850

Камень. Территориально Северный Урал находится в административных границах республики Коми и Пермского края. Почвы Северного Урала в республике Коми изучают на базе природных заповедников [2-4]. В Пермском крае уникальные биоценозы Северного Урала представлены в государственном природном заповеднике «Вишерский». Разнообразие и генетические особенности почв Северного Урала в пределах Пермского края исследованы слабо, а в пределах заповедника изучение почв практически не проводилось.

Цель исследований: изучить морфолого-генетические особенности почв на г. Хомги-Нѐл в пределах западного макросклона Северного Урала и определить их классификационную принадлежность по ―Классификации и диагностики почв России‖ (2004). Объекты исследования: почвы Северного Урала на территории ФГБУ ГПЗ «Вишерский» на базе горного кордона «Мойва». Располагается заповедник на крайнем северо-востоке Пермского края в верховьях р. Вишеры. Территория находится в пределах горной страны с перепадами высот 800-1200 м и фрагментами центральных осевых хребтов Урала. К востоку от р. Большая Мойва (левого притока р. Вишеры) возвышается наиболее мощный горный узел заповедника, где и расположен хребет Молебный Камень (1322 м). Исследования проходили на территории горного кордона «Мойва».

Сбор материала осуществлялся на почвенно-геоморфологическом профиле протяженностью 5 км на западном склоне горы Хомги-Нѐл (хребет Молебный Камень) с перепадом высот от 460 м (горно-лесной пояс) до 920 м (горнотундровый пояс). Для взятия почвенных образцов, были заложены 8 разрезов на каждой из геоботанических площадок.

В почвенных образцах определяли: скелетность почв, кислотно-основные свойства, содержание органического вещества по методу Тюрина, легко окисляемое органическое вещество по Егорову. По морфологическим и аналитически полученным результатам определено классификационное положение горных почв по субстантивно-генетической классификации почв 2004 г. [5].

Климат в заповеднике континентальный. Рельеф эрозионноденудационный, среднегорный и низкогорный. Почвообразующие породы в верхних частях склонов представлены элювием коренных пород, преимущественно кварцитов и сланцев, которые местами выходят на поверхность. На склонах почвообразование идет на рыхлых элювиально-делювиальных отложениях.

Северный Урал характеризуется отсутствием современного оледенения и наличием высотных поясов: холодные гольцовые пустыни, горные тундры, подгольцовый пояс (березовые криволесья, парковые пихтово-еловые леса, луговые поляны), горно-лесной пояс (темнохвойная елово-пихтовая тайга, светлохвойные сосновые леса). Таким образом, многообразие условий формирования почв обуславливает и пестроту почвенного покрова.

Условия формирования почв на г. Хомги-Нѐл представлены в таблице 1. Горно-тундровый пояс растительности распространѐн на высотах 850-1200 м.

321

В подгольцовом поясе почвенные разрезы заложены на площадках, приуроченных к разным подпоясам, отличающихся преобладающей растительностью. В горно-лесном поясе разрезы заложены на площадках, отличающихся крутизной, напочвенным покровом в елово-пихтовой тайге. Мезоморфологический облик каждой почвы индивидуален, что может быть обусловлено как геоморфологическими условиями, так и растительными сообществами.

Рассмотренные почвы сильнокаменистые, содержание щебня более 10% от массы почвы. В гумусовых горизонтах почв преобладает щебень размером более 10 мм и 3-1 мм. В горизонте, лежащем на метаморфической породе, так называемом почво-элювии, преобладает содержание крупного щебня. Минимальное содержание из всего количества щебня приходится на размер 5-3 мм. На рисунке 1 видно, что максимальный размах изменчивости характерен для самого крупного щебня как в верхней, так и в нижней части профиля почв. В целом, общая щебнистость достаточно сильно изменчива, что создает различные гидротермические условия.

