Оценка питательного режима светло-каштановых и бурых пустынно-степных почв при нефтяном загрязнении

№ 1(20), 2010 г.

доминирующую роль играют дерновинные злаки (Stipa sareptana, Stipa capillata); в зоне выпаса - в ходе сукцессии число постоянных видов увеличивается незначительно. В зоне бурых почв на плакорах восстанавливаются злаково-лерхополынные, лерхополынные фитоценозы; на солонцах средних - лерхополынные. При умеренном выпасе однородные лерхополынные сообщества средневозрастных залежей сменяются комплексной растительностью. Под воздействием усиленного выпаса лерхополынные залежи трансформируются в лерхополынно-эбелековые, эбелеково-лерхополынные, эбелековые [6].

Отмечается, что на территории заповедника площади открытых песков значительно уменьшились с 34,4 % до 0,47% от общей площади заповедника. Площади открытых очагов выдувания практически отсутствуют. 1

1. Агроклиматические ресурсы Калмыцкой АССР, - Л.: Гидрометиздат, 1974. 187 с.

2. Федюков А.Б. Природа Калмыцкой АССР.- Элиста.: Калмиздат, 1969. 130 с.

3. Ташнинова Л.Н. Красная книга почв и экосистем Калмыкии. - Элиста: АПП «Джангар», 2000. 216 с.

4. Лавренко Е. М. Провинциальное разделение Центральноазиатской и Ирано-Туранской подобластей Афро-Азиатской пустынной области // Бот. журн. 1965. Т. 50. N° 1. С. 3-15.

5. Рачковская Е. И., Сафронова И. Н. Новая карта ботанико-географического районирования Казахстана и Средней Азии в пределах пустынной области // Геоботаническое картографирование 1992. СПб., 1994. С. 33-49.

6. Сафронова И.Н. Фитоэкологическое картографирование Северного Прикаспия // Геоботаническое картографирование 2001-2002. СПб.,2002. С. 44-65.

7. Мяло Е.Г., Левит О.В. Современное состояние и тенденции развития растительного покрова Черных земель // Аридные экосистемы. -1996, том 2, № 2-3, -С. 145-151.

ИЛЬДЖИНОВА М.И.

ОЦЕНКА ПИТАТЕЛЬНОГО РЕЖИМА СВЕТЛО-КАШТАНОВЫХ И БУРЫХ ПУСТЫННО-СТЕПНЫХ ПОЧВ

ПРИ НЕФТЯНОМ ЗАГРЯЗНЕНИИ

Одним из серьезных негативных последствий загрязнения является ухудшение питательного режима почв, прежде всего обеспеченности их биогенными элементами, из которых основными являются азот, калий и фосфор. Нефтяное загрязнение вызывает резкое увеличение содержания углерода в почве. При этом содержание общего азота меняется незначительно. В загрязненной почве соотношение углерода к азоту (С:№) увеличивается в десятки раз по сравнению с незагрязненной почвой. Избыточный углерод тормозит процесс аммонификации, в результате которого в почве накапливается аммонийный (менее доступный растениям) азот. При соотношении QN более 20 микроорганизмы начинают конкурировать с растениями за минеральный азот почвы. Нефтяное загрязнение вызывает резкое снижение содержания в почве подвижного фосфора и обменного калия [1].

Целью данной работы является изучение изменения питательного режима почв, загрязненных нефтью. Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи: выявление изменение химического состава фоновых почв при применении фитомелиорантов и в зависимости от времени контакта с нефтью.

Объектом исследований являются почвы характерные для различных природных ландшафтов в условиях степной и пустынной зон. Пробы почв для закладки модельного опыта отбирались на двух участках полевых исследований (г. Шаред - светло-каштановые и Тавн-Г ашун - бурые полупустынные) из поверхностного горизонта с глубины 0-25см. В ходе эксперимента исследуемые почвенные модельные экосистемы подвергались периодическому рыхлению и увлажнению. Нефть вносили в количестве 2% от общей массы нефти (1,1кг), торф в количестве 25% и минеральные удобрения (суперфосфат 40г, аммиачная селитра 10г). В течение вегетационного периода 2009 г производили высев двух кормовых видов растений (люцерна и фацелия).

Светло-каштановые почвы опытного участка относятся к низкообеспеченным доступным фосфором и азотом, но сравнительно высокообеспеченным калием [1].

Бурые полупустынные почвы формируются в условиях недостаточного атмосферного увлажнения. Как следствие этого - ослабленные процессы гумусонакопления в почах. Дефицит влаги резко снижает их потенциальную продуктивность, способствует развитию дефляции почв. Обеспеченность подвижным фосфором низкая и средняя, обменным калием - средняя и высокая (1,35-2,7 мг Р2О5, 18,0-40,0 мг К2О - на 100 г почвы). Реакция почвенного раствора по всему профилю щелочная (рН 7,9-8,5) [2].

