы тамырда баи қалып, сабақ бои ымен төмендеи ді).
Ластанбаған топырақта ауыр металдардың мөлшері аз болады, тек қор жинаи тын мүшелерге ғана тән (жеміс, тамыр және түи нек) екендігі анықталған. Бұл осы мүшелерге аздаған мөлшерде ауыр металл қажет екендігін түсіндіреді.
Ауыр металдарды өсімдіктердің жер үсті және жер асты мүшелері бои ынша бөлу белгілі бір тәуелділікке баи ланысты емес. Мысалы, кадмии дің биоаккумуляциясы бои ынша, оның ауыл шаруашылық өсімдіктерінің тамыры мен жер үсті мүшелерінде жинақталуына баи ланысты көптеген ерекшеліктер көрсетілген. Бірнеше өсімдіктерде кадмии дің белсенді жинақталуы тамырда жүргізілгендігі анықталған. Көптеген зерттеушілердің мәліметтері бои ынша [10] өсімдіктер ауыр металдарды тамырына жинақтаи ды, ал кеи бір зерттеушілер [11, 12] ауыр металдар өсімдіктердің жер үсті мүшелерінде жинақталатынын көрсетеді. Негізінен көптеген зерттеушілер көзқарасы бои ынша ауыр металдардың өсімдік бои ында жинақталуы өсімдік түріне, сортына, элементтің физикалық және химиялық қасиетіне баи ланысты [13].
Топырақ бетіне жауын-шашын арқылы атмосферадан қорғасын, кадмии , мышьяк, сынап, хром, никель, мырыш және басқа элементтер түседі. Мысалы, Бельгияда топыраққа атмосферадан жыл саи ын 1 га жерге 250 г қорғасын, 19 г кадмии , 15 г
87
мышьяк, 54 г кобальт және 3750 г мырыш түседі екен. Әрине ауа аэрозолінен келетін металдардың түрлері және мөлшері өндіріс және энергетика орындарының түрлеріне баи ланысты. Атмосфераны ластаудың 27 % жылу және басқадаи электро-станцияларға, 24,3 % қара металлургия кәсіпорындарына, 15,5 % мұнаи өндіру және өңдеу кәсіпорындарына, 13,1 % транспортқа, 10,5 % түсті металлургия кәсіпорындарына және 8,1 % құрылыс материалдарын өндіретін және жасаи тын кәсіпорындарға тиесілі.
Ауыр кәсіпорын және түсті метал-лургия кәсіпорындары атмосфералық ауаны мыс, мырыш, марганец, қорғасын, кобальт және басқа металл қосындыларымен ластаи ды.
Көмір, мұнаи және басқа жер қои науынан алынатын отындарды жаққанда түтінмен бірге ауаға осы оттың ішіндегі элементтер тараи ды. Тас көмірді жаққанда одан цезии , хром, қорғасын, сынап, күміс, қалаи ы, титан, уран, радии және басқа элементтер бөлініп шығады.
Қоршаған ортаны күшті ластаи тын фактордың бірі- аса қуатты жылу станциялары. Мысалы, Конско-Ачинск жылу энергетикалық кешеннің жылу электростанциясының ауаға бөліп шығаратын қалдықтарында бір жылда 300-360 т микроэлементтер болады екен. Глазовская М.А. деректері бои ынша тас көмір жаңғанда жыл саи ын биогеохимиялық циклға ғасырлар бои ы қатысып келе жатқан мөлшерімен салыстырғанда сынап 8700 есе, уран 60 есе, кадмии 40 есе иттирии мен цирконии 10 есе, қалаи ы 3-4 есе көп бөлінеді екен.
Атмосфера ауасын және топырақты ластаушы көздің бірі автомобиль транспорты. Д.Ж.Берияның Латвияда жүргізген зерттеулеріне қарағанда, қар ластану жол бои ынан жеңіл еритін зиянды заттардың массасы бір шаршы метр жерде 4-40 г
жеткен. Бұлардың арасынан марганец, мыс, мырыш, қорғасын, кадмии , кобальт, никель және стронции табылған.
Қазақстан аумағында 1 автотран-спорттан жылына орташа есеппен 1,0-1,5 т ластағыш заттар бөліп шығарады, оның құрамында 200-ге жуық улы заттар кездеседі [14, 15].
Соңғы жылдары белсенді антропогендік әсер ету нәтижесінде жер бетіндегі сулармен қатар жер асты суларының химиялық құрамы да елеулі өзгеріске ұшырады. Ластанудан жер бетіндегі суларға қарағанда жер асты суларының өзінде қорғасын, хром, сынап, мырыш және тағы да басқа элементтер табылған. Әсіресе ауыр металдардың жоғары концентрациясы ірі қалалар мен өнер кәсіптік орталықтардың аумағының маңында өсіп отыр. Белсенді антропогендік әсер ету жағдаи ында табиғи тұщы судың ауыр металдармен ластануы ең өзекті мәселелердің бірі болып тұр. Судағы ауыр металдардан өздігінен тазару жүрмеи ді; ауыр металдар тек бір табиғи резервуардан басқасына алуан түрлі тірі ағзалармен әрекет ете отырып және барлық жерде ауыр салдарға ұшырата отырып қаи та таралады. Ауыр металдар табиғи суларға өнеркәсіптің паи даланған суларымен ғана емес, сондаи -ақ отвалдар арқылы сүзіле отырып, әсіресе қалдық сақтағыштардан жаңбыр суларымен түседі. Жер асты сулары үшін ұңғылардан, шахталардан және шуруфтардан өндірістік қалдықтардан тазартқан кезде де жағымсыз әсер етеді [16].
Шығыс Қазақстан облысы Зырян кен орнының аумағынла жүргізілген зерттеу нәтижелерінде қалдықсақ-тағыштың жанынан алынған су үлгілері және тоқтанды су аи дынынан алынған су үлгілері және су түбіндегі шөгінділер ауыр металдармен күшті ластанған. Осы су көздері тірі ағзалар
88
үшін қауіпті болып табылады. Сонымен, қатар улы элементтердің бірі кадмии барлық су үлгілерінде де, су түбіндегі шөгінділерде де жоғары мөлшерде кездескен. Табиғи суларға кадмии топырақ шаи ылғанда, поли-металл және мыс рудаларын өндіру кезінде, осы элементті өз денесіне жинақтауға қабілетті су ағзалары ыдыраған кезде түседі. Кадмии дің қосындылары жер бетіндегі су көздеріне қорғасын-мырыш зауытта-рының, кен баи ыту фабрикаларының бірқатар химия кәсіпорындарының, шахтаның ағын суларымен шығары-лады. Сонымен ауыр металдардың иондарының түрлері су ортасында басқа орталармен салыстыр-ғанда алуан түрлі. Сондықтан суды ауыр металдардан тазарту өте көп күш, қаражат жұмсауды және уақытты қажет етеді [17].
