книги из ГПНТБ / Якушевская, И. В. Микроэлементы в природных ландшафтах учеб. пособие

особенно на бедных материнских породах: флювиогляциальных, озерных,, древнеаллювиальных песках и песчаной морене (бора до 12 мг/кг, цинка до 30 мг/иг, кобальта до 10 мт1/иг и меди до 12 мг/кг).

Вотличие от перечисленных микроэлементов, молибден мало подвижен в условиях кислой реакции и в присутствии по­ луторных окислов, с которыми образует труднорастворимые соединения. Но, несмотря на это, кларк Мо наименьший в под­ золистых почвах в первую очередь из-за бедности материнских пород (песчаных отложений) этим элементом (молибден фик­ сируется почвенными коллоидами).

Втаежной зоне преобладают почвы легкого .механического состава на песчаных и легкосуглинистых породах.

На богатых микроэлементами породах кларк их в почве сохраняется высоким. Так, на элювии кристаллических пород

Кольского п-ва содержание Си достигает 60'—80 мг/кг, Zn больше 60 мг/кг, Со — 15—20 мг/кг. Относительно высоким ва­

ловым содержанием микроэлементов отличаются почвы на мо­ рене, содержащей валуны кристаллических пород Со — 10 — 15 мг/кг, Си — 40—50 мг/кг, Zn — 30—60 мг/кг.

Повышенное содержание марганца до 2000 мг/кг, молибде­ на 1,6—2,4 мг/кг и до 8,0 мг/кг и бора 30 мг/кг наблюдается в дерновых шунгитовых почвах, развитых на шунгите, богатом всеми перечисленными элементами, а также медью, кобальтом и цинком. Для бора характерно повышенное 18—30 мг/кг со­ держание его в почвах на морских отложениях.

На карбонатных породах наблюдается повышенное содер­ жание в почвах цинка 30—60 мг/кг, марганца 900—1250 мг/кг и больше и молибдена 1,2—1,6 мг/кг. Это обусловлено не толь­ ко прямым, но и косвенным влиянием пород на увеличение фитобиомассы и запасов гумуса, т. е. интенсивность и размах биогенного поглощения микроэлементов. Биогенное накопле­ ние особенно свойственно марганцу, оно проявляется в той или иной степени во всех почвах средней и южной тайги, достигая

вряде случаев величины 1250—2000 мг/кг.

ВПредуралье, в.таежно-лесной зоне, почвы обогащены ко­ бальтом до 25 и более мг/кг, медью 30—40 мг/кг, цинком более

60 мг/кг и молибденом более 3,5 мг/кг. Это связано с тем, что •в качестве почвообразующих пород здесь выступает элювий и делювий пестро-цветных пермских отложений.

При движении на юг (по тдрритории Русской равнины) в зоне широколиственных лесов и лесостепи происходит законо­ мерная смена условий почвообразования, почв и почвообра­ зующих пород. Периодически промывной тип водного режима, реакция, близкая к нейтральной, высокий окислительно-восста­ новительный потенциал, богатство гумусом и преобладание в его составе малоподвижных гуминовых кислот, богатство осно­ ваниями — эти факторы понижают миграционную способность

90

меди, щшка, бора. Микроэлементы фиксируются в почвах гу­ мусом, илистой фракцией, карбонатами.

Господствующие здесь лёссовидные карбонатные суглинки относительно обогащены микроэлементами. Все это и создает •более высокий «фон» содержания микроэлементов в почвах: Мп 550—900 мг/кг, Zn 30—60 мг/кг, В 12—30 мг/кг, Со — 10— 15 мг/кг, Си 24—50 мг/кг, Мо 1,6—3,2 мг/кг.