Данные лабораторного анализа показали, что наименее чувствительным к нефтяному загрязнению является калий, он практически не изменяется ни от способа рекультивации, ни от присутствия нефти, ни от типа почвы, и варьирует от 500 до 750 мг/кг, что превышает общие фоновые показатели. Содержание фосфора под фацелией в светло-каштановых почвах ниже, чем под люцерной, а на бурых полупустынных почвах фацелия проявляет себя как более эффективный фитомелиорант и содержание фосфора под ней выше (табл.1). Наиболее чувствительным к

73

ВЕСТНИК ИНСТИТУТА

присутствию нефти в почве является нитратный азот: его содержание в загрязненных модельных образцах понижается в 5-7 раз по сравнению с незагрязненными как в светло-каштановых, так и в бурых полупустынных почвах, что свидетельствует о техногенной природе углерода и стабилизации отношения углерода к азоту. Аналогичным путем происходит уменьшение содержания доступного растениям аммонийного азота в сторону увеличения нитратного азота. В бурых полупустынных почвах содержание аммонийного азота в образцах с торфом почти в 2 раза выше по сравнению с контролем и в 1,25 раза по сравнению с минеральными удобрениями, что свидетельствует о наиболее эффективном восстановительном режиме. Содержание легко доступной для растений аммонийной формы азота под люцерной посевной выше, чем под фацелией, как в светло-каштановых, так и в бурых полупустынных почвах, что свидетельствует о том, что люцерна является более эффективным фитомелиорантом.

Таблица 1.

Химический состав фоновых типов почв под контрольными тест-культурами растений.

Время контакта, месяцы Р2О5, мг/кг К2О, мг/кг N -NO3-, мг/кг n-nh4, мг/кг

контроль

60 дней 38,5 625 48,68 5,3

120 дней 35 750 72,96 8,3

Почва + торф

60 дней 74,5 700 35,2 7,4

120 дней 80 880 105,6 12,2

Почва + торф + нефть

60 дней 48 575 10,85 6,6

120 дней 54 700 10 7,7

Почва + минеральные удоб] рения

60 дней 92,5 590 116 5,2

120 дней 78 750 236 15,9

Почва + минеральные удобрения + нефть

60 дней 74 715 9,5 4,3

120 дней 98 750 3,2 4,9

В светло-каштановых почвах через 120 дней увеличиваются концентрации всех показателей питательных веществ (табл.2), что свидетельствует о том, что происходит процесс самовосстановления почв. В образцах с нефтью на бурых полупустынных почвах происходит изменение показаний в сторону уменьшения через 120 дней (табл.3). Происходит процесс деградации почвы, который можно связать с выносом растениями части питательных веществ и низкой способностью к самовосстановлению.

Таблица 2.

Изменение химических показателей светло-каштановых почв при загрязнении нефтью.

Время контакта, месяцы Р2О5, мг/кг К2О, мг/кг N -NO3-, мг/кг n-nh4, мг/кг

контроль

60 дней 51 610 33,3 4,7

120 дней 40 630 14,5 9,9

Почва + торф

60 дней 87 740 69,76 6,45

120 дней 84 800 24 4,3

Почва + торф + нефть

60 дней 76,5 705 9,6 8,6

120 дней 69 780 4,2 5,3

Почва + минеральные удоб] рения

60 дней 125 580 144,4 4,05

120 дней 120 630 66,56 6,1

Почва + минеральные удобрения + нефть

60 дней 77 610 16,77 4,95

120 дней 60 600 3,2 3,4

74

№ 1(20), 2010 г.

Таблица 3.

Изменение химических показателей бурых полупустынных почв при загрязнении нефтью.

Схема опыта Вид растения

Светло-каштановые Бурые полупустынные

Р2О5 мг/кг К2О, мг/кг NO3-, мг/кг nh4+, мг/кг Р2О5 мг/кг К2О, мг/кг NO3-, мг/кг nh4+, мг/кг

контроль Люцерна 44,0 600 42,0 6,0 40,0 500 13,8 5,2

фацелия 33,0 650 55,36 4,6 62,0 720 52,8 4,2

Почва + торф Люцерна 80,0 700 58,32 8,0 87,0 730 72,96 6,8

фацелия 69,0 700 12,08 6,8 87,0 750 66,56 6,1

Почва + торф + нефть Люцерна 52,0 530 12,6 5,2 83,0 760 9,60 8,9

фацелия 44,0 620 9,10 8,0 70,0 650 9,60 8,3

Почва + минеральные удобрения Люцерна 101,0 600 116 5,8 116,0 570 105,6 4,2

фацелия 84,0 580 116 4,6 134,0 590 183,2 3,9

Почва + минеральные удобрения + нефть Люцерна 76,0 680 14,5 5,5 76,0 600 29,04 4,9

фацелия 72,0 750 4,50 3,1 78,0 620 4,50 5,0

Почвы, насыщенные нефтепродуктами, теряют способность удерживать влагу и для них характерны более низкие значения гигроскопической влажности, водопроницаемости, влагоемкости по сравнению с фоновыми аналогами. На участках, загрязненных сырой нефтью, уменьшается всасывание и движение влаги по почвенным капиллярам. Гидрофобный подпочвенный слой из смеси сырой нефти и почвы понижает влагоемкость, но увеличивает способность к накоплению влаги в верхних слоях [3].