Қазақстан Республикасының Шығыс-Қазақстан обылысының таби-ғат жағдаи ында су ресурстарымен ең көп қамтамасыз етілген аи мақ болып табылады. Ертіс өзені бассеи інінің аумағында 15000-нан астам су көздері кездеседі. Су көздерінің 80 %-на жуығы 25-10 км ұзындықты құраи ды. Осындағы су нысандарының жағдаи ына қарасақ су көздерінің көп мөлшері тарихи ластанған болып саналады. Ластанған аи мақтар жарлы, су сақтау жолақтарында, өзен аңғарларында кездеседі. Оларға кен өндіру және тау-кен өндіру өндірістері кіреді. Ең қатты ластанған су көздеріне дренажданған және жер асты суларының шахты қалдықтарынан толық тазаланбаған және тазаланбаған сулары жатады. Осы аи мақтағы өзен суларының ластануы соңғы жылдары жоғары дәрежеде сақталуда. Мыс пен цинктың орташа жылдық концентрациясы орташа шектік мөлшерден асып, Красноярка, Брекса, Глубочанка өзендерінің жоғарғы беттерінде жоғары және өте жоғары ластану деңгеи іне жетті.
Риддер қаласы тау арасында ыңғаи сыз орналасқан, метеоро-логиялық жағдаи ы да жақсы емес және орташа жылдамдықпен әрдаи ым жел соғып тұруы аи мақтың ауыр металдармен ластануын аи қындаи ды.
Қолаи сыз ауа раи ының әсерінен топырақтың, судың ауыр металдарды сіңіруі әсіресе мышяк пен кадмии дің мөлшері шекті мөлшерден 3,5 есе артық болды. Сонымен қатар Риддер қаласындағы су көздерінің көпшілігі химиялық заттардың мөлшері зерттеулердің нәтижесі бои ынша 3,6-4,3 есеге жоғарылаған [18].
Орталық Қазақстанда өзендердің түбіндегі шөгінді балшықтарда неше түрлі улы ауыр металлдардың қосындылары сақталған. Қазгид-рометтің мәліметтері бои ынша, Теміртау қаласының маңында Нұра өзенінің суында 490 мкг/л сынап табылған, ал бұл элементтердің есептелген болжамы қоры су танабындағы шөгінділердің беткі 1,2 м қабатында ондаған тоннаға жетеді [19].
Қазақстан ауыл шаруашылығы паи даланып жүрген жерлерде ең көп және аса қауіпті зиян келтіретін топырақтағы ластандырғаш заттар есебінде бірінші кезекте фтор, бор және нитраттар зерттелуі қажет. Кеи бір жерлерде суармалы егістікте көбеи ту мақсатында көкөніс бақша дақылдарын, картоп өсіретін танаптарда өндіріс кәсіпорындарының және қалалардың қалдық суларын паи даланып жүр. Мұның әсерінен суармалы жерлер зиянды заттармен ластанып, жарамсыз болып қалады. Мысалы, Алматы қаласының лас сулары жиналатын Сорбұлақ көлінен 11 жыл суарылған жерде топырақтағы фтордың массасы 7,2 мг/кг деи ін көтерілген (рұқсат етілген ең жоғары мөлшері 2,8 мг/кг). Бұл жерде өсірілген жоңышқа мен жүгерінің құрамында кобальт пен хромның мөлшері шектік мөлшерден біраз артық болып шықты.
89
Қорғасынның мөлшері жүгерінің көк балаусасында 20 мг/кг болды. То-пырақтың өнеркәсіп қалдықтарымен ластануыда тұрған жерлеріне баи ланысты ерекшеліктерімен өзге-шеленеді.
Мысалы, Өскемен қаласында қорғасын-мырыш және титан-магнии комбинаты, конденсатор жасаи тын завод, екі ТЭЦ бар. Бұл кәсіпорындардың барлығы қаланың ауасын, Ертіс пен Үлбі өзендерінің суын және маңаи дағы топырақтарды тұрақты түрде көп уақыттан бері ластап келеді. 15-20 км аи мақтағы қаратопырақ пен қоңыр топырақ-тардың беткі жырту қабатында қорғасын, мырыш, мышьяк, кадмии , сурьма, мыс, күкірттің табылған мөлшері ластанбаған топырақпен салыстырғанда 10 еседен де артық болған [20].
Ауыр металды кендердің құрамы өте көп болып келеді. Оларды тиімді паи далану үшін шикізатты кешенді өңдеи тін комбинаттар құрылған. Шымкентте қорғасыннан басқа 14 түрлі өнім алады.
Ауыр металдарға күкірт ілесіп жүреді. Оның кендегі мөлшері 40 %-ға деи ін жетеді (Шығыс Қазақстандағы Николаев кешені). Балқыту кезінде улы газ паи да болады және ол қоршаған ортаға тигізеті зияны мол.
Ауыр металдардың тағы бір ерекшелігі-құрамында паи далы ком-поненттердің аз болуы. Сол себептен балқыту зауыттары шикізат көздеріне жақын орналасады.
Қазіргі кезде елімізде мыс негізінен Жезқазған мен Балқаштың кен-металлургиялық комбинаттарында өндіріледі.
Республикамызда полиметалл өндірісінің басты ауданы-Кенді Алтаи . Мұнда 3 ірі орталық бар – Зырян
ауданы, Риддер және Өскемен. Барлық өнеркәсіп орталықтары ауаға зиянды ауыр металдар бөліп олар табиғат және адамдарға кері әсерін тигізіп жатады.
Ғалымдардың мәліметтері бои ын-ша кадмии және қорғасын барлық жерлерде таралған және олар улы әсер ету жағынан бірінші сыныпқа жатады. Бұл элементтердің қандаи да мөлшері болмасын адам ағзасы үшін өте қауіпті және қалыпты мөлшерден жоғарылауы тірі ағзаларда зат алмасудың әртүрлі бұзылуына әкеледі.
Ауыр металдардың арасында «улы» сөзінің түсінігі тек ауыр металдардың жеке түріне ғана қатысты емес, олардың шоғырланау ортасына да баи ланысты. Ауыр металдар арасында аз мөлшерде өсімдік тіршілігі үшін өте қажетті микроэлемент, ал ортадағы шоғырлануы жоғары болғанда улы ауыр металл болып есептелетін түрлері бар. Ауыр металдардың улы шоғырлану шегі өсімдік түріне жекелеген түрлердің төзімділігі мен химиялық элементтің өсімдік тіршілігінде алар орнына баи ланысты. Өсімдік тіршілігінде көп кездесетін кеи бір химиялық элементерді Кабата-Пендиас, Пендиас Х. тапшы, қалыпты және жоғары болуына баи ланысты төмендегідеи көрсеткіштермен кел-тірген. Сонымен қатар ауыр металдардың қоректік ортадағы өсімдіктерге улы әсер ету концентрациясына баи ланысты төмен-дегідеи қатарға жіктелген және өсімдік тіршілігіне маңыздылығы кесте 1-де көрсетілген [21].
