ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ РЕАБИЛИТАЦИЯ ЧЕРНОЗЕМА ЮЖНОГО АЙТУАРСКОЙ СТЕПИ В УСЛОВИЯХ ЗАПОВЕДНОГО РЕЖИМА
ECOLOGICAL REHABILITATION OF SOUTH CHERNOZEM AYTUARSKOY STEPPE CONDITIONS PROTECTED MODE
А.Н. Тюрин1, А.П. Березнев2
A.N. Tyurin1, A.P. Bereznev2
1 ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный педагогический университет»
(Россия, 460014, г. Оренбург, ул. Советская, 19)
2 ФГБУ Государственный центр агрохимической службы «Оренбургский»
(Россия, 460058, г. Оренбург, ул. Кима, 1)
1 VPO «Orenburg State Pedagogical University»
(Russia, 460014, Orenburg, Sovetskaya St., 19)
2 FGBU State Agrochemical Service Centre «Orenburg»
(Russia, 460058, Orenburg, Kim St., 1)
e-mail: turin55@rambler.ru; agrohim_56_1@mail.ru
В статье представлена сравнительная экологическая характеристика чернозема южного в условиях заповедного режима участка Айтуарской степи Государственного природного заповедника «Оренбургский». Показана степень экологической реабилитации черноземов на особо охраняемых природных территориях. Приводятся количественные данные по обеспеченности почвы азотом, фосфором и калием, о содержании тяжелых металлов в почве, приведены основные морфогенетические характеристики почвенного профиля.
The article presents a comparative ecological characteristic of the southern chernozem in a protected mode Aytuarskoy steppe area of the State Natural Reserve «Orenburg». Shows the extent of environmental remediation chernozems on specially protected natural territories. Quantitative data on the availability of soil nitrogen, phosphorus and potassium, of the content of heavy metals in the soil, are the basic morphogenetic characteristics of the soil profile.
Появление идеи организации степного заповедника Айтуарская (Маячная) степь относится к 1975 году. А уже в следующем 1976 году под председательством члена-корреспондента АН СССР А.С. Хоментовского Оренбургское отделение Географического общества СССР (ученый секретарь – А.А. Чибилёв) начинает осуществлять координацию всех инициатив и полевых исследований по организации степного заповедника в Оренбургской области. Предложение о необходимости создания степного заповедника в бассейне рек Айтуарка и Алимбет является очень актуальным и своевременным.
Айтуарская степь – наиболее гористый участок заповедника, аналог Губерлинских гор. Этот участок госзаповедника «Оренбургский» площадью 6300 га расположен на левобережье Урала и ограничен с севера поймой реки, с запада – балкой Акбулак, с юга – границей пашни на междуречье Урала и Алимбета, с востока – границей с Казахстаном. Заповедный режим на участке введен с 1987 г., хотя заповедник создан в 1989 г. Гористость участка вторичная. В прошлом длительное время, от конца триасового периода до палеогена включительно, участок относился к обширной древней равнине пенеплена, которая образовалась на месте размытых древних Уральских гор. На месте этой равнины, в связи с общим подъемом территории в кайнозое, притоки р. Урала выпилили ущелья, каньоны, балки и разделяющие их хребтики, в результате чего и образовались современные эрозионные придолинно-мелкосопочные горы. От древней равнины пенеплена на участке около его южной границы на междуречьи Алимбета и балок заповедника сохранился реликт в виде небольшого плато, которое возвышается над Уралом на 200-220 м. На плато встречаются остатки отложений эоцена в виде глыб дырчатых кварцитов, что подтверждает древний возраст поверхности. Поверхность плато осложнена небольшими холмиками, один из них – высота Актюбе с тригопунктом 430,9 м, является высшей точкой участка [5, с.79].
Между древней нагорной равниной пенеплена и долиной р. Урала почти вся территория Айтуарской степи представляет систему глубоких горных балок, проложенных преимущественно с юга на север по простиранию складчатости и пластов горных пород. Всего на участке 6 не похожих друг на друга, как в геолого-геоморфологическом, так и ландшафтном отношениях, балок, составляющих, пожалуй, главное достоинство заповедника [5, с.80].
В июне 2013 года на территории участка Айтуарская степь были проведены почвенные изыскания по определению морфологического строения почвенного профиля и выявлению физико-химических свойств чернозема южного участка Государственного природного заповедника «Оренбургский». Почвенный разрез был заложен в точке с координатами: 51°06'44" с.ш. и 57°41'40" в.д. на высоте 170 м над уровнем моря [2, с. 243-246].
Ранее на данной территории был заложен эталонный разрез № 9606 в 7,5 км южнее пос.Айтуар на водоразделе рек Урал и Алимбет [1, с. 239].
После проведённых исследований нами были выделены следующие генетические горизонты, и почвенный профиль принял вид: А0 – А – АВ – В – ВС – С [4, с. 79-83].
А – 0-20 см, (20 см) – гумусовый горизонт, серо-бурый, комковато-мелко-зернистый, рыхлый, легкоглинистый, пронизан корнями, свежий, тонкопористый, переход резкий, слабая реакция, включений нет.
АВ – 20-40 см, (20 см) – переходный от гумусового к элювиальному, светло-бурый, комковато-мелко-зернистый, плотный, среднеглинистый, свежий, тонкопористый, вскипает от 10% р-ра HCl, включений нет.
В – 45-60 см, (15 см) – элювиальный горизонт, светло-бурый, комковатый, очень плотный, среднеглинистый, влажный, тонко-пористый, бурно вскипает от 10% р-ра HCl, включений нет.
ВС – 60-115 см, (55 см) – переходный горизонт к материнской породе, желтовато-бурый, мелко-комковатый, плотный, среднеглинистый, свежий, тонко-пористый, бурно вскипает от 10% р-ра HCl, включений нет.
С – 115-130 см (материнская порода) – желтоватый, мелко-комковатый, рыхлый, среднеглинистый, влажный, тонко-пористый, бурно вскипает от 10% р-ра HCl, включений нет. [3, с. 144-145]
Физико-химические свойства почвы определялись в испытательной лаборатории федерального государственного бюджетного учреждения государственный центр агрохимической службы «Оренбургский». Ниже представлены данные по содержанию гумуса и тяжелых металлов в почвенных горизонтах (табл. 1, 2).
Таблица 1
Содержание гумуса чернозема южного участка Айтуарской степи Государственного природного заповедника «Оренбургский»
|
Красная книга почв Оренбургской обл., эталонный разрез №9606, 1996 г.
|
Результаты проведенных исследований в 2013 г. |
||
|
Гумусное состояние |
|||
|
Горизонт |
Гумус, % |
Горизонт |
Гумус, % |
|
A |
3,6 |
A |
4,3 ±0,6 |
|
AB |
1,8 |
AB |
1,8 ± 0,6 |
|
B |
0,5 |
B |
0,5 ± 0,5 |
Спустя 17 лет заповедного режима, содержание гумуса в почве увеличилось на 0,1-0,7% в горизонте А, учитывая погрешность.
Таким образом, мы можем говорить о естественном постепенном восстановлении почвенного плодородия верхнего горизонта А в условиях заповедного режима на особо охраняемых природных территориях.
Таблица 2
Содержание тяжелых металлов, мг/кг
|
Красная книга почв Оренбургской обл., эталонный разрез №9606, 1996 г.
|
Результаты проведенных исследований в 2013 г. |
|||||||
|
Горизонт |
А |
АВ |
ВС |
С |
А |
АВ |
ВС |
С |
|
Zn |
0,85 |
0,64 |
1,30 |
0,80 |
0,33 ± 0,10 |
0,32 ±0,10 |
0,34 ±0,10 |
0,42 ±0,13 |
|
Cu |
0,99 |
0,87 |
2,13 |
1,75 |
0,15 ± 0,02 |
0,11 ±0,01 |
0,24 ±0,03 |
0,25 ±0,03 |
|
Cd |
0,20 |
0,40 |
0,50 |
0,25 |
0,08 ± 0,02 |
0,09 ±0,03 |
0,14 ±0,04 |
0,18 ±0,05 |
|
Pb |
1,88 |
2,50 |
3,13 |
3,75 |
0,49 ± 0,10 |
0,54 ±0,11 |
1,65 ±0,33 |
1,43 ±0,29 |
|
Ni |
1,02 |
1,74 |
2,02 |
1,45 |
0,62 ± 0,12 |
0,68 ±0,13 |
0,65 ±0,13 |
0,73 ±0,14 |
|
Cr |
2,59 |
3,81 |
4,41 |
2,59 |
0,54 ± 0,11 |
0,55 ±0,11 |
0,91 ±0,19 |
0,74 ±0,16 |
Содержание тяжелых металлов в почве наоборот значительно уменьшилось. Так в горизонте А содержание Zn уменьшилось на 0,51 мг/кг (в 2,5 раза), Cu на 0,84 мг/кг (в 6,6 раза), Cd на 0,12 мг/кг (в 2,5 раза), Pb на 1,38 мг/кг (в 3,8 раза), Ni на 0,40 мг/кг (в 1,5 раза), Cr на 2,05 мг/кг (в 4,7 раза).