Содержание таких микроэлементов, как Си, Со, Мо нарас­ тает по мере приближения ,к Уралу. Так, если в пахотном слое почв западных районов зоны, в правобережной Украине, содер­ жание меди составляет 12—18 мг/кг, между Днепром и Волгой оно достигает 18—24 мг/кт, а в Предуралье 24—30 мг/кг. Со­ держание кобальта колеблется в пределах зоны от 10—15 в правобережье Украины до 15—20 и даже более 25 мг/кг в Предуралье. Почвы Приволжской возвышенности бедны ко­ бальтом 5—10 мг/кг вследствие бедности этим элементом почвообразующих пород песчаников и песчанико-сланцев. Такой характер распределения валового содержания Си « Со связан, во-первых, с фациальными особенностями почв и, во-вторых, с содержанием этих микроэлементов в почвообразующих поро­ дах, из которых самые богатые породы Предуралья.

На содержание марганца в почвах большое влияние ока­ зывает характер растительности. В почвах под лесной, слабоизреженной растительностью содержание валового Мп дости­ гает 1250 мг/кг и более, в то же время в почвах безлесных пространств лишь 500—800 мг/кг. Можно отметить некоторое

Как уже упоминалось, основной «фон» содержания цинка 30—60 мг/кг. В Молдавии, а также в Предуралье содержание цинка несколько выше — до 90 мг/кг, что обусловлено значи­ тельным его содержанием в почвообразующих породах этих районов (лёссовидных суглинках и элювии коренных пород), г. также биологической его аккумуляцией.

Среднее содержание Мо в почвах 1,6—3,2 мт/кг, причем наивысший уровень содержания Мо в почвах на тяжелых суг-

.линистых породах более 3,2 мг/кг. Молибден фиксируется гумусом и почвенными коллоидами и, несмотря на его под­ вижность в условиях щелочной реакции, он накапливается в почвах. В легких по механическому составу почвах содержа­ ние Мо падает до 0,8—1,2 мг'/кг.

Среднее содержание бора 12—30 мг/кг. Некоторое увели­ чение его содержания до 30—40 мг/кг происходит при движе­ нии на юго-восток, что, возможно, связано с увеличением су­ хости климата и действием испарительного, геохимического «барьера, способствующего накоплению бора в почвах.

91

Переход к степной зоне сопровождается увеличением су­ хости климата, нарастанием карбонатности почв, при доволь­ но высоком содержании в них гумуса и илистой фракции. По­ роды степи — Лёссы и карбонатные лёссовидные суглинки — •слабо выщелочены и богаты микроэлементами. Все это опре­ деляет более высокий кларк микроэлементов, за исключени­ ем Мп.

В дифференциации уровня микроэлементов в почвах сте­ пей очень четко проявляются как провинциальные (Придунайокая, Украинская, Средне-Русская, Заволжская) особенности, так и изменения зонального характера при смене почвенных типов и подтипов.

Содержание бора закономерно возрастает в юго-восточном направлении при омене различных подтипов черноземов: если в обыкновенных черноземах 18—24 мг/кг, то южные содер­ жат от 40—50 мг/кг до 60 мг/кг бора. Изменение содержания бора происходит также при переходе от западных провинций к восточным: правобережье Днепра — 18—24 мг/кг, высокое Заволжье — 50—60 мг/кг.

Почти постоянно в почвах степной зоны содержание мар­ ганца 550—900 мг/кг. Исключения — почвы Донецкого кряжа 900—1250 мг/кг, развитые на породах, богатых марганцем, и

и Ергеней имеют 200—550 мг/кг Мп в пахотном слое из-за бед­ ности почвообразующих пород и растительного опада.

Фоновое содержание Со в черноземных почвах 10 — 15 мг/кг. На значительных пространствах левобережной Украи­ ны содержание кобальта 20—25 мг/кг, что коррелирует с тя­ желым механическим составом «местных» лёссов. Вообще же лёссы содержат незначительные количества валового кобальта 6—15 мг/кг, по данным К. В. Веригиной, что и определяет бо­ лее низкий уровень Со на остальной территории степной зоны— 10—20 мг/кг. В степной части Крыма увеличение кобальта да 25 мг/кг связано с участием его в галогенезе.

Почвы Приазюво-Причерноморской провинции содержат кобальта 10—20 мг/кг. Наименьшее содержание приурочено к почвам Ставропольской возвышенности на бедных кобальтом песчаниках, мергелях и известняках и их элювии. Сравнитель­ но много валового кобальта в почвах Азово-Кубанской разнины — 10—15 мг/кг.