1. Өте улы - 1 мг/л-ден төмен жинақталуында Ag, Be, Hg, Sn, Cd, Nі, Pb;
2. Орташа улы - 1 мг/л-ден 100 мг/л аралықтағы жинақталуы As, Se, Al, Ba, Cо, Cu, Cr, Fе, Mn, Zn;
3. Улы әсері төмен - 100 мг/л Ca, Mg, Sr Lі;
90
Кесте 1 – Өсімдіктер тіршілігіне ауыр металдардың әсер етуі жинақталуы (құрғақ
салмаққа шаққанда, мг/кг)
Элементтер Тапшы Қалыпты Жоғары
Co -- 0,002-1 15-20
Cu 2-5 5-10 20-100
Mn 15-25 20-300 300-500
Ni -- 0,1-5 10-100
Pb -- 5-10 30-300
Ауыр металдардың судағы концентрациялары әдетте миллионнан аспаи ды, ал көп жағдаи ларда 10 моль/л деи ін немесе одан кіші микро және субмикроконцентрациялар аи мағында болады. Осыған қарамастан, олар химиялық белсенділігінің арқасында сулы жүи елердің химиясында, басты рөл атқарады. Көбінесе өте аз мөлшерде болатын мыс, мырыш, кадмии және никель сияқты металлдардың биологиялық жүи еде тіршілік үшін маңызы зор және олар қоректік микроэлементтер ретінде
қарастырылады. Бірақ жоғары концентрацияларда, осы металдар энзимдермен жүретін реакциялардың ингибиторы ретінде әсер етеді және кеи бір жағдаи ларда белгілі бір организмдер үшін жоғары уыттылық көрсетеді. Химия ғылымының академигі А. Баешов ауыр металдардың жоғары концентрацияларының адам денсаулығына әсерін былаи көрсетті. 2-ші кестеде ауыр металдардың адам организміне қалаи әсер етекендігі және залал көздері сипатталған.
Кесте 2 – Ауыр металдардың адам денсаулығына әсері
Элементтер Элементтердің әсерінен кеи ін Залалкөздер
Сынап
Жүи ке жүи есінің бұзылуы (минамат ауруы); ішек-қарын жолының және бүи рек функцияларының ауытқуы; Хромосомды өзгерістер
Жер үсті, жер асты суларының және топырақтың ластануы
Қорғасын Терінің оба аурулары, интоксикация, перифириялық неврит
Ластанған топырақ, уланған дәндер
Мыс Ұлпадағы органикалық өзгерістер, сүи ек ұлпаларының ыдырауы, гепатит
Жер үсті, жер асты суларының және топырақтың ластануы.
Кадмии Бауыр циррозы, бүи рек функциясының ауытқуы, протенурия.
Топырақтың ластануы
91
Топырақта жиналатын метал-дардың ауыры бар, басқалары бар, түрлері көп, мысалы, темір, қорғасын, сынап, мыс, т.б. осылардың ішінде ең қауіптісі сынап болса, соның жыл саи ын топыраққа 4,0-5,0 мың тоннасы түсетін көрінеді, ал өндірілетін қорғасынның әр тоннасынан қоршаған ортаға 25,0 кг түседі. Әдетте ауыл шаруашылығы аудандармен салыстыр-ғанда өнеркәсіп өндірісі дамыған аи мақтарда топыраққа 25-27 есе көп қорғасын түседі екен. Жыл саи ын әр шаршы метр жер бетіне техногендік жолмен 35,0 кг мыс түседі. Осы аталған металдардың концентрациясы қорша-ған ортада көбеи ген саи ын өсімдіктің өсуі баяулаи ды, өнім мөлшері төмендеи ді.
Қолда бар мәліметтерге қара-ғанда, топырақ бетінің ауыр металдармен ластануы, көбінесе метал өндірісі мен химия өнеркәсіп салаларына қарасты ірі нысандар шоғырланған қалалардың төңірегінде болады. Табиғат қорғау министрлігінде арнаи ы зерттеудің нәтижесінде жиналған мәліметтер топырақта қорғасын, мыс, мырыш, кадмии металдары мен басқа ауыр металдардың қосылыстары және түсті металдардың көбеи іп кеткенін көрсетіп отыр.
Ауыр металдарды топыраққа бірге ала келетін, сол ортада олардың көбірек жиналуына себепкер болатын басты көзінің бірі минерал, ең алдымен фосфор тыңаи тқыштары. Олардың ондағы мөлшері сол тыңаи тқыштарды алатын ішкі заттар мен өңдеу технологиясына баи ланысты болады [22].
Бізге деи інгі зерттеулердің нәтижесіне сүи енетін болсақ, Шымкент қаласының топырағында ауыр металдардың мөлшері өте жоғары.
Қоршаған ортаның кең көлемде ластануы әсіресе қалалар мен өнеркәсіп аумағының орталықтарында күшті сезіледі. Топырақтағы ауыр метал-
дардың таралу мөлшерін анықтау үшін зерттеу орындары белгіленген, оның ішінде Шымкент қаласының топырағына бақылау жүргізу үшін 4 зерттеу орнын белгіленген. №1 зерттеу орны- қаланың оңтүстік-батыс бағытында орналасқан “Южполи-металл” ӨК АҚ- ның ауданы, яғни өндірістік аи мақ. №2 зерттеу орны-қаланың орталық ауданы, қорғасын өндірісінен 3 км қашықтықта орналасқан орталық саябақ. №3 зерттеу орны ретінде - қаланың оңтүстік-шығыс бағытында орналасқан “Жеңіс ” саябағы белгіленді. Саябақ “Южполиметалл” ӨК ЖАҚ - нан 8 км қашықтықта орналасқан. №4 зерттеу орны – бақылау ауданы, қаладан 25 км қашықтықтағы «Ақ-су» елді мекені. Осы зерттеу орындарынан топырақ сынамалары алынды. Ол үшін 1 шаршы метр жерден 30-35 см тереңдіктен топырақ алынды. Топырақ беткі, ортаңғы және төменгі қабаттардан алынып, толық арластырылады. Көлеңкеде кептіріліп, содан соң химиялық әдіспен өңделді. Шымкент қаласының топырағы қара-қоңыр топырақ. Ауа мен сумен салыстырғанда топырақтың өздігінен тазалануы өте нашар жүреді. Сонымен қатар, топырақ ауыр металдар үшін берік акцептор болып табылады. Олар топырақ қабатында химиялық заттармен әрекеттесіп, қиын еритін заттар түзеді [4]. Топырақтағы ауыр металдардың мөлшері төменде көрсетілген.
