Формирование микроэлементного состава почв Ставропольского края под воздействием процессов переувлажнения

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.

1. Мотузова г. в. Соединения микроэлементов в почвах: системная организация, экологическое значение, мониторинг. Москва: Книжный дом «Либроком». 2009. 168 с.

2. Водяницкий Ю. н. Природные и техногенные соединения тяжелых металлов в почвах // Почвоведение. 2014. № 4. с. 420–432. https://doi.org/10.7868/S0032180X14040108

3. Минкина т. м., Мотузова г. в., Назаренко о. г. Состав соединений тяжелых металлов в почвах. Ростов-на-Дону: Изд-во «Эверест», 2009. 208 с.

4. Щеглов д. и., брехова л. и. Процессы почвообразования. Воронеж: Издательский дом ВГУ, 2016. 58 с.

5. Шальнев в. а. Ландшафты Ставропольского края. Ставрополь: Изд-во СГПУ, 1995. 52 с.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. Сосорова с. б., Кашин в. к. Свинец в почвах дельты реки Селенга // Почвоведение. 2021. № 2. с. 196–210.

10. 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.

11. 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.

12. Дзыбов д. с. Растительность Ставропольского края. Ставрополь: АГРУС, 2018. 492 с.

13. Дьяченко в. в. Геохимия, систематика и оценка состояния ландшафтов Северного Кавказа. Ростов-на-Дону: Комплекс, 2004. 268 с.

14. Виноградов а. п. Среднее содержание химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры // Геохимия. 1962. № 7. с. 555–571.

15. Виноградов а. п. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М.: Изд-во АН СССР. 1957. 238 с.

16. 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.

17. 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.

18. Баргальи Р. Биогеохимия наземных растений: экофизиологический подход к биомониторингу и биовосстановлению / под ред. Н. С. Касимова. Москва: ГЕОС, 2005. 456 с.

19. 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.

20. Понизовский а. а., Мироненко е. в. Механизмы поглощения свинца (II) почвами // Почвоведение. 2001. № 4. с.418–429.

21. Bradl H. Adsorption of heavy metal ions on soils and soils constituents // Journal of Colloid and Interface Science. 2004. Vol. 277. P. 1-18.

22. 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.

23. 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/10.37493/2308-4758.2022.2.4