Факультет

Студентам

Посетителям

Микроэлементный состав осушаемых торфяных почв

Осушаемые торфяные почвы образуют покров польдеров низкого уровня с отметками, близкими к уровню моря.

Отличительным признаком данных почв является высокая зольность торфа и неравномерное ее изменение по профилю, что связано с активным участием аллювиальных процессов в их формировании. Характерными для них являются также сравнительно высокое содержание органического вещества, хорошая обеспеченность элементами питания, в частности подвижным фосфором и обменным калием, неравномерное изменение по профилю основных показателей агрохимических свойств почв, в том числе и содержания микроэлементов.

Осушаемые торфяные почвы по сравнению с дерново-подзолистыми и дерновыми характеризуются более высоким содержанием как валовых, так и подвижных форм микроэлементов. На формирование их микроэлементного состава существенное влияние оказывают биогенная аккумуляция микроэлементов, гидрогенные процессы, связанные с высоким уровнем стояния почвенно-грунтовых вод, а следовательно, с привносом элементов питания, в том числе микроэлементов. Важное значение здесь имеет и механическая аккумуляция элементов, вызванная периодическим затоплением данных почв и привносом значительного количества элементов с илистыми частицами.

О природе формирования микроэлементного состава торфяных почв свидетельствуют работы многих ученых.

Некоторыми исследователями установлено, что торфяные почвы средне — или высокообеспечены подвижными формами марганца, бора, меди и цинка. Другие авторы указывают на низкое содержание валовых форм микроэлементов, а также на слабую обеспеченность этих почв подвижными формами марганца, меди, кобальта и цинка.

Осушаемые торфяные почвы характеризуются высоким потенциальным плодородием и отличаются от минеральных почв более высоким содержанием микроэлементов. Аналогичная особенность торфяно-болотных почв отмечена в работах Лупинович И. С. (1970), Кулаковской Т. Н. и др. (1974), Лукашева К. И. (1981).

Сведения о содержании и закономерностях распределения микроэлементов в торфяных почвах широко представлены в работах ряда исследователей. Отмечается, что изменение содержания подвижных форм микроэлементов по профилю коррелирует с изменением зольности торфа, обменной и гидролитической кислотности, содержания органического вещества, а также количества валовых форм микроэлементов.

Микроэлементный состав осушаемых торфяных почв формируется в условиях переменных окислительно-восстановительных процессов. Горизонты, находящиеся выше уровня стояния почвенно-грунтовых вод, характеризуются преимущественно окислительными условиями. Более нижние горизонты характеризуются восстановительными условиями. Уровень грунтовых вод в этих почвах переменный, здесь имеет место периодическое переувлажнение почв весенним половодьем, летними, осенними и зимними паводками.

Приведенные специфические условия формирования осушаемых торфяных почв накладывают свой отпечаток на характер вертикального распределения микроэлементов в профиле данных почв. Отличительной особенностью для них является постепенное уменьшение содержания микроэлементов сверху вниз по профилю. Однако в горизонтах профиля, характеризующихся восстановленными условиями, наблюдается уменьшение подвижных форм микроэлементов с одновременным возрастанием их валового содержания. Здесь превалирующее влияние на содержание и поведение микроэлементов оказывает величина окислительно-восстановительного потенциала.

Полученные нами данные свидетельствуют о том, что в верхней части профилей осушаемых торфяных почв польдеров, находящейся выше уровня стояния почвенно-грунтовых вод, имеет место корреляционная связь между содержанием микроэлементов и агрохимическими свойствами. В зоне восстановленных условий данный характер связи не проявляется.