Топырақтағы ауыр металдардың мөлшері, (мг/кг). Зерттеу орындары Топырақ ортасының реакциясы Қорғасын, Мыс, Мырыш, Кадмии : 32 мг/кг, 33 мг/кг, 55 мг/кг, 1,0 мг/кг 1-зерттеу орны (өндіріс ауданы); рН-8,2, 445,72; 6,74, 136,45; 4,64, 169,26; 4,85, 10,71; 1,42, 2-зерттеу орны (Орталық саябақ); рН-8,3, 318,16; 5,23, 110,35; 3,92, 90,96; 4,10, 2,88; 0,86 3-зертеу орны (Жеңіс саябағы); рН-8,3, 186,63;
92
4,86, 86,63; 3,56, 74,36; 3,28, 1,82, 0,78 4-зертеу («Ақсу» елді- мекені); рН-8,0, 27,66; 2,45, 23,15; 2,32, 26,54; 2,80 - Зерттеу нәтижесі бои ынша топырақ-тағы қорғасынның мөлшері 1-зерттеу орнында баи қалды, ол 445,72 мг/кг тең. Топырақ үшін белгіленген шекті концентрациямен салыстырғанда 14 есе жоғары. 2-зерттеу орнында 318,16 мг/кг анықталды, бұл шама ШРК-дан 10 есе артып отыр. 3-зерттеу орнында 186,63 мг/кг көрсетті, оның мөлшері 5,9 есе жоғары болып отыр. 6-зерттеу орнында 27,66 мг/кг көрсетті, оның мөлшері белгіленген шекті концен-трациядан артпаи ды. Топырақ-тағы мыстың мөлшері 1-зеттеу орнында жоғары. Оның мөлшері 136,45 мг/кг тең. Топырақтағы мыстың белгіленген шекті концентрациясы 33,0 мг/кг екенін ескерсек, мыстың мөлшері белгіленген шекті концентрациямен салыстырғанда 4,2 есе жоғары. 2-зертеу орнында 110,35 мг/кг анықталды, бұл шама ШРК-дан 3,3 есе артып отыр. 3-зертеу орнында 86,63 мг/кг көрсетті, оның мөлшері ШРК-дан 2,6 есе жоғары болып отыр. 6-зерттеу орнында 23,15 мг/кг көрсетті, оның мөлшері белгіленген шекті концентрациядан артпаи ды. Мырыштың да концентрациясы өндіріс ауданы мен қала орталығындағы 2-зерттеу орнындағы топырақта көп жиналған, басқа зерттеу орындарында өндіріс орнынан алшақтаған саи ын ауыр металдардың топырақтағы мөлшері азаи ған. Бұның өзі Шымкент қаласында топырақтың ауыр металдармен ластануына қорғасын өндірісі тікелеи әсер ететінін көрсетеді. Мырыштың мөлшері 4-зертеу орнында ШРК-дан төмен. Кадмии дің мөлшері 1-зерттеу орнында ШРК-дан 9 есе жоғары, ал 2-зерттеу орнындағы мөлшері 2,5 есе жоғары көрсеткіште болды [23].
Минералды тыңаи тқыштардағы ауыр металдар агрорудалар құрамында болғандықтан табиғи қоспа болып
табылады. Сондықтан тыңаи тқыш құрамындағы олардың мөлшері негізгі шикізаттан және оны өңдеу технологиясына баи ланысты.
Фосфор тыңаи тқыштары құрамында біраз ауыр металдар кездеседі.
Кеи бір ғылыми еңбектерге қарағанда Америкада шығатын суперфосфат құрамында кадмии көп кездеседі екен. Бір килограмм жаи суперфосфат құрамында 50-170 мг кадмии , 66-243 мг хром, 0-90 мг кобальт, 4-79 мг мыс, 7-92 мг қорғасын, 7-32 мг никель, 70-180 мг ваннадии және 50-1430 мг мырыш анықталған. Кольск жарты аралының аппатитінде кадмии 0,4-0,6 мг/кг болса, онда қалатын суперфосфатта 0,2-0,7 мг/кг кадмии болған. Біздің ауыл шаруашылығында қолданылатын Хибин аппатитінен алынатын суперфосфат қауіпті болып саналмаи ды, себебі топырақты ластаи тын улы кадмии элементінің америка суперфосфатынан жүздеген есе төмен.
Австралияда жыл саи ын супер-фосфат арқылы топыраққа 160 т-ға жуық кадмии кіреді екен. Себебі тыңаи тқыштағы кадмии мөлшері 32-42 мг/кг. Алжир қиыршық тасты фосфатында 13 мг/кг болса, Морокко және Израиль фосфаттарында 25 мг/кг, Тунис және Батыс Африка кендерінде 50 мг/кг-ға жуық кадмии кіреді екен. Кадмии ең көп (70 мг/кг артық) кездесетін кені Сенегал фосфаты.
Фосфор тыңаи тқыштары топы-рақты уран, тории , радии тәрізді табиғи радиоактивті ауыр металдармен де ластандырудың көзі болып табылады.
Қаратау фосфоритінен алынған қазақ фосфор тыңаи тқыштарының құрамында уран мен тории мөлшер-лері көп емес 2-8 %. Олар Хибин аппатитінен шығатын тыңаи тқыштар құрамындағы уран мен тории дің мөлшерімен салыстырмалы түрде болады.
93
Фосфор тыңаи тқыштарымен бірге топыраққа тұрақты түрде стронции де түседі. Хибин аппатитінде оның мөлшері 2 % және ол кальции дің аналогы, сондықтан өңдеу кезінде одан құтылу сирек кездесетін элементтер де болады.
Кеи бір пестицидтер өз құрамында сынап, мырыш, мыс, темір сияқты ауыр металдарды паи даланады. Мысалы, тұқымды улап, тазалаи тын гранозан фунгициді 75,6 % улы металл-сынап алады. Ауыл шаруашылығында гранозанның 2 % дусті қолданады. Егер дәнді дақылдарды тұқыммен бірге 1,5-2 кг/т мөлшерінде гранозанмен ауруларға қарсы уласа, онда егістің 1 га тұқыммен бірге 3-6 г сынап түседі екен.
Дегенмен де, егістік қорғау жұмыстарында паи даланылатын пес-тицидтердің мөлшері аз болғандықтан, олардан топырақты ауыр металдармен ластандыруға келетін қауіп көп емес.
Мыстың үш хлорфеноляті, купрозан, мыс хлорлы тотығы, цинеб, тотияи ын, цирам тәріздес фунгицидтер құрамында мыс пен мырыш болады. Кеміргіштерге қарсы мырыш фосфиді қолданылады.
Жүзімдіктер мен жылыжаи ларда өсімдік қорғау ісінде мыс қоспалары бар препараттар алады. Бұл препараттарды тұрақты паи даланудың салдарынан топырақтың беткі қабатында мыстың шамадан артық мөлшері жиналып, ол жерлердегі өсімдіктер хлороз ауруымен ауырады.
Ауыл шаруашылығында мелио-рант түрінде қолданылатын өндіріс қалдықтарына әр түрлі шлактар, тас көмір, сланец күлдері, фосфогипс, цемент шаңы жатады.
Фосфогипс тыңаи тқыш жасаи тын кәсіпорындарының қалдығы. Ол ортофосфор қышқылын алу үшін аппатит концентратына қоюланған күкірт қышқылымен әрекет етуден түзіледі.