322

0

0

В гумусовом горизонте В почво-элювии

Рисунок 1. Размах изменчивости содержания щебня в почвах

Рассматриваемые почвы имеют следующие особенности по физикохимическим свойствам: обогащенность органическим веществом (до 6,7 %), что является генетической особенностью горных почв; хороший дренаж горных склонов способствует образованию растянутого гумусового профиля и даже в горной дерново-подзолистой почве; сильнокислая реакция среды, независимо от произрастающей растительности (рНсол=3,0-4,1); очень низкая насыщенность основаниями, высокая гидролитическая кислотность 9,2-64,8 мг-экв/100 г почвы.

В почвах подгольцового пояса отмечается самое высокое содержание легкоразлагаемого органического вещества (35-97 %). В почвах горно-лесного пояса содержание ЛОВ меньше (от 3, 19 до 18,4 %) и только в литоземе в гумусовом горизонте более половины органического вещества является легкоразлагемым

(58,48%).

Итак, на Северном Урале на г. Хомги-Нѐл можно встретить почвы как первичного, так и постлитогенного почвообразования (таблица 2).

Выводы. Морфолого-генетические особенности почв г. Хомги-Нел: 1) мощность почвенного профиля варьирует от 10-20 до 50-70 см; 2) наличие гру-

323

бо-гумусированного горизонта под лесной подстилкой 3) мощность гумусового горизонта от 5 до 20-25 см; 4) отчетливая дифференциация на горизонты; 5) имеются признаки оподзоленности; 6) наличие щебня в профиле; 7) почвы почти постоянно во влажном состоянии; 8) наличие диагностических горизонтов BHF, G, BFM, E; 9) кислая рН, высокая гидролитическая кислотность и низкая сумма обменных оснований.

Знание классификационного положения горных почв позволит определить структуру почвенного покрова и провести картографирование, а также составление почвенной карты для территории заповедника.

Литература

1.Богатырев К.П. Дерновые горно-лесные почвы как особая географическая форма высокогорного почвообразования // Почвоведение.1947.№ 12. С.704-714.

2.Жангуров Е.В. Морфолого-генетические особенности почв горных лугов Северного Урала / Е.В. Жангуров, Ю.А. Дубровский, А.А. Дымов.// Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева, 2014. -Вып. 75. С. 36-47.

3.Жангуров Е.В. Характеристика почв и растительного покрова высотных поясов хребта Малды-Нырд (Приполярный Урал) / Е.В. Жангуров, Ю.А. Дубровский, А.А. Дымов // Известия Коми научного центра УрО РАН Сыктывкар, 2012. Вып. 4 (12). С. 40-48.

4.Забоева И.В. Почвы и земельные ресурсы Коми АССР. Сыктывкар: Коми книжное издво, 1975. 375 с.

5.Классификация и диагностика почв России / Л.Л. Шишов [и др.], Смоленск: Ойкумена. 2004. 342 с..

6.Михайлова Р.П. Бурые грубогумусные ненасыщенные почвы Урала // Тр. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева, 1977. -С. 87-142.

УДК 631.412

Д.А. Шавшукова – студентка; И.А. Самофалова – научный руководитель, доцент,

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

ВЛИЯНИЕ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД НА СВОЙСТВА ПОЧВЫ

Аннотация. Представлены результаты исследований в длительных полевых опытах и рассмотрено влияние осадков сточных вод на агрофизические и агрохимические свойства дерново-мелкоподзолистой тяжелосуглинистой почвы. Приведены доводы о возможности экологически оправданного и безопасного использования ОСВ в земледелии.

Ключевые слова: осадки сточных вод, удобрение, дерново-подзолистая почва, агрофизические и агрохимические показатели, гумус.

В настоящий период в Пермском крае в связи с увеличением концентрации городского населения проблема утилизации коммунальных отходов обостряется. По существующим технологиям, такие отходы, как осадки сточных вод утилизируют путем захоронения на специальных полигонах со сроком хранения 50 лет и более. В результате такой практики коммунальные отходы в районах их дислокации служат источниками опасного загрязнения окружающей среды [1].

Осадки сточных вод (ОСВ) очистных сооружений представляют собой биологически опасные токсичные отходы, не подлежащие вывозу на полигоны бытовых отходов. Осадки – постоянно возобновляемые отходы, объемы которых составляют не менее 3% от объема сточных вод, в настоящее время практически

324

не утилизируются. На территории России выделяется ряд регионов, где существует реальная угроза ухудшения экологической и санитарно-эпидемиологической обстановки, возникновения чрезвычайных ситуаций из-за аварий в системах очистных сооружений, станций аэрации, прудах-накопителях и т.д. [2].

В настоящее время на подавляющем большинстве очистных сооружениях используется естественное обезвоживание осадков на иловых картах. Иловые карты занимают значительные площади земли. Подсушенный осадок продолжает храниться на картах, площадках складирования или котлованах на территории очистных сооружений.

Одним из направлений утилизации ОСВ является их использование в качестве нетрадиционных органических удобрений в сельском хозяйстве. По данным ГНУ ВНИПТИОУ Россельхозакадемии, ежегодные объемы производства ОСВ только в России достигает 3,5 млн. т по сухому веществу. Учитывая содержание в них 60 % органической части, из бытовых отходов можно производить до 40 млн. т компоста для дальнейшего использования в агрокультуре [3].

Цель работы: изучить влияние осадков сточных вод на агрохимические и агрофизические свойства почвы. Задачи исследования: определить влияние удобрений на свойства почвы; изучить динамику изменения агрохимических показателей дерново-мелкоподзолистой почвы под влиянием нетрадиционных органических удобрений.

Объектом исследования является почва многолетнего полевого опыта Пермского НИИСХ (заложенного в 1976 г.) Почва опытного участка дерновомелкоподзолистая тяжелосуглинистая: гумуса 2,0 %, Р2О5 – 154, К2О – 125 мг/кг, рНсол 4,8, гидролитическая кислотность 2,3, сумма поглощенных оснований 10,7 мг-экв/100г, степень насыщенности основаниями 82 %. Влияние ОСВ изучается при систематическом внесении 1 раз в ротацию севооборота в чистом пару, в последействии с фоном и без фона минеральных удобрений. Схема опыта (изучаемые варианты): контроль, навоз 40 т/га, ОСВ 40 т/га, ОСВ 40 т/га(П) – с 1986 г. (П) – изучается в последействии. Наблюдение проводилось в семипольном севообороте со следующим чередованием культур: чистый пар – озимая рожь – яровая пшеница+клевер – клевер 1 г.п. – клевер 2 г.п. – ячмень – овес.

ОСВ предоставлен очистными сооружениями г. Перми. Агрохимические показатели ОСВ и валовое содержание тяжелых металлов в ОСВ, применяемых в качестве органических удобрений, соответствуют требованиям ГОСТ Р 17.4.3.07-2001. ОСВ применяли после выдержки на иловых площадках не менее 3 лет, в результате чего, согласно СанПиН 2.1.7.573-96, происходит их обеззараживание и они соответствуют требуемым микробиологическим и паразитологическим показателям.

Характеристика ОСВ и навоза, применяемых для удобрения почвы представлена в таблице 1.

Таблица 1

Химический состав органических удобрений используемых в опыте

Применение ОСВ способствовало увеличению содержания гумуса, подвижного фосфора и обменного калия в почве (таблица 2).

325

Систематическое внесение ОСВ в течении 38 лет в дозе 40 т/га увеличило содержание гумуса в слое 0-20 по сравнению с контролем на 10 % без фона минеральных удобрений и на 45 % по фону. В вариантах, где изучалось последействие ОСВ, содержание гумуса увеличилось на 30 %. Гидролитическая кислотность и рНKCl существенно не изменились и остались на уровне контроля. Также практические не изменились сумма обменных оснований и степень насыщенности почв основаниями.

Создание фона N60P60K60 и внесение органических удобрений способствовало накоплению подвижного фосфора и обменного калия, особенно при использовании ОСВ с фоном из минеральных удобрений.

В таблице 3 показано содержание агрономически ценных агрегатов и плотность сложения почвы.

