Элементный состав почв в пойменных экотопах бассейна реки Малая Кокшага и его изменение в ходе их эволюции
Authors: Демаков Ю.П. , Исаев А. 
Published: February 2025

Введение.Минеральная часть почвы, на долю которой приходится 80–90 % общей массы, оказывает большое влияние на её физические, водные и агрохимические свойства, определяя структуру биогеоценозов, их производительность и закономерности развития, являясь для растений источником питательных веществ. Знания о процессах изменения элементного состава почв под воздействием естественных и антропогенных факторов необходимы для глубокого понимания их генезиса, а также особенностей протекания в экотопах биологического круговорота веществ. Цель исследования – оценка валового содержания химических элементов в почвах пойменных экотопов бассейна реки Малая Кокшага Республики Марий Эл, выявление границ и закономерностей его изменчивости. Объекты и методы. Исследования проведены в шести пойменных и одном приводораздельном экотопах, последний из которых служил эталоном сравнения. Оценку валового содержания химических элементов в почве проводили с помощью рентгенофлуоресцентного анализа в институте геологии и нефтегазовых технологий Казанского (Приволжского) федерального университета. Полученный цифровой материал обработан на ПК с использованием методов математической статистики. Результаты. В образцах почвы было выявлено наличие 30 химических элементов, преобладающим из которых является Si. На порядок меньше содержится в них Al и Fe, а за ними следуют K, Mg, Na и Ca. Кларки концентрации наиболее велики у Cu, Zr, Cr, Ni и Mn, несколько повышены они у V и Ti. Среднее значение кларка концентрации Zn, Fe и Al близко к единице, а у Si, Mg и Ba оно изменяется от 0,88 до 0,78. Самые низкие кларки концентрации у Na(0,38), Ca(0,31) и S(0,27). Установлено, что по мере развития почв в них чётко возрастает содержание органического вещества, Mn, P и S, а концентрация же Al и Mg, наоборот, снижается. Содержание остальных химических элементов в процессе эволюции почв практически не меняется. В краткопойменных экотопах под пологом всех древостоев, за исключением сероольшаника, изменения состава почв протекали практически так же, как и в нагорном липняке. Наиболее значительные изменения элементного состава почв произошли на пойменном лугу. Вывод. Особенности эволюции почв лучше всего отражает изменение валового содержания в них фосфора, серы и марганца, тесно связанного с органическим веществом, а также железа, характеризующего особенности протекания окислительно-восстановительных процессов.

The mineral part of the soil, which accounts for 80-90 % of the total mass, has a great influence on its physical, water and agrochemical properties, determining the structure of biogeocenoses, their productivity and development patterns, and serving as a nutrient for plants. Knowledge of the processes of change in the elemental composition of soils affected by natural and anthropogenic factors is essential for in-depth understanding of soil genesis and peculiarities of the biological cycle of substances in ecotopes. The purpose of the research is to assess the gross content of chemical elements in the soils of bottomland ecotopes of the Malaya Kokshaga river basin of the Republic of Mari El, as well as determine the limits and patterns of its variation. Objects and methods. The studies were carried out in six bottomland ecotopes and one near-watershed ecotope, the latter served as a benchmark for comparison. Assessment of the gross content of chemical elements in the soil was performed by means of X-ray fluorescence analysis conducted at the Institute of Geology and Petroleum Technologies of Kazan (Volga Region) Federal University. The digital materials obtained were processed on a PC using methods of mathematical statistics. Results.The soil samples exhibited the presence of 30 chemical elements, among which Si prevailed. They also contain an order of magnitude less Al and Fe, followed by K, Mg, Na and Ca. The clarkes of concentration are the highest for Cu, Zr, Cr, Ni and Mn; they are slightly increased for V and Ti. The average clarke value of Zn, Fe and Al concentration is close to 1, and for Si, Mg and Ba it varies from 0.88 to 0.78. The lowest clarkes were observed for Na (0.38), Ca (0.31) and S (0.27) concentration. It was found that with the soil evolution, the content of organic matter, Mn, P and S in soils steadily increases, while the concentrations of Al and Mg, on the contrary, decrease. The content of other chemical elements remains essentially unchanged in the process of soil evolution. In the ecotopes of bottomland subject to short-term flooding, under the canopy of all forest stands with the exception of gray alder forests, alterations in the soil composition proceeded in almost the same manner as in the upland lime-tree forests. The most significant changes in the elemental composition of soils occurred in the floodplain meadow. Conclusion. Particularities of the soil evolution are best reflected in the changes in the gross content of phosphorus, sulfur and manganese in soils, which is closely related to organic matter, as well as the gross content of iron, characterizing the specificity of redox processes.