Фосфогипс құрамында 2 % артық стронции кездеседі, ол өсімдік пен
жануарлар организмінде кальции ді алмастырып, қалыптасқан зат алмасу үрдісін бұзады. Стронции көп геохимиялық аи мақтарда адамдар мен жануарларда ерекше ауру паи да болып, олардың сүи ектері маи ысып, қисаи ып, сынғыштығы артады, буындар ісініп-қабынып, қозғалғыштығын жоғалтады. Бұл ауру сүи ектің кальции дің орнына стронции кіріп, ол жерде тұрақтамау салдарынан сүи ектерді жұмсартып, сынғыштығы артады.
Жамбыл зауыты шығаратын фос-фогипсте суға еритін фтор 57-75 мг/кг мөлшерінде, ал жалпы қорғасын 39-40 және жалпы кадмии 2,2-4 мг/кг көлемінде кездеседі. Сол сияқты, 3-ші кесте бои ынша ауыл шаруашылығында қолданылатын тыңаи тқыштардың құрамындағы ауыр металдардың мөлшерін көруге болады.
Ауыр металдар тіршілік пропаплазмасының уы болып табылады, олардың улағыштық қабілеті металдардың салыстырмалық атомдық массасының өсуіне баи ланысты өсе түседі [24].
Ауыл шаруашылығындағы топы-рақтың, өсімдіктің ауыр металдармен ластануының шектік мөлшерін білу маңызды. Ауыр металдардың залалсыз шекті мөлшері төмендегіше (мг/кг): қорғасын-20, сынап-2, мыс-410, марганец-1500, мышьяк-2, никель-45, мырыш-150, кадмии -5, сурьма-5, бор-25, кобальт-50, қалаи ы-50, селен-10, молибден-5, фтор-200 (МЕМСТ. 17.4.3.04.-85) [25].
Сонымен, қоршаған ортаға қосылып жатқан көптеген химиялық заттардың ішіндегі ең зиянды-лыларының бірі ауыр металдар болып табылады. Биосфераның жылдан-жылға артық ластануымен баи ланысты ауыр металдардың таралу себептерін біліп, олардың мөлшерін анықтап, тоқтату жолдарын білген жөн. Өнеркәсіптің, ауыл шаруашылығының
және көліктің дамуы, қалалардың
шоғырлануы, жер бетіндегі геотехникалық
94
Кесте 3 – Тыңаи тқыштар құрамындағы ауыр металдардың мөлшері, мг/кг
Тыңаи тқыштар Pb Zn Cu Cd Ni Cr
Аммиак селитрасы 0,25 0,5 1,0 0,3 0,9 0,6
Аммонии сульфаты 0,6 0,4 1,0 0,9 4,3 0,6
Мочевина 1,3 6,0 0,8 0,25 7,5 -
Қостүи іршікті суперфосфат 38,0 14,2 13,0 3,5 17,0 41,0
Суперфосфат пр.гран 42,5 19,3 14,3 3,5 24,8 10,0
Хлорлы калии 12,5 12,3 4,5 4,3 19,3 0,5
Калии тұзы (40 %) 6,0 30,0 10,0 2,5 19,3 0,5
Калии сульфаты 6,0 18,0 1,0 1,0 - -
Нитрофоска 5,0 7,6 10,8 1,0 4,3 3,2
Аммофос 7,0 34,2 30,0 0,6 4,4 3,2
Нитроаммофос 4,7 20,0 11,4 0,4 4,7 4,4
Сұи ық көң, 75 % 2,9 12,1 2,4 1,1 8,8 9,3
Фосфогипс 42,0 67,0 49,0 5,0 9,0 69,0
Күл 77,0 342,0 60,0 16,0 320,0 31,0
өзгерістер, ғарыштық және әлемдік
мұхитты игеру осы аталғандардың бәрі
жергілікті, аймақтық және жаһандық
көлемде табиғи жағдайлардың
өзгерістеріне әкеледі. Қоршаған ортаның ауыр металдармен ластануымен өсімдіктердің өнімі төмендеи ді. Қалыптасқан фитоценоз бұзылады. Адамның тіршілік ортасының сапасы төмендеи ді. Кеи жағдаи ларда өсімдіктердің өнімі жоғары болғанымен (оның ішіндегі
ақуыз, маи , витаминдер жеткілікті болса да) өсімдіктерде ауыр металдар жиналып, адам өмірімен жануарларға қауіп төндіреді және олар бірден баи қалмаи ды. Сол себепті егіс алқабының топырақ жағдаи ын зерттеп, егетін тұқым жағдаи ын жақсылап зерттеп алу керек. Егер ауыр металдардың мөлшері көңілге қонымсыз болса, тез арада іс-шара қолдану жағын ұи ымдастырған жөн.
ПАИ ДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР
1 Растения в экстремальных условиях минерального питания: под.ред. Школьника Н. Я. – Л.: Наука, 1983.– 176с.
2 Израэль Ю. А. Экология и контроль состоянии природнои среды и пути их решение. – Л., 1984. – 560с.
3 Минеев В. Р.Экологические проблемы агрохимии.– М.: изд. МГУ, 1988. – 285с.
4 Кошелова К. Е. Прогнозная модель миграции ТМ в агроландшафтах // ТМ в окр. ср. тезис докл. межд. Симпоз. – Пущино, 1996. – С. 146,147.
5 Алексеева Ю.В. Тяжелые металлы в почвах растении. – Л.: Агропромиздат, 1987. – 141 с.
6 AliculovZ.A., BoguspaevK.K. Thephytomediationofsoilspollutedwithtoxicmet-alsinKazakhstan //Биотехнологиятеорияипрактика.– 2000. –№ 1-2.(13).–С.5-11.
95
7 Кузина К. О. О распределении бора и других элементов в растениях // Биохимия растении . – Бурят, 1969. – С. 76-81.
8 Багдановскии Г. А. Химическая экология. - М.: изд. МГУ, 1994.– 237с.
9 Тяжелыеметалы в окружающеи среде. – М., 1980. – 112с. 10 Павлов Б.К., Беи м А.М. Оценка уровнеи техногенного накопления ТМ
компонентами растительности лесных экосистем, существенно различающихся биохимическим фоном // Проблемы экологического мониторинга и моделирование экосистем. – 1998.– Т. 12. – С. 204-210.
11 Ильин Б. В. Биохимия и агрохимия микроэлементов в Южнои части Западнои Сибири. – Новосибирск: Наука, 1973.– 389с.
12 Добровольскии В. В. Географиямикроэлементов. –М.:Мысль, 1983. – 278с.
13 Godzik B. Accumulation of heavy metals in BiscutellaLaevingata (Cruciferae) as a function concentration in substrate // Pol. Bot.Stud. – 1991. - V.2.–P. 241-246.
14 О.А.Алипбеки. Научные основы регулирование миграции искуственных радионуклидов в системе почва-растение: автореф. д.б.наук. – Алматы,2005. – С. 67-71.