Применение ОСВ на дерново-мелкоподзолистой почве улучшило ее структурное состояние по сравнению с контролем: содержание агрономически ценных агрегатов (0,25-10 мм) увеличилось почти на 60 %. Кроме того, внесение ОСВ незначительно снизило плотность сложения пахотного горизонта почвы, что улучшило водно-физические и воздушные свойства почв.

326

Выводы

1.Использование осадков сточных вод положительно повлияло на плодородие почвы (улучшились гумусный, фосфорный и калийный режимы почв). Гидролитическая кислотность и рНKCl по сравнению с контролем существенно не изменились. Улучшилось структурное состояние почв и соответственно воднофизические свойства.

2.Наилучшие изменения изученных свойств дерново-мелкоподзолистой почвы в опыте выявлены в вариантах с осадками сточных вод по фону минеральных удобрений.

3.Осадки сточных вод действуют аналогично навозу в той же дозе.

4.Интенсивность и степень влияния ОСВ на плодородие почвы зависит от периодичности внесения.

Литература

1.Использование осадков сточных вод на удобрение / Р.Ф. Байбеков, Г.Е. Мерзлая, Р.А. Афанасьев, О.В. Власова, Н.А. Ханова, А.Н. Налиухин // Плодородие. 2013. № 5. С. 33-35.

2.Ресурсы органических удобрений в сельском хозяйстве России: информационноаналитический справочник / под ред. А. И. Еськова. Владимир, 2006. 200 с.

3.Стратегия использования осадков сточных вод и компостов на их основе в агрикультуре

/под ред. Н.З. Милащенко. М.: Агроконсалт, 2002. 140 с.

УДК 631.618

М.Н. Шилова – студентка; И.А. Самофалова – научый руководитель, доцент;

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

ГРУППОВОЙ СОСТАВ СОЕДИНЕНИЙ ЖЕЛЕЗА В ПОЧВАХ ТЕХНОГЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ

(ЕЛИЗАВЕТИНСКОЕ ЖЕЛЕЗОРУДНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ, г. ЕКАТЕРИНБУРГ)

Аннотация.Представлены данные о групповом составе соединений железа в почвах первичного почвообразования техногенных ландшафтов. Выявлено, что формы соединений железа по распределению их по профилю позволяют определить направленность почвообразования.

Ключевые слова: первичное почвообразование, групповой состав соединений железа, эмбриоземы, техногенные ландшафты.

Интерес к первичным почвам не ослабевал в течение всей истории развития почвоведения. Наличие больших площадей, занятых маломощными почвами на территории нашей планеты не могло не привести к формированию представления о первичном почвообразовании как особой форме почвообразовательного процесса, осуществляющегося в самых разнообразных условиях [6].

Изучение первичного почвообразования во многом помогло раскрыть сущность элементарных почвообразовательных процессов, связанных с накоплением и трансформацией органического вещества и трансформацией минеральной части почвы [2, 3, 4].

Диагностическое значение в профилях почв имеет групповой состав соединений железа, выражая различные внутрипочвенные процессы, такие как накопление гумуса, микроагрегация, формирование органо-минеральных комплексов [5].

327

Цель исследования - изучить групповой состав соединений железа в почвах первичного почвообразования техногенных ландшафтов. Задачи исследования: изучить специфику формирования первичных почв, изучить групповой состав соединений железа, выявить почвообразовательные процессы в почвах первичного почвообразования, выявить сходство и различия дифференциации форм железа в однотипных эмбриоземах.

Исследования проводили в 2013-14 г.г. на отвале Елизаветинского железорудного месторождения, в пределах Уктусского лесопарка, которое расположены в черте г. Екатеринбурга, Свердловской области. Из таблицы 1, видно, что эмбриоземы формируются в разных природных условиях.

Таблица 1

Природные условия формирования эмбриоземов Елизаветинского железорудного месторождения (г. Екатеринбург)

Аналитические работы проведены автором в ИПА СО РАН, г. Новосибирска, в лаборатории рекультивации почв. Формы соединений железа определяли методами: содержание валового железа (общее) йодометрически (Feвал); аморфное железо (Feам) (неокристаллизованные формы) по Тамму; несиликатные формы (Feнс) (свободное) по Меру и Джексону в модификации по Коффину; неорганическое (остальное) (Feно) расчетный метод; железо органических аморфных соединений методом по Баскомбу (Feао).