Содержание Со в Средне-Русской провинции черноземовизменяется мало и колеблется в пределах 10—15 мг/кг, за ис­ ключением легких почв междуречья Дона и Волги — 5— 10 мг/кг. Степное Заволжье представлено почвами, содержа­ щими 10—15 мг/кг Со, иногда более 20 мг/кг.

В черноземных почвах кларк меди колеблется в среднем от

92

ПР И Н Ц И П Ы СОСТАВЛЕНИЯ СХЕМАТИЧЕСКИХ КАРТ

СО Д Е Р Ж А Н И Я МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВАХ

Карты содержания микроэлементов в почвах дают нагляд­ ную краткую и очень концентрированную информацию о мик­ роэлементах. В зависимости от масштаба карт она .может слу­ жить источником разнообразных сведений о микроэлементах. Мелкомасштабные карты для больших регионов позволяют выявить наиболее общие закономерности в распределении мик­ роэлементов в почвах, связанные с зональностью, провинци­ альными особенностями, с литологией. По этим картам можно наметить биогеохимические провинции с «нормальным», дефи­ цитным и избыточным содержанием микроэлементов и опре­ делить районы, где можно ожидать эндемические заболевания. На среднемасштабных картах отдельных регионов, областей и районов находят отражение закономерности распределения микроэлементов в почвах отдельных ландшафтов, зависимость уровня микроэлементов от степени выраженности почвообра­ зовательного процесса и характера материнских пород.

На этих картах проявляются также «аномалии» в виде ореолов «рассеяния» над рудными и нефтеносными месторож­ дениями, характеризующиеся повышенными кларками микро­ элементов во всех компонентах ландшафта или аномалии, обус­ ловленные близким залеганием пород с «ненормальным» со­ держанием микроэлементов (выходы базальтов, гранитов). На подобных картах выявляются и обособляются ландшафты пойм крупных рек, обширные низины, разные типы водоразде­ лов и т. д. На крупномасштабных картах, составленных для отдельных хозяйств или нескольких объединенных совхозов или колхозов, проявляются наиболее частные взаимосвязи между содержанием микроэлементов и свойствами почв\(гумусностью, карбонатностью, механическим составом, степенью эродированное™, окультуренное™) и четко устанавливается характер перераспределения микроэлементов в почвах сопря­ женных ландшафтов.

Картографический материал может быть использован для различных целей: поисковых геологических исследований, вы­ явления районов эндемических заболеваний, выделения био­ геохимических провинций; для дифференцированного и обос­ нованного применения микроэлементов в сельском хозяйстве— в качестве удобрений и подкормок; в медицинских целях; для проведения профилактических мероприятий в районах энде­ мических заболеваний и дальнейших исследований заболева­ ний. I

В каком бы масштабе и для каких бы целей не составлялась карта, необходимо использовать при этом карты почвенные, растительного покрова, карты четвертичных отложений, гип­ сометрические, карты физико-географического районирования.

94

тов и т. д. должно вестись отдельно для различных элементов ландшафта, в случае микрокомплексности почвенного покрова отдельно для участков с выраженностью последней. Важно не «сваливать» в одну кучу несравнимые данные. Выше уже при­ водилось много примеров четкой дифференциации в содержа­ нии микроэлементов в почвах сопряженных элементарных ландшафтов. Не менее сильно варьирует содержание микро­ элементов в почвах отдельных микрозон. Без учета этих об­ стоятельств получить объективное представление о микроэле­ ментах невозможно.

При однородности верхнего гумусового горизонта образец берут сразу из слоя 0—20 см, при наличии различных генети­ ческих горизонтов (подстилки, оподзоленного осолоделого, столбчатого и др. горизонтов) — берут образцы отдельно из каждого и анализируют так же отдельно, не смешивая их, а затем рассчитывают средневзвешенное количество микроэле­ ментов. Если определяются объемные и удельные веса, то с учетом их. При отсутствии последних вычисления ведутся сле­ дующим образом. Если например, в гор. 0—15 см содержание Си — 12 мг/кг, а в гор. 15—20 ом — 5 мг/кг, то 15X12 = 180;. 5x5=25; 180+25=205; 205:20=10,25 мг/кг. Все образцы бе­ рут смешанными из 4—5 точек, отобранных по конверту.