15 Зеи дельман Ф.Р. Мелиорация почв. – М.: МГУ, 2003. – С. 116-119.
16 Давыдова С.Л., Тагасов В.И. Ауыр металдар ХХІ ғасырдың супертоксиканттары ретінде. – М., 2002. – 140б.
17 Беи сеева Г.Б. Шығыс Қазақстан облысы Зырян кен орны маңындағы сулардың ауыр металдармен ластануы // Доклады V Международнои научно-практическои конференции. – Семеи , 2008. –Б.167-174.
18 Қозыбаева Ф.Е., Беи сеева Г.Б., Журавлева Л.И. Загрязнение воды тяжелыми металлами и их влияние на здоровье население города Риддера //Доклады V Международнои научно-практическои конференции. – Семеи , 2008. – С. 294-303.
19 Қаженбаев С., Махмутов С. Табиғат қорғау. – Алматы: Ана тілі, 1992. – С. 65-69.
20 Кененбаев С.Б. Зональные основы повышения плодородия пахотных почв Казахстана. – Алматы, 2000. – С. 87-89.
21 Джунусбекова А.М.Кентау қаласы өңіріндегі мүктерді қоршаған орта ластануының биоиндикаторлары ретінде паи далану [Электронды ресурс] // Adisteme.kz журналы, 2016 ж. – Режим доступа: http://adisteme.kz/kentau-kalasyi-ongirindegi-mukterdi-korshagan-orta-lastanuyinying-bioindikatorlaryi-retinde-paydalanu.html.
22 Казюта Я.Р. Загрязнение тяжелыми металлами разнотравья и сельскохозяи ственных культур, произрастающих вдоль автотрасс// Тяжелые металлы в окружающеи среде и охрана природы: материалы 2-и Всесоюз.конф., 28-30 дек. 1987г. - Ч.2. – М.,1988. – С. 97-101.
23 С.С.Усербаева, З.Ж. Сакиева Шымкент қорғасын зауытынан шығарылған зиянды заттектер қала территориясының топырығын ауыр металлдармен ластануы[Электронды ресурс]. – Режим доступа:http://vestnik.kazntu.kz/files/newspapers/56/1793/1793.pdf Б 17-24.
24 Черных Н.А. Изменение содержания ряда химических элементов в растениях под деи ствием различных количеств тяжелых металлов в почве // Агрохимия. – 1991. – №3.– С. 86-93.
96
25 ГОСТ 17.4.3.03-85.Охрана природы. Почвы. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ. Межгосударственныи стандарт.
REFERENCES
1 Rasteniya v ekstremalnykh usloviyakh mineralnogo pitaniya: pod.red. Shkolnika N. Ya. – L.: Nauka, 1983.– 176s.
2 Izrael Yu. A. Ekologiya i kontrol sostoyanii prirodnoy sredy i puti ikh resheniye. – L., 1984. – 560s.
3 Mineyev V. R.Ekologicheskiye problemy agrokhimii.– M.: izd. MGU, 1988. – 285s.
4 Koshelova K. Ye. Prognoznaya model migratsii TM v agrolandshaftakh // TM v okr. sr. tezis dokl. mezhd. Simpoz. – Pushchino, 1996. – S. 146,147.
5 Alekseyeva Yu.V. Tyazhelye metally v pochvakh rastenii. – L.: Agropromizdat, 1987. – 141 s.
6 Aliculov Z.A., Boguspaev K.K. The phytomediation of soils polluted with toxic metals in Kazakhstan //Biotekhnologiya teoriya i praktika.– 2000. –№ 1-2.(13).–S.5-11.
7 Kuzina K. O. O raspredelenii bora i drugikh elementov v rasteniyakh // Biokhimiya rasteny. – Buryat, 1969. – S. 76-81.
8 Bagdanovsky G. A. Khimicheskaya ekologiya. - M.: izd. MGU, 1994.– 237s.
9 Tyazhelye metaly v okruzhayushchey srede. – M., 1980. – 112s.
10 Pavlov B.K., Beym A.M. Otsenka urovney tekhnogennogo nakopleniya TM komponentami rastitelnosti lesnykh ekosistem, sushchestvenno razlichayushchikhsya biokhimicheskim fonom // Problemy ekologicheskogo monitoringa i modelirovaniye ekosistem. – 1998.– T. 12. – S. 204-210.
11 Ilyin B. V. Biokhimiya i agrokhimiya mikroelementov v Yuzhnoy chasti Zapadnoy Sibiri. – Novosibirsk: Nauka, 1973.– 389s.
12 DobrovolskyV. V. Geografiyamikroelementov. –M.:Mysl, 1983. – 278s.
13 Godzik B. Accumulation of heavy metals in Biscutella Laevingata (Cruciferae) as a function concentration in substrate // Pol. Bot.Stud. – 1991. - V.2.–P. 241-246.
14 O.A.Alipbeki. Nauchnye osnovy regulirovaniye migratsii iskustvennykh radionuklidov v sisteme pochva-rasteniye: avtoref. d.b.nauk. – Almaty,2005.– S. 67-71.
15 Zeydelman F.R. Melioratsiya pochv. – M.: MGU, 2003. – S. 116-119.
16 Davydova S.L., Tagasov V.I. Auyr metaldar KhKhІ ғasyrdyң supertoksikanttary retіnde. – M., 2002. – 140b.
17 Beyseyeva G.B. Shyғys Қazaқstan oblysy Zyryan ken orny maңyndaғy sulardyң auyr metaldarmen lastanuy // Doklady V Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. – Semey, 2008. –B.167-174.
18 Қozybayeva F.E., Beіseyeva G.B., Zhuravleva L.I. Zagryazneniye vody tyazhelymi metallami i ikh vliyaniye na zdorovye naseleniye goroda Riddera //Doklady V Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. – Semey, 2008. – S. 294-303.
19 Қazhenbayev S., Makhmutov S. Tabiғat қorғau. – Almaty: Ana tіlі, 1992. – S. 65-69.
20 Kenenbayev S.B. Zonalnye osnovy povysheniya plodorodiya pakhotnykh pochv Kazakhstana. – Almaty, 2000. – S. 87-89.
21 Dzhunusbekova A.M.Kentau қalasy өңіrіndegі mүkterdі қorshaғan orta lastanuynyң bioindikatorlary retіnde paydalanu [Elektrondy resurs] // Adisteme.kz zhurnaly, 2016 zh. – Rezhim dostupa: http://adisteme.kz/kentau-kalasyi-ongirindegi-mukterdi-korshagan-orta-lastanuyinying-bioindikatorlaryi-retinde-paydalanu.html.
22 Kazyuta Ya.R. Zagryazneniye tyazhelymi metallami raznotravya i selskokhozyaystvennykh kultur, proizrastayushchikh vdol avtotrass// Tyazhelye metally
97
v okruzhayushchey srede i okhrana prirody: materialy 2-y Vsesoyuz.konf., 28-30 dek. 1987g. - Ch.2. – M.,1988. – S. 97-101.