Cодержание гумуса в эмбриоземах, в сравнении с бурой лесной почвой варьирует в широком диапазоне от 0,67 до 7,9 % и распределение его по профилю может быть, как постепенно убывающее, так и резко убывающее. Реакция среды является близкой к нейтральной или нейтральной.

По отношению к кларку железа в земной коре (4,65), содержание Feвал во всех исследуемых разрезах выше в 1,3 до 10,2 раз и больше, чем в бурой лесной почве, используемой в качестве фона. По данным, таблицы 2, видно, что распределение Feвал в эмбриоземах происходит однонаправленно: постепенное увеличение от верхних горизонтов к нижним.

328

Таблица 2

Формы соединений железа в почвах железорудного месторождения

*-в числителе, указывается содержание железа в % от массы почвы, в знаменателе - содержание железа в % от валового железа.

329

Feсил преобладает над Feнс, за исключением в 3 разрезе, и распределяется подобно валовым формам. Максимальное Feсил (15,90%) в эмбриоземе органоаккумулятивном буроземоподобном его больше всего, до 15,90 %, а меньшее в эмбриоземе органо-аккумулятивном гумусо-лессивированом до 3,17 %.

Относительное содержание Feнс увеличивается с глубиной во всех разрезах. Большее количество отмечается Feнc в эмбриоземе органо-аккумулятивном буроземоподобном, где содержание Feокр варьирует в пределах профиля от 16 до 40%, а в эмбриоземе органо-аккумулятивном псевдоподзолистом от 20 до 51%, в котором отмечается прогрессивноэлювиальный тип его распределения.

Содержание Feам в фоновой бурой лесной почве изменяется от 24 до 14,8% в породе. В эмбриоземах содержание Feам отличается от фоновой. По этому показателю резко отличается эмбриозем органо-аккумулятивный псевдоподзолистый. Распределение и соотношение форм железа в разрезе 1 свидетельствует о процессе буроземообразования, что подтверждает сравнительная характеристика с бурой лесной почвой.

По типу распределения в разрезе 2 несиликатных форм Fe, можно диагностировать процессы лессивирования. В эмбриоземе органоаккумулятивном (разрез 3) отмечается бимодальное распределения форм соединений железа. В нижней толще на глубине более 30 см, предположительно, преобладают сильноокристаллизованное формы (образцы с глубины более 30см, не были взяты из-за высокой каменистости пород слагающих отвал). Такая бимодальная дифференциация распределение соответствует процессу – псевдооподзоливания. [5]

Сравнивая эмбриоземы по отношению Fec / Feнc ,можно отметить, что в эмбриоземе псевдоподзолистом этот показатель минимальный, что указывает на большую выраженность процессов выветривания. Критерий Швертмана (Кш = Feам /Feнс) указывает на различные условия первичных почв, в которых формируются эмбриоземы .Возможно, это связано с активной кристаллизацией соединений железа, при очень засушливых условиях.

Выводы

1. Первичные почвы формируются в условиях ресурсной ограниченности почвообразовательного потенциала среды.

2.Групповой состав железа показывает различия по содержанию соотношения форм его соединений, что указывает на протекание разных профилеобразующих процессов.

3. В ходе изучения эмбриоземов было выяснено, что в формировании профиля почв, играет: во – первых, ведущая роль биологических процессов в формировании профиля почв; во – вторых, генетическая подчиненность всех других профилеобразующих процессов биологическим.

Главными процессами формирования первичных почв являются гумусонакопление буроземообразование, лессиваж, псевдооподзоливание, что отражено в названии исследуемых почв.

Литература

1.Таргульян В.О.Планетарные экзогенные системы: возможность сравнительного анализа. Изв. АН СССР. сер. географ. 1984,№6.

2.Таргульян В.О.Экзогенез и педогенез: расширение теоретической базы почвоведения. Вест. МГУ, сер. почвоведения. 1983. №1.

330