scienceitНаука. Инновации. ТехнологииScience. Innovations. Technologies2308-4758North-Caucasus Federal University10.37493/2308-4758.2025.2.2scienceit-721Research ArticleФИЗИЧЕСКАЯ ГЕОГРАФИЯ И БИОГЕОГРАФИЯ, ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ И ГЕОХИМИЯ ЛАНДШАФТОВ (географические науки)PHYSICAL GEOGRAPHY AND BIOGEOGRAPHY, SOIL GEOGRAPHY AND LANDSCAPE GEOCHEMISTRY (geographical sciences)Формирование микроэлементного состава почв Ставропольского края под воздействием процессов переувлажненияFormation of microelement composition of soils of Stavropol krai under the influence of waterlogging processeshttps://orcid.org/0009-0005-8205-4268ДегтяреваТ. В.DegtyarevaT. V.

 Татьяна Васильевна Дегтярева   –   кандидат    географических  наук,  доцент,  доцент    департамента   географии    и    геоинформатики  

   Scopus    ID:    57196119839

   Researcher    ID:    KLE-1800-2024.

д.    1,    ул.    Пушкина,    Ставрополь,    355017

 Tatyana V. Degtyareva    –    Cand.    Sci.    (Geogr.),    Associate Professor, Department   of   Geography    and    Geoinformatics

    Scopus    ID:    57196119839

    Researcher    ID:    KLE-1800-2024

1, Pushkin St., Stavropol, 355017

dtb.70@mail.ruСеверо-Кавказский федеральный университетРоссияNorth-Caucasus Federal UniversityRussian Federation202515072025024160Copyright © Дегтярева Т.В., 20252025Дегтярева Т.В.Degtyareva T.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://scienceit.elpub.ru/jour/article/view/721

Объектом исследования стали гидроморфные почвы Ташлянского ландшафта байрачных лесостепей, выделенного в Ставропольском крае. Изучена радиальная геохимическая структура дифференциации валовых содержаний Zn, Cu, Pb и Cd в профиле лугово-черноземных почв, формируемых под воздействием постоянного грунтового и сезонного поверхностного увлажнения. Также исследованы особенности латеральной геохимической дифференциации микроэлементов в лугово-черноземных почвах по отношению к общей латеральной структуре миграции химических элементов, характерной для ландшафтно-геохимической мезокатены, заложенной в пределах Ташлянского ландшафта. Основными методами стали: полевой, камерально-аналитический, анализ научной информации по исследованию аналогичных ландшафтно-геохимических процессов. Установлены морфологические характеристики и ряд физико-химических свойств лугово-черноземных почв, которые свидетельствуют о формировании в профиле почв дифференциации по щелочно-кислотным условиям (идет смена нейтральной реакции среды в гумусовом горизонте на слабощелочную в нижней части почвенного профиля) и окислительно-восстановительным обстановкам (происходит смена окислительной среды на восстановительную глеевую среду). Радиальная структура дифференциации валовых содержаний Zn и Cu соответствует поверхностно-аккумулятивному распределению, что, вместе с установленными статистически значимыми коэффициентами корреляции с содержанием гумуса, свидетельствует о закреплении Zn и Cu на биогеохимическом барьере в составе органоминеральных соединений. Для радиальной структуры дифференциации Pb и Cd свойственно элювиально-иллювиальное распределение. Установленные коэффициенты корреляции косвенно подтверждают закрепление Pb и Cd в составе алюмосиликатных глинистых минералов. Важными фазами-носителями микроэлементов в гидроморфных почвах являются оксиды (гидроксиды) Fe и Mn, карбонаты, легкорастворимые соли, которые визуально определены в их профиле. В общей картине латеральной дифференциации микроэлементов по ландшафтно-геохимической мезокатене лугово-черноземные почвы выступают как малоконтрастные концентраторы Zn и Cu. Более интенсивная радиальная миграция Pb и Cd из гумусовых горизонтов в гидроморфных условиях сказывается на особенностях их латерального распределения по ландшафтно-геохимической мезокатене.

The object of the study was the hydromorphic soils of the Tashlyansky landscape of ravine forest-steppes, identified in the Stavropol Krai. The radial geochemical structure of differentiation of gross contents of Zn, Cu, Pb and Cd in the profile of meadow-chernozem soils formed under the influence of constant ground and seasonal surface moistening was studied. The features of lateral geochemi relation to the general lateral structure of migration of chemical elements, characteristic of the laid landscape-geochemical mesocatena within the Tashlyansky landscape, were also studied. The main methods were field and office analyses, analysis of scientific information on similar landscape-geochemical processes. The morphological characteristics and a number of physicochemical properties of meadow-chernozem soils have been established, which indicate the formation of differentiation in the soil profile by alkaline-acid conditions (there is a change from the neutral reaction of the environment in the humus horizon to a slightly alkaline one in the lower part of the soil profile) and oxidation-reduction conditions (there is a change from the oxidizing environment to a reducing gley environment). The radial differentiation structure of the total contents of Zn and Cu corresponds to the surface-accumulative distribution, which, together with the established statistically significant correlation coefficients with the humus content, indicates the fixation of Zn and Cu on the biogeochemical barrier as part of organomineral compounds. The radial differentiation structure of Pb and Cd is characterized by eluvial-illuvial distribution. The established correlation coefficients indirectly confirm the fixation of Pb and Cd as part of aluminosilicate clay minerals. Important phases-carriers of microelements in hydromorphic soils are oxides (hydroxides) of Fe and Mn, carbonates, easily soluble salts, which are visually determined in their profile. In the general picture of lateral differentiation of microelements along the landscape-geochemical mesocatena, meadow-chernozem soils act as low-contrast concentrators of Zn and Cu. More intensive radial migration of Pb and Cd from humus horizons in hydromorphic conditions affects the features of their lateral distribution along the landscape-geochemical mesocatena.