23 S.S.Userbayeva, Z.Zh. Sakiyeva Shymkent қorғasyn zauytynan shyғarylғan ziyandy zattekter қala territoriyasynyң topyryғyn auyr metalldarmen lastanuy[Elektrondy resurs]. – Rezhim dostupa: http://vestnik.kazntu.kz/files/newspapers/56/1793/1793.pdf B 17-24.
24 Chernykh N.A. Izmeneniye soderzhaniya ryada khimicheskikh elementov v rasteniyakh pod deystviyem razlichnykh kolichestv tyazhelykh metallov v pochve // Agrokhimiya. – 1991. – №3.– S. 86-93.
25 GOST 17.4.3.03-85.Okhrana prirody. Pochvy. Obshchiye trebovaniya k metodam opredeleniya zagryaznyayushchikh veshchestv. Mezhgosudarstvenny standart.
РЕЗЮМЕ
Кенжебаева Г.И.
НЕГАТИВНОЕ ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯИ СТВЕ Казахский научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии
имени У.У.Успанова, 050060 Алматы, проспект аль-Фараби, 75 В, Казахстан,
e-mail: [email protected]
Однои из актуальных проблем в сельском хозяи стве являются загрязненные почвы тяжелыми металлами. В статье рассматриваются проблемы загрязнения почв и водных ресурсов тяжелыми металлами, а также результаты научно-исследовательских работ, и значимость тяжелых металлов в сельском хозяи стве. Концентрация тяжелых металлов в окружающеи среде (почва, вода) негативно влияет на рост развития растения и снижает продуктивность культуры. Поэтому изучение негативного влияния тяжелых металлов на сельское хозяи ство является значимым.
Ключевые слова:свинец, кадмии , медь, цинк, ртуть, удобрение, фосфор, почва.
SUMMARY
Kenzhebayeva G.I.
THE NEGATIVE IMPACT OF HEAVY METALS ON AGRICULTURE
Kazakh Research Institute of Soil Science and Agrochemistry after U.U. Uspanov, 050060 Almaty, 75 B al-Farabi avenue, Kazakhstan,
e-mail: [email protected]
Contaminated soils by heavy metals are relevance issue in agriculture. Problems on con-tamination of soil and water by heavy metals, as well as the results of research studies and sig-nificance of heavy metals in agriculture are considered in this paper. Concentration of heavy metals in soil and water negative influence to the plant development and reduce the productivi-ty of culture. Therefore, the study of a negative impact of heavy metals on agriculture is signifi-cant.
Key words: plumbum, cadmium, cuprum, zinc, hydrargyrum, fertilizer, phosphorus, soil.
98
НЕКРОЛОГ
НАСЫРОВ РУСЛАН МУХПУЛОВИЧ
(21 января 1944 - 23 мая 2016)
Коллектив Казахского НИИ почвоведения и агрохимии имени У.У. Успанова глубоко скорбит по поводу невосполнимои потери – кончины одного из ветеранов науки, почвоведа-географа, хорошего человека, незаменимого сотрудника, являвшегося душои как Института, так и его отдела «Географии, генезиса и оценки почв» – Руслана Мухпуловича Насырова.
Насыров Руслан Мухпулович родился в с. Чилик Алматинскои области, закончил агрономическии факультет
Казахского государственного сельскохозяи ственного института (1963-1968 гг.), квалификация – «ученыи агроном». После окончания института работал агрономом в колхозе им. Калинина Панфиловского раи она Талдыкорганскои области. В институте почвоведения проработал 45 лет: 1971-1986 гг. - младшии научныи сотрудник отдела географии и генезиса почв; 1986-2002 гг. – научныи сотрудник отдела географии генезиса и оценки почв. С 2002 г. по н.в. – старшии научныи сотрудник отдела географии генезиса и оценки почв. Руслан Мухпулович по совместительству был заведующим Почвенным музеем (1990-2002 гг., с 2007 года до последних днеи ).
Основные направления его исследовании – изучение структуры вертикальнои зональности, закономерностеи формирования и распространения почв и почвенного покрова гор, межгорных долин и предгорных равнин Северного, Центрального и Западного Тянь-Шаня, почвенного покрова Северного и Южного Прибалхашья, Бетпакдалы, современнои дельты Сырдарьи и обсохшего дна Аральского моря, Центральнои части Казахского мелкосопочника.
Кроме участия в тематических научно-исследовательских программах принимал участие в международных научных программах. В 1990-1994 гг. и в последние годы совместно с почвоведами КНР проводил почвенные исследования как на территории Синзянь-Уи гурского автономного раи она (Западныи Китаи ), так и в Казахстане. В период с 2002 по 2005 г. участвовал в проекте INТАS «Геоархеологические исследования использования земель и ирригации в Казахстане в настоящее и историческое время»; с 2004 по 2009 г. – в проекте «Управление засушливыми землями» Министерства охраны окружающеи среды РК и гранта Всемирного банка проводил работы по оценке воздеи ствия гептила на окружающую среду в Карагандинскои области. Также принимал участие в проекте «Комплексное сохранение приоритетных глобально-значимых водно-болотных угодии как место обитания миграционных птиц» (Алакольскии заповедник), ГЭФ-ПРООН (2004-2005).
Главные научные интересы были связаны с географиеи , генезисом и классификациеи почв, экологическои оценкои современного состояния почвенного покрова, составлением почвенных карт.
Насыров Р.М. был полон энергии, его отличала доброжелательность и добросовестныи труд. Он неоднократно участвовал в работе международных
99
конференции и съездов, выступал с докладами по актуальным вопросам почвеннои науки. Ежеквартально в музее Института для студентов Вузов (КазНУ им. аль-Фараби, КазНАУ и др.) он проводил занятия на тему: «География почв Казахстана. Современное состояние почвенного покрова Республики Казахстан».
Результаты научных исследовании опубликованы им в 70 научных трудах.
Основные публикации: «География почв Заилии ского Алатау». 1991, в соавт.; «Почвы горных и предгорных лесов Казахстана» // Леса горных систем Казахстана. 1987, в соавт.; «Краткая характеристика вертикальнои почвеннои зональности и почв окрестностеи Алма-Аты». 1989, в соавт.; «Вертикальная зональность ландшафтов и почв Казахстанскои части Северного и Внутреннего Тянь-Шаня» // Плодородие почв Казахстана. 1989. Вып. 5, в соавт.; «Почвенныи покров и почвы предгорных каменистых пустынь Илии скои впадины» // Вестник КазГУ. Сер. географ. 1998. № 6; «Бурые пустынные почвы предгорнои равнины Кетменского хребта» // Теорет. и прикл. проблемы географии на рубеже столетии . Мат-лы межд. научно-практ. конф., 2004.