В горизонте АВ содержание Zn уменьшилось на 0,32 мг/кг (в 2 раза), Cu на 0,75 мг/кг (в 7,8 раза), Cd на 0,31 мг/кг (в 4,4 раза), Pb на 1,96 мг/кг (в 4,6 раза), Ni на 1,05 мг/кг (в 2,5 раза) , Cr на 3,26 мг/кг (в 6,9 раза).
В горизонте ВС содержание Zn уменьшилось на 0,95 мг/кг (в 3,8 раза), Cu на 1,88 мг/кг (в 8,8 раза), Cd на 0,36 мг/кг (в 3,5 раза), Pb на 1,47 мг/кг (в 1,8 раза), Ni на 1,36 мг/кг(в 3 раза), Cr на 3,5 мг/кг (в 4,8 раза).
В горизонте С содержание Zn уменьшилось на 0,37 мг/кг (в 1,8 раза), Cu на 1,49 мг/кг (в 6,9 раза), Cd на 0,07 мг/кг (в 1,3 раза), Pb на 2,32 мг/кг (в 2,6 раза), Ni на 0,72 мг/кг (в 1,9 раза) , Cr на 1,85 мг/кг (в 3,5 раза).
Ниже представлены данные по обеспеченности почвы участка заповедника Айтуарская степь подвижными соединениями азота, фосфора и калия – важнейшими элементами минерального питания растений (табл. 3).
Таблица 3
Обеспеченность почвы азотом, фосфором и калием, мг/кг
|
№ п/п |
Горизонт |
Определяемые показатели |
||
|
Азот общий, мг/кг
|
Р2О5, мг/кг |
К2О, мг/кг |
||
|
1 |
А |
72,8 ±7,3 |
15,9± 3,2 |
547,5 ±54,8 |
|
2 |
АВ |
53,2± 5,3 |
16,2 ±3,2 |
328,7± 32,9 |
|
3 |
B |
42,0 ±4,2 |
8,2± 2,5 |
226,9 ±22,7 |
|
4 |
ВС |
30,8 ±3,1 |
7,4± 2,2 |
174,4 ± 17,4 |
|
5 |
С |
33,6 ±3,4 |
6,5 ±2,0 |
228,8 ±22,9 |
Аналогичные исследования проводились 17 лет назад. Обеспеченность подвижным фосфором и обменным калием была низкая [1, с. 199].
Полученные данные 2013 г. свидетельствуют о положительной тенденции по обеспеченности этими элементами в гумусовом горизонте и характеризуются как среднее по фосфору и повышенное и высокое содержание по калию.
Также нами определялся гранулометрический состав почвы. Результаты исследований представлены в таблице 4.
Таблица 4
Гранулометрический состав почвы
|
Гранулометрический состав |
Характеристика состава почвы |
||||||||
|
Содержание фракций в % от воздушно-сухой почвы |
|||||||||
|
№ п/п |
горизонт |
1-0,25 мм |
0,25- 0,05мм |
0,02- 0,01мм |
0,01- 0,005мм |
0,005- 0,001мм |
Менее 0,001мм |
Сумма фракций менее 0,01мм |
|
|
1 |
А |
0,53 |
3,03 |
33,08 |
10,16 |
22,04 |
31,16 |
63,36 |
легкоглинистый |
|
2 |
АB |
0,33 |
5,51 |
21,20 |
9,40 |
23,28 |
40,28 |
72,96 |
среднеглинистый |
|
3 |
B |
0,99 |
4,49 |
23,20 |
13,04 |
7,52 |
50,76 |
71,32 |
среднеглинистый |
|
4 |
ВС |
0,32 |
8,84 |
18,88 |
17,16 |
26,80 |
28,00 |
71,96 |
среднеглинистый |
|
5 |
С |
0,30 |
6,06 |
21,28 |
20,76 |
26,60 |
25,00 |
72,36 |
среднеглинистый |
В результате проведенных работ можно сделать вывод, что район исследования представлен черноземом южным карбонатным малогумусным маломощным легкоглинистым, который в условиях заповедного режима имеет положительную динамику к постепенному улучшению почвенного плодородия.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: