Экогеохимическая оценка водной миграции веществ в черноземах Приволжской возвышенности

В течение 2015-2018 гг. в ландшафтах Приволжской возвышенности - на стационарных площадках ОАО «учхоз Муммовское» РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева Саратовской области - выполнен мониторинг экологического состояния и водной миграции веществ в черноземах целинной (лугово-степной фации) и на пустошах - выбитое пастбище с черноземами осолоделыми. Наблюдается деградация черноземов в черноземы солонцеватые и осолоделые: их бонитет, стоимость и продуктивность заметно снижаются. В статье приводятся новые фактические данные о взаимосвязи экологического состояния черноземов с гидрохимическим составом грунтовых и вод реки Большой Колышлей. В речных водах обнаружены повышенные концентрации ионов Гв3+ и Са2+ - соответственно 0,4± 0,1 и 107± 16 мг/л. С помощью метода сорбционных лизиметров (сорбенты низкозольный активированный уголь и ионообменные смолы) в нативных и деградированных черноземах исследована водная миграция продуктов деградации почв - гуматов и фульватов натрия, соединений Гг, Са, Ыа. Наиболее активно эти процессы выражены в деградированных черноземах на пустошах. Здесь, в период вегетации, из гор. А1 мигрирует 19,3 г/м2 Сорг, а в годовом цикле миграции - 22,5 ± 6,3 г/м2 Сорг. При этом большая часть массы мигрантов биодеградирует. Органоминеральные соединения в слое белесого древнего аллювия на глубине 67-83 см биодеградируют, а соединения Гг образуют красновато-желтую хроматограмму. Значительно меньше масштаб водной миграции органических веществ проявляется в черноземе обыкновенном с целинной лугово-степной растительностью. Так, в период вегетации из горизонта дернины вымывается 6,0 г/м2 Сорг, а из гумусового горизонта - 2,8 г/м2. За год из горизонта дернины мобилизуется в почвенный раствор 13,2 ± 1,3 г/м2 Сорг. Охарактеризованы барьерно-геохимические функции черноземов целинных и деградированных. Уточнены процессы осолонцевания, осолодения и черноземообразования. Подобные изыскания в регионе пока не проводятся, очевидно, из-за их трудоемкости, длительности и специфики оценки водной миграции веществ в почвах.

1. Возможности современных и будущих фундаментальных исследований в почвоведении. Пер. с англ. М.И. Герасимовой. Научный редактор перевода В.О. Таргульян. М.: ГЕОС. 2000. - 138 с.

2. Дьяконова К.В. Органические и минеральные вещества лизиметрических вод некоторых типов почв и их роль в современном процессе почвообразования // Органическое вещество освоенных и целинных почв. - М.: Наука. - 1972. - С. 183-223.

3. Кауричев И.С., Поддубный Н.Н. Почвы учебного хозяйства «Муммовское» и их агрономическая характеристика // Известия ТСХА. - 1957. Вып. 2. - С. 141-155.

4. Коковина Т.П. Состав лизиметрических вод в мощных черноземах под целинной травянистой растительностью // Труды Центр. черноземного заповедника. -1965. - Вып. 8. - С. 264-281.

5. Кауричев И. С., Яшин И.М. Теоретическое обоснование метода лизиметрических хроматографических колонок // Известия ТСХА. - 1973. Вып. 3. - С. 89-98.

6. Моделирование процессов засоления и осолонцевания почв // Сб. статей. Ред. В.А. Ковда И. Сабольч. - М.: Наука. 1980. - 262 с.

7. Надежкин С.М. Органическое вещество почв лесостепи Приволжской возвышенности и пути его регулирования. - М. - Пенза. - 1999. - 239 с.

8. Панкова Е.И., Воробьева Л.А. Диагностика и критерии оценки засоления почв. В кн. Засоленные почвы России. М.: ИКЦ «Академкнига». 2006. - С. 6-50.

9. Поддубный Н.Н., Кирюхина З.П. О миграции водорастворимого органического вещества в пахотных и целинных черноземах обыкновенных // Доклады ТСХА. - 1971. Вып. 169. - С. 116-118.

10. Роуэлл Дэвид Л. Почвоведение: методы и использование. Пер. с англ. Е.К. Кубиковой. Научн. ред. Б.Н. Золотарева. М.: Колос. - 1998. - 486 с.

11. Теория и практика химического анализа почв. Сборник статей. Ред. Л.А. Воробьева. М.: ГЕОС. 2006. - 400 с.

12. Усов Н.И. Почвы Саратовской области. Монография. Ч. 1 (Правобережье); 288 с.; Ч. 2 (Заволжье). - Саратов: ОГИЗ. Саратовское областное отделение. - 1948. -362 с.

13. Черников В.А., Яшин И.М. Некоторые принципы эколого-химической диагностики продуктов деградации гумусовых соединений почв агроландшафтов // Известия ТСХА. 1995. - Вып. 1. - С. 87-100.

14. Шеин Е.В., Карпачевский Л. О. Теории и методы физики почв. Коллективная монография. М.: Изд-во «Гриф и К». - 2007. - 616 с.

15. Шишов Л.Л., Кауричев И. С., Яшин И.М. и др. Лизиметры в почвенных исследованиях. Сборник статей. Ред. Л.Л. Шишов. - М.: Почвенный ин-т имени В.В. Докучаева РАСХН. - 1998. - 264 с.

16. Яшин И.М. Сорбция и десорбция органических веществ почвы активированным углем и окисью алюминия // Известия ТСХА. - 1972. Вып. 6. - С. 122-129.

17. Яшин И.М. Водорастворимые органические вещества почвы - их состав и миграция. - Автореф. канд. диссерт. - 06.01.03 - почвоведение. - М.: ТСХА. -1974. - С. 13,табл. 5.

18. Яшин И.М. Выделение из почв мобильных групп гумусовых соединений водным раствором нейтральной соли // Сб. статей: Актуальные вопросы агрономического почвоведения. - М.: МСХА. - 1989. - С. 48-61.

19. Яшин И.М. Взаимодействие гидроксида железа, препаратов гуминовых кислот и доломита с водорастворимыми органическими веществами подзолистых почв // Известия ТСХА. - 1991. - Вып. 5. - С. 46-61.

20. Яшин И.М., Раскатов В.А., Шишов Л.Л. Миграция химических элементов в почвенном покрове. - М.: МСХА. - 2003. - 316 с.

21. Яшин И.М. Исследование трансформации органических веществ в подзолистых почвах таежной зоны // Агроэкология. 2015. № 1.С. 10-19.

22. Яшин И.М., Васенев И.И., Рамазанов С.Р. Экологическая оценка, генезис и эволюция черноземов Приволжской возвышенности. Коллективная монография. Ред. И.М. Яшин. - М.: РГАУ-МСХА. - 2017. - 158 с.

23. Яшин И.М., Черников В. А. Опыт применения хроматографии в почвоведении и экологии. Коллективная монография. Ред. И.М. Яшин. - М.: РГАУ-МСХА. -2017. - 240 с.

24. Georg Guggenberger, Wolfgang Zech. Dissolved organic carbon in forest floor leachates: simple degradation products or humic substances? / The Science of the Total Environment. - 152 (1994). - P. 37-47.

25. Mikhailova E.A., Bryant R.B., Vasenev I.I., Swager S.J., Post C.J. Cultivation effects on soil organic carbon and total nitrogen at depth in the Russian Chernozems / Soil Sci. Am. J. V.64. - 2000. - P. 738-745.

26. Philips J.R. The theory of infiltration // Soil Sci. 1957, 1958, № 83, P. 345-357, 435-448; № 84. P. 173-177, 257-264, 329-339; № 85. P. 278-286, 333-337.

27. Richards L.Al. Diagnosis and improvement of salinenand alkali soils // U.S.D.A. Agric. Handbook. - 1954. № 60. - 160 p.

28. Soil processes and the carbon cycle. CRS Press. - 1997. - 615 p.

29. Soil organic matter in temperate agroecosystems: long-term experiments in North America (E.A. Paul et.al.ed.) CRS Press. - 1997. - 420 p.

30. Schnitzer M., Skinner S.I.M. Organo-metallic interaction in soils. 7. Stability constans of Pb2+, Ni2+, Mn2+, Co2+, Mg2+ - fulvic acid complexes // Soil Science. -1967. V. 103. № 4. - P. 247-252.

31. Stevenson F.J. Humus Chemistry. Genesis, Composition, Reaction. John Wiley. New York.1982.