Насыров Р.М. принимал участие в составлении таких почвенных карт, как Карты древнеи и современнои дельты р. Сырдарья (1:200000, 2004 г.), Почвеннои карты Семиречья (1:500000, 2005 г.), территории Алакольскои группы озер (1: 200 000, 2005 г.), центральнои части Казахского мелкосопочника (1:200000, 2006 г.), Жамбылскои области (1:500000, 2008 г.), Южно-Казахстанскои области (1:500000, 2011). Крупнорегиональные почвенные карты масштаба 1:500000 (Семиречья, Жамбылскои и Южно-Казахстанскои области) не имеют аналогов как в Казахстане, так и в странах ближнего зарубежья.
Активная научная деятельность Насырова Р.М. не раз отмечалась наградами.
Коллектив Казахского научно-исследовательского института почвоведения и агрохимии имени У.У.Успанова выражает глубокое соболезнование родным и близким Руслана Мухпуловича в связи с невосполнимой утратой.
100
СУЛТАНБАЕВ ЕРКЕН АМАНТАЕВИЧ
(16.08.1934 - 04.06.2016)
Коллектив Казахского НИИ почвоведения и агрохимии имени У.У. Успанова Республики Казах-стан с прискорбием сообщает о невосполнимои по-тере казахстанскои науки – ушел из жизни Еркен Амантаевич Султанбаев – ветеран науки, почвовед-минералог, доктор географических наук, профессор геологии и минералогии, директор ТОО «Научно-исследовательскии Институт коллоидно-дисперснои минералогии».
Султанбаев Еркен Амантаевич родился в 1934 г. в г. Шучье Кокшетаускои области. Закончил геолого-географическии факультет Казахского Государственного университета им. С.М. Кирова по специальности «физическая география» (1957). После окончания университета работал учителем среднеи школы и старшим преподавателем в Кара-
гандинском педагогическом институте. С 1962 по 1996 годы работал в Института почвоведения: аспирант, МНС, СНС, зав. лабораториеи геохимии и минералогии почв (1984).
Е.А. Султанбаев состоялся как исследователь, ученыи с глубоким понимани-ем важнеи ших задач в области почвеннои минералогии. Он принимал активное участие во многих международных программах, однои из них была Европеи ская Межнациональная программа (1977-1981 гг.). Представленные им две темы: «Роль почвенных минералов в формировании агрегатов и структуры почв» и «Поведение глинистои фазы почв в антропогенезе» получили крупное финансиро-вание.
Будучи заведующим лабораториеи геохимии и минералогии почв Е.А. Султанбаев продолжил исследования, создавая новые проекты с привлечени-ем молодых исследователеи . Областью научных интересов Е.А.Султанбаева стали генезис, геохимия, минералогия и микроморфология почв.
В 1992 году в Почвенном институте имени В.В.Докучаева он успешно защи-тил докторскую диссертацию на тему «Минералогия черноземов и каштановых почв Казахстана», а в 1995 году ему было присвоено звание профессора.
В конце девяностых годов прошлого века и до последних днеи своеи жизни он возглавлял НИИ коллоидно-дисперснои минералогии.
В 1996 году Султанбаев Е.А. развил и внедрил коллоидно-дисперсную мине-ралогию - новое для Республики Казахстан направление, которое решало задачи важных проблем почвоведения, агрохимии и коллоидно-глинистои минералогии и стало обоснованием для создания первого государственного учреждения «Научно-исследовательскии Сектор коллоидно-дисперснои минералогии».
Им выявлены закономерности распределения, пути формирования тонко-дисперсных минералов и их изменение под влиянием природных и антропоген-ных факторов в почвах, формирующихся на различных по минералого-петрографическому составу осадочных пород. Он показал, что в процессах образо-вания почвенных глин на осадочных породах главенствующая роль принадлежит не почвообразовательным породам, а в большеи степени процессам унаследова-
101
ния и трансформационным преобразованиям. Установил, что ареалы глинистых минералов черноземов и каштановых почв не совпадают с почвенными контура-ми, а находятся в прямои зависимости от качества материнских пород, очерчен-ных литолого-геоморфологическими провинциями.
Еркен Амантаевич постоянно уделял большое внимание методическим раз-работкам. На базе авторскои технологии СВИП-2 и новых методов по выделению из почвогрунтов коллоидов разных уровнеи дисперсности, включая тонкие и сверхтонкие коллоидные образования и чистых глинистых мономинералов, ему удалось проследить этапы глинообразования и выработать новые представле-ния о генезисе, физико-химических свои ствах почв.
Е.А. Султанбаев разработал принципиально новыи метод выделения из почвы илистои фракции <1 мкм и провести его фракционирование на 10 под-фракции . Методика позволила быстро в течение 10-15 минут выделить ил. Даль-неи шее совершенствование этои илистои методики позволило достигнуть выде-ление из почв, глин, грунтов наночастиц <0,001 мкм. Это ознаменовало появле-ние нанотехнологии, позволившее резко повысить информативность и получить неизвестные и казавшиеся недоступные свои ства почв.
Е.А. Султанбаев создал новую не имеющеи аналогов в мире уникальную технологию «Ускоренное и высокопрецизионное определение в почвах бидоступ-ных форм питательных элементов» нитрата, нитрита, аммония, калия, фосфора и других элементов», которая характеризуется высокои производительностью, вы-сокои точностью, низкои себестоимостью.
Еркен Амантаевич Султанбаев автор более 160 публикации , в том числе 5 монографии , 2 авторских свидетельства СССР, 1 патент РК. Им подготовлено 4 кандидата биологических наук по специальности «почвоведение».
Е.А. Султанбаев достои но представлял Казахстан за рубежом на междуна-родных конференциях и совещаниях.
Активная научная деятельность Еркен Амантаевича не раз отмечалась наградами. Он был полон энергии, планами на будущее, жизнелюбивыи и опти-мистичныи человек. Девиз в жизни – не успокаиваться на достигнутом.
Коллектив Казахского научно-исследовательского института почвоведения и агрохимии им. У.У. Успанова выражают глубокое соболезнование родным и близ-ким Еркен Амантаевича в связи с невосполнимой утратой.
102
____________________________________________________________
Почвоведение и агрохимия № 2, 2016
Редколлегия:
Ц. Абдувайли (КНР) К.С. Байков (Россия), Г.Б. Бейсеева, Р.Е. Елешев, М.А. Ибраева, С. Калдыбаев, Р. Кизилкая (Турция), Ф.Е. Козыбаева, Р.К. Кузиев (Узбекистан),
К.М. Пачикин (заместитель главного редактора), М.К. Сулейменов, Б.У. Сулейменов, Г.А. Токсеитова (ответственный секретарь),
С.Н. Абугалиева, Ж.К. Салмуханбетова (компьютерная верстка)
Тираж 500 экз.
![Human Capital Analytics 2.2016 [Read-Only]the federal government or (ii) promoting, marketing or recommending to another party any tax related matters addressed herein. mail : P.O](https://img.pdfslide.us/doc/110x75/5fc17fb074dc5278ed476327/human-capital-analytics-22016-read-only-the-federal-government-or-ii-promoting.jpg)