химические элементылугово-черноземные почвыпроцессыпереувлажнениеСтавропольский крайchemical elementsmeadow-chernozem soilsprocesseswaterloggingStavropol KraiReferencesМотузова г. в. Соединения микроэлементов в почвах: системная организация, экологическое значение, мониторинг. Москва: Книжный дом «Либроком». 2009. 168 с.Motuzova G.V. Joints of microelements in soils: system organization, environmental significance, monitoring. Moscow: Book House “Librock”; 2009. 168 p. (In Russ.).Водяницкий Ю. н. Природные и техногенные соединения тяжелых металлов в почвах // Почвоведение. 2014. № 4. с. 420–432. https://doi.org/10.7868/S0032180X14040108Vodyanitsky Yu.N. Natural and technogenic compounds of heavy metals in soils. Eurasian Soil Science. 2014;(4):420-432. (In Russ.). https://doi.org/10.7868/S0032180X14040108Минкина т. м., Мотузова г. в., Назаренко о. г. Состав соединений тяжелых металлов в почвах. Ростов-на-Дону: Изд-во «Эверест», 2009. 208 с.Minkina T.M., Motuzova G.V., Nazarenko O.G. Composition of heavy metal compounds in soils Rostov-on-Don: Publishing house «Everest»; 2009. 208 p. (In Russ.).Щеглов д. и., брехова л. и. Процессы почвообразования. Воронеж: Издательский дом ВГУ, 2016. 58 с.Shcheglov D.I., Brekhova L.I. Soil formation processes. Voronezh: VSU Publishing House; 2016. 58 p. (In Russ.).Шальнев в. а. Ландшафты Ставропольского края. Ставрополь: Изд-во СГПУ, 1995. 52 с.Shalnev V.A. Landscapes of Stavropol Krai. SGPU Publishing House; 1995. 52 p. (In Russ.).Протасова н. а. Микроэлементы в черноземах и серых лесных почвах Центрального Черноземья: автореф. дис. … докт. биол. наук: 03.00.27 / Протасова Нина Алексеевна. Воронеж, 2002. 40 с.Protasova N.A. Microelements in chernozems and gray forest soils of the Central Chernozem Region: author’s abstract dissertation of dr. boil. sciences: 03.00.27. Voronezh; 2002. 40 p.Протасова н. а., Щербаков а. п. Микроэлементы (Ti, Mn, Cr, V, Ni, Zn, Cu, Co, Mo, Be, Ba, Sr, Zr, Ga, B, I) в черноземах и серых лесных почвах Центрального Черноземья. Воронеж: Изд-во Воронеж. ун-та, 2003. 368 с.Protasova N.A., Shcherbakov A.P. Microelements (Ti, Mn, Cr, V, Ni, Zn, Cu, Co, Mo, Be, Ba, Sr, Zr, Ga, B, I) in chernozems and gray forest soils of the Central Chernozem Region. Voronezh: Voronezh University Publishing House; 2003. 368 p. (In Russ.).Горбунова н. с., Протасова н. а. Формы соединений марганца, меди и цинка в черноземах Центрально-Черноземного региона // Вестник Воронежского государственного университета. Серия Химия. Биология. Фармация. 2008. № 2. с. 77–85.Gorbunova N.S., Protasova N.A. Forms of manganese, copper and zinc compounds in chernozems of the Central Black Earth Region. Proceedings of Voronezh State University. Series: Chemistry. Biology. Pharmacy. 2008;(2):77-85. (In Russ.).Сосорова с. б., Кашин в. к. Свинец в почвах дельты реки Селенга // Почвоведение. 2021. № 2. с. 196–210.Sosorova SB, Kashin VK. Lead in soils of the Selenga River delta. Eurasian Soil Science. 2021;(2):196-210.Ахтырцев б. п., Ахтырцев а. б., Яблонских л. а. Тяжелые металлы и радионуклиды в гидроморфных почвах лесостепи Русской равнины и их профильное распределение // Почвоведение. 1999. № 4. с. 435–444.Akhtyrtsev B.P., Akhtyrtsev A.B., Yablonskikh LA. Heavy metals and radionuclides in hydromorphic soils of the forest-steppe of the Russian Plain and their profile distribution. Eurasian Soil Science. 1999;(4):435-444.Кулинцев в. в., Годунова е. и., Желнакова л. и. и др. Система земледелия нового поколения Ставропольского края. Ставрополь: АГРУС Ставропольского гос. аграрного ун-та, 2013. 520 с.Kulintsev V.V., Godunova E.I., Zhelnakova L.I., et al. New generation farming system of Stavropol Krai Stavropol: AGRUS of Stavropol State Agrarian University; 2013. 520 p. (In Russ.).Дзыбов д. с. Растительность Ставропольского края. Ставрополь: АГРУС, 2018. 492 с.Dzybov DS. Vegetation of Stavropol Krai. Stavropol: AGRUS; 2018. 492 p. (In Russ.).Дьяченко в. в. Геохимия, систематика и оценка состояния ландшафтов Северного Кавказа. Ростов-на-Дону: Комплекс, 2004. 268 с.Dyachenko V.V. Geochemistry, systematics and assessment of the state of landscapes of the North Caucasus Rostov-on-Don: Complex; 2004. 268 p. (In Russ.).Виноградов а. п. Среднее содержание химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры // Геохимия. 1962. № 7. с. 555–571.Vinogradov A.P. Average content of chemical elements in the main types of igneous rocks of the earth's crust Geochemistry. 1962;(7):555-571. (In Russ.).Виноградов а. п. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М.: Изд-во АН СССР. 1957. 238 с.Vinogradov A.P. Geochemistry of rare and dispersed chemical elements in soils Moscow: Publishing house of the USSR Academy of Sciences; 1957. 238 p. (In Russ.).Mаrtinez C. E., Bazilevskaya K. A., Lanzirotti A. Zinc coordination to multiple ligand atoms in organic rich surface soils // Environ. Sci. Technol. 2006. Vol. 40. P. 5688-5695.Martinez C.E., Bazilevskaya KA, Lanzirotti A. Zinc coordination to multiple ligand atoms in organic rich surface soils Environ Sci. Technol. 2006;40: 5688-5695.Гречишкина Ю. и. Сохранение и воспроизводство плодородия черноземных почв для повышения продуктивности агроценозов Центрального Предкавказья: дис. … д-ра с.-х. наук: 06.01.04 // Гречишкина Юлия Ивановна. Ставрополь, 2020. 469 с.Grechishkina Yu.I. Preservation and reproduction of the fertility of chernozem soils to increase the productivity of agrocenoses of the Central Ciscaucasia: dissertation of dr agricult sciences: 06.01.04. Stavropol; 2020. 469 p.Баргальи Р. Биогеохимия наземных растений: экофизиологический подход к биомониторингу и биовосстановлению / под ред. Н. С. Касимова. Москва: ГЕОС, 2005. 456 с.Bargalyi R. Biogeochemistry of terrestrial plants: an ecophysiological approach to biomonitoring and biorestoration Edited by NS. Kasimov. Moscow: GEOS; 2005. 456 p. (In Russ.).Covelo E., Vega F., Andrade M. Competitive sorption and desorption of heavy metals by individual soil components // Journal of Hazardous Materials. 2007. Vol. 140. P. 308-315.Covelo E., Vega F., Andrade M. Competitive sorption and desorption of heavy metals by individual soil components Journal of Hazardous Materials. 2007;140:308-315.Понизовский а. а., Мироненко е. в. Механизмы поглощения свинца (II) почвами // Почвоведение. 2001. № 4. с.418–429.Ponizovsky A.A., Mironenko E.V. Mechanisms of lead (II) absorption by soils. Eurasian Soil Science. 2001;(4):418-429. (In Russ.).Bradl H. Adsorption of heavy metal ions on soils and soils constituents // Journal of Colloid and Interface Science. 2004. Vol. 277. P. 1-18.Bradl H. Adsorption of heavy metal ions on soils and soils constituents Journal of Colloid and Interface Science 2004;277:1-18.Zachara J.M., Cowan C.E., Resh C.T. Sorption of divalent metals on // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1991. Vol. 55. No. 6. P. 1549-1562.Zachara J.M., Cowan C.E., Resh C.T. Sorption of divalent metals on calcite Geochimica et Cosmochimica Acta 1991;55(6):1549-1562.Дегтярева т. в., Солянник е. н., Мельничук в. в., Ляшенко е. а. Формирование микроэлементного состава почв полупустынных ландшафтов Ставропольского края // Наука. Инновации. Технологии. 2022. № 2. с. 73–88. https://doi.org/10.37493/2308-4758.2022.2.4Degtyareva T.V., Solyannik E.N., Melnichuk V.V., Lyashenko E.A. Formation of microelement composition of soils of semi-desert landscapes of Stavropol Krai Science Innovations. Technologies. 2022;(2):73-88. (In Russ.). https://doi.org/10.37493/2308-4758.2022.2.4

The authors declare that there are no conflicts of interest present.