Светло-каштановые почвы содержат мало органического вещества (0,5-2,0% гумуса) и, как показано на рис. 1, отличаются невысокой емкостью поглощения (20,4-27,9 мг-экв/100г). В их поглощающем комплексе, наряду с кальцием и магнием, как правило, содержится значительное количество натрия, что обуславливает их солонцеватость, уплотненность нижнего горизонта, затрудняет доступ влаги в почву и препятствует проникновению корней вглубь почвы.

Бурые полупустынные почвы характеризуются низким естественным плодородием. Низкое содержание гумуса (0,4-0,8%) обусловливает низкую ёмкость поглощения: 4,89-6,89 мг-экв в верхнем горизонте и 5,24-8,04 мг-экв в иллювиальном горизонте В. В составе поглощенных оснований преобладают катионы кальция 4,0-6,4 мг-экв. Реакция почвенного раствора по всему профилю щелочная рН 7,7-8,6.

Таблица 4.

Сравнительная агрохимическая характеристика почв загрязненных нефтью.

Схема опыта Гумус, % Зола% ЕП, мгэкв/100

Светло- Бурые Светло- Бурые Светло- Бурые

каштановые полупустынные каштановые полупустынные каштановые полупустынные

контроль 0,503 0,281 0,152 0,073 12,93 7,525

Почва + торф 0,865 0,706 0,365 0,249 18,23 12,42

Почва + торф + нефть 1,008 0,84 0,219 0,274 13,27 12,49

Почва + минеральные удобрения 0,824 0,735 0,171 0,051 10,77 8,14

Почва + минеральные удобрения + нефть 0,624 0,613 0,168 0,137 12,93 6,93

75

ВЕСТНИК ИНСТИТУТА

Рис. 1. Емкость поглощения почв

Выводы:

1. Низкую обеспеченность нефтезагрязненных почв основными биогенными элементами необходимо учитывать при разработке мероприятий биологического этапа рекультивации. Недостаток биогенных элементов восполняют путем внесения в почву минеральных и органических удобрений.

2. Содержание легко доступной для растений аммонийной формы азота под люцерной посевной выше, чем под фацелией, как в светло-каштановых, так и в бурых полупустынных почвах, что свидетельствует о том, что люцерна является более эффективным фитомелиорантом при борьбе с нефтяным загрязнением почв.

3. Торф повышает емкость поглощения в обоих типах почвы, по сравнению с минеральными удобрениями и контролем, что способствует наиболее интенсивному процессу обмена солями и играет важную роль в корневом питании растений. 1

1. Даваева Ц. Д. Особенности химического состава почвогрунтов и аккумулирующая способность растений нефтезагрязненных территорий Республики Калмыкия. Автореферат дис.к.б.н. - СГУ, Саратов, 2009. - 20 с.

2. Ринькис Г.Я., Рамане Х.К., Куницкая Т.А. Методы анализа почв и растений. -Рига.: Зинатне, 1987. -174 с.

3. Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов. - М.: Изд-во МГУ, 1998. - 376 с.

НИКИТЕНКО Е.В.

К ВОПРОСУ ИЗУЧЕНИЯ МАКРОЗООБЕНТОСА ПРОЛЕТАРСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

Пролетарское водохранилище расположено в Кумо-Манычской впадине, которая протянулась с северо-запада на юго-восток от р. Дон на западе и до Каспийского моря на восток. В районе Кумо-Манычской впадины находится ряд искусственно созданных водоемов, локализованных в долинах Западного и Восточного Манычей. К северу от Кумо-Манычской впадины располагается Сало-Манычское поднятие, Ергенинская возвышенность, а к югу - Азово-Манычский водораздел, Ставропольская возвышенность и Терско-Кумская низменность [1].

Западный Маныч, являющийся последним левобережным притоком реки Дон, относится к бассейну Азовского моря, а река Восточный Маныч - к бассейну Каспия. Водораздел между этими бассейнами в пределах впадины находится в районе устья реки Калаус. Особенность этой небольшой реки, стекающей в Кумо-Манычскую впадину со Ставропольской возвышенности, состоит в том, что устье Калауса разделяется на два рукава, дающие начало обоим Манычам - Западному, впадающему в Дон, и Восточному, направляющему свои воды в сторону Каспия. Абсолютная высота местности в районе водораздела составляет 27,4 м [2].

Западный Маныч, хотя и расположен в более благоприятных климатических условиях, чем Восточный, столь своеобразен, что его трудно назвать рекой. Ясно выраженный ток воды в направлении Дона существует лишь на

76