Более полное представление об обеспеченности осушаемых торфяных почв микроэлементами дают сведения об их запасе в профиле, которые показывают, что, несмотря на более высокое абсолютное содержание элементов в 1 мг/кг почвы, их запас сравнительно низкий. По сравнению с минеральными разновидностями почв осушаемые торфяные содержат в 3,6 раза меньше валового бора и кобальта, в 1,1 раза — меди, в 2,2 раза — марганца и цинка и отличаются более высоким запасом валового молибдена. Запас подвижных форм микроэлементов в этих почвах соответственно ниже по бору в 1,3 раза, меди — 1,9, марганца и молибдена — 2,2, кобальта и цинка — 1,7 раза.

Участие аллювиальных процессов в формировании этих почв обусловило неравномерность в распределении запасов микроэлементов по профилю осушаемых торфяных почв. В данных почвах наблюдается два максимума в содержании микроэлементов — в гумусово-аккумулятивном и глеевом горизонтах. Подобная закономерность в распределении микроэлементов в торфяных почвах отмечена в работах ряда авторов.

Характерной особенностью распределения микроэлементов в осушаемых торфяных почвах является сравнительно низкий их запас в гумусово-аккумулятивном горизонте от общего их запаса в профиле. По валовому содержанию элементов он составляет 10,4—26,5%, а подвижных — 12,7—23,2% и отличается значительным накоплением бора и меди.

Отдельные элементы в торфяных почвах имеют неодинаковую подвижность. Работами разных исследователей показано, что медь, цинк, марганец и кобальт хорошо аккумулируются в торфяных почвах. Подвижность микроэлементов в органогенных почвах выше, чем в минеральных породах. По данным этих авторов, процент подвижного марганца в торфяно-болотных почвах составляет 11,6—39%, цинка — 0,2—5,4%, молибдена — 2,4—21%, кобальта — 7—45% и меди 15—40% от их валового содержания.

Полученные нами данные свидетельствуют о значительных различиях в подвижности микроэлементов как в отдельных генетических горизонтах профиля осушаемых торфяных почв, так и в профиле в целом. Подвижность бора изменялась в пределах от 6,6 до 43,2%, меди — от 11,4 до 26,1, марганца — от 4,7 до 39,3, молибдена — от 0,8 до 4, кобальта — от 10 до 30,2 и цинка — от 0,8 до 3,9%. В целом по сравнению с минеральными почвами в осушаемых торфяных почвах наблюдается более высокая подвижность бора и кобальта и низкая — меди и молибдена. Подобная закономерность связана с высоким содержанием органического вещества, неодинаковой способностью разных химических элементов образовывать органо-минеральные комплексы и разной подвижностью последних.

Коэффициент почвенной дифференциации также свидетельствует о специфических особенностях миграции и трансформации микроэлементов в профилях рассматриваемых почв. Как правило, эти коэффициенты имеют более существенные величины в почвах, сформировавшихся на легких почвообразующих породах по сравнению с тяжелыми.

Общей закономерностью для торфяных почв являются более высокая аккумуляция в гумусовом горизонте меди, валового молибдена и цинка, а также подвижных форм марганца и бора. Слабое накопление подвижного цинка связано с его низкой подвижностью в торфе, а молибдена — с незначительным общим содержанием этого элемента в торфяных почвах. В целом по способности к аккумуляции в генетических горизонтах профиля осушаемой торфяной почвы валовые формы микроэлементов располагаются в убывающем ряду: Cu > Mo > Zn > Mn > Со > В, а подвижные — Cu > Mn > В > Со > Mo > Zn. По сравнению с минеральными разновидностями в органогенных почвах величины коэффициентов почвенной дифференциации имеют более высокие значения, что свидетельствует о более интенсивно идущих процессах трансформации микроэлементов в данных почвах.