Кроме образцов из верхних горизонтов почвы, должны быть взяты образцы по всем генетическим горизонтам всех встре­ ченных почвенных типов, подтипов, разновидностей и т. д. Со­ вершенно необходимо отдельно собирать, и анализировать все новообразования, лесные подстилки, степной войлок, наилок и т. д. Причем, для дальнейших расчетов и возможности цели­ ком использовать полученные цифры следует сразу же в полег устанавливать количественную характеристику взятых объе­ ктов (вес конкреций в определенном объеме почв, подстилок на определенной площади и т. д.).

Если контуры отдельных сопряженных элементарных ланд­ шафтов не укладываются в масштаб, необходим также сбор образцов почв из всех элементарных ландшафтов. Если пред­ полагается проведение более детальных исследований^то же­ лательно провести анализ не только почвенных образцов и по­ род на небольшой глубине (в пределах почвенного профиля),' но и пород, лежащих глубже (бурение), почвенно-трунтовых и поверхностных вод, растительности как надземной, так и под­ земной массы (и целинной и культурной).

Подобная характеристика всех компонентов элементарных ландшафтов позволяет составить представление о характере перераспределения микроэлементов, о подвижности их, биоло­ гическом поглощении и формах передвижения.

Для проб воды следует использовать полиэтиленовую хлор­ виниловую посуду, емкостью около 2 л.

Образцы наземной растительности берут с площадок

96

S0X50 см2 в трехкратной повторное™, корневые системы от­ бирают с объема 25x25 см2 и на глубину максимального рас­ пространения корней так же в трехкратной повторности.

Все образцы почв, пород, растений и новообразований должны быть тщательно запакованы и снабжены этикетками.

После проведения анализа образцов, в зависимости от масштаба съемки, производят возможное расслоение совокуп­ ности или по почвенному покрову или по характеру материн­ ских пород или по типам ландшафтов и статистическую обра­ ботку материала ведут отдельно. На основании данных коэф­ фициентов варьирования и соответствующей достоверной раз­ ности в содержании микроэлементов рассчитываются ступени градации для составления карт. Чем больше коэффициент варьирования, тем больше студень градации и наоборот (таб­ лица 39). Увеличение концентрации содержания микроэлемен­ тов в почвах повышает ступень градации. При картировании небольшой территории градации можно бр.ать более дробные (Зырян Н. Г , 1968).

При картировании подвижных форм соединений микроэле­ ментов необходимо учитывать так же придержки по степени обеспеченности почв микроэлементами, разработанные рядом авторов для отдельных районов и представленные в более об­ щей форме Я. В. Пейве (1961). На картах необходимо выде­ лять границы по степени обеспеченности или объединяющие

На схематических картах содержания микроэлементов в почвах Калужской и Смоленской областей выделены почвен­ ные районы с определенным интервалом содержания микро­ элементов, границы проведены по градациям, не перекрывая друг друга (так же как и для карты по нечерноземному цент­ ру)-

Для Ростовской области схематические карты содержания микроэлементов составлены на основе почвенной карты. При­ нятые градации позволяют объединить ряд почв в один контур.

На всех перечисленных картах (за исключением карты Мос­ ковской области) не нанесены почвы и их контуры, что очень затрудняет восприятие. В этом отношении выгодно отличается схематическая карта содержания бора в почвах Крыма (Зы­ рян Н. Г., Большаков В. А., 1964).

Как нам кажется, совершенно необходимо давать почвен­ ные контуры или контуры почвенных районов на схематических картах содержания микроэлементов в почвах, они должны иметь подчиненное значение и не выделяться резко, как бы просвечивать через основной фон контуров содержания мик­ роэлементов.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

Ос н о в н а я