Специфической особенностью осушаемых торфяных почв является слабая выраженность иллювиальных процессов. Коэффициент иллювиальности валового содержания микроэлементов колеблется в пределах от 0,11 до 0,82, подвижных форм — 0,26 до 0,5. По указанному признаку данные почвы сходны с аллювиальными. Это свидетельствует о значительном сходстве процессов формирования микроэлементного состава осушаемых торфяных и иллювиальных почв. Сходство гидрологических условий, промывной водный режим, высокий уровень стояния почвенно-грунтовых вод, ярко выраженные аллювиальные процессы и обусловливают повышенное содержание микроэлементов в верхней части профилей данных почв, а высокое содержание органического вещества усиливает их биогенную аккумуляцию. Существенное влияние здесь оказывают также гидрогенная и механическая аккумуляция микроэлементов.

О сильной биогенной аккумуляции микроэлементов в пахотном слое осушаемых торфяных почв свидетельствуют высокие значения коэффициентов биологического накопления. Высокая биогенная аккумуляция характерна для меди, валового цинка, подвижных форм бора, марганца и кобальта. По активности к биогенной аккумуляции в гумусовом горизонте осушаемых торфяных почв валовые формы микроэлементов образуют убывающий ряд: Cu > Zn > Mn > В > Мо > Со, подвижные — Cu > Mn > Со > В > Mo > Zn.

В гумусово-аккумулятивном горизонте осушаемых торфяных почв в 5 раз сильнее накапливается валовая медь, в 2,4 раза — молибден, в 2 раза — марганец и цинк, в 1,3 раза — бор, чем в минеральных почвах. Подобная закономерность характерна и для подвижных форм микроэлементов. Так, в них в 3,2—3,5 раза выше активность накопления меди, бора и кобальта, в 1,5—2,6 раза — марганца, цинка и молибдена.

В данных почвах, как и в целом в почвах области уровень биогенной аккумуляции подвижных и валовых форм микроэлементов зависит от почвообразующей породы, ее гранулометрического состава и содержания в ней данных элементов. Сравнительно высокая их аккумуляция имеет место в почвах, сформировавшихся на легких породах, характеризующихся низким уровнем содержания микроэлементов.

Микроэлементный состав почв определяется, в первую очередь, почвенным типом и условиями почвообразования. Формирование дерново-подзолистых почв определяется сочетанием двух противоположно направленных процессов — дернового и подзолистого. Результатом первого является аккумуляция органического вещества в верхней части почвенного профиля, что, в свою очередь, вызывает биогенную аккумуляцию микроэлементов. Поэтому самое высокое их содержание в профиле отмечается в перегнойном горизонте.

Подзолистый процесс приводит к разрушению многих минералов — носителей микроэлементов (оливина, роговой обманки, биотита и др.). Стойкие же против выветривания минералы (кварц, циркон, турмалин и др.) почти не содержат изучаемых элементов. Этим объясняется пониженное содержание микроэлементов в подзолистом и повышенное их содержание в иллювиальном горизонте по сравнению с перегнойным, особенно в суглинистых почвах. Профили таких почв, как правило, сильно дифференцированы по содержанию микроэлементов и другим агрохимическим признакам.

В дерновых почвах происходит постепенное накопление органического вещества в верхней части профиля, а вместе с тем и увеличение в нем количества элементов питания, в том числе и микроэлементов. В таких почвах профиль менее дифференцирован и иллювиальные процессы имеют слабое проявление.

В иллювиальных и осушаемых торфяных почвах на распределение микроэлементов по профилю, наряду с дерновым и подзолистым процессами, большое влияние оказывают аллювиальный и болотный процессы. В зависимости от степени гидрогенной аккумуляции и уровня капиллярной каймы грунтовых вод возможны самый разнообразный характер распределения микроэлементов, совпадение биогенного и гидрогенного накопления, преобладание той или другой формы аккумуляции в разных генетических горизонтах.

Профили данных почв имеют слоистость, которая проявляется в неравномерном распределении микроэлементов по генетическим горизонтам. Иллювиальные процессы в таких почвах выражены слабо или вовсе отсутствуют. Сильное влияние на профильное распределение микроэлементов в данных почвах оказывают переменные окислительно-восстановительные условия.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: