1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Агрохимия
  4. № 3, 2022

Агрохимия, 2022, № 3, стр. 12-21

Плодородие и экотоксикологическое состояние реперных участков серых лесных почв Владимирской области

А. А. Уткин 1, *, С. Н. Лукьянов 2

1 Ивановская государственная сельскохозяйственная академия им. Д.К. Беляева
153012 Иваново, ул. Советская, 45, Россия

2 Центр агрохимической службы “Владимирский”
600027 Владимир, ул. Соколова-Соколёнка, 26а, Россия

* E-mail: aleut@inbox.ru

Поступила в редакцию 13.10.2021
После доработки 07.11.2021
Принята к публикации 15.12.2021

Полный текст (PDF)

Аннотация

Представлены результаты многолетних агрохимических и экотоксикологических исследований реперных участков серых лесных почв сельскохозяйственного назначения Владимирской обл., которые проводили для установления уровня плодородия по основным агрохимическим показателям, содержанию микроэлементов и серы, экотоксикологического состояния по содержанию валовых и подвижных форм тяжелых металлов. Установлено ухудшение таких показателей плодородия почв как обеспеченность органическим веществом, подвижными формами фосфора и калия, обменными основаниями кальция, магния, обменной и гидролитической кислотности. Произведена оценка плодородия почв по расчету почвенно-экологического индекса. Определена обеспеченность почв бором, молибденом, медью и подвижной серой. Концентрации валовых и подвижных форм тяжелых металлов в обследованных почвах не превышали допустимых уровней. По содержанию изученных металлов исследованные почвы относятся к слабозагрязненным и не являются опасными для культурных растений и здоровья человека. По коэффициентам корреляции Пирсона установлены особенности влияния свойств почв на содержание микроэлементов, серы, валовых и подвижных форм металлов.

Ключевые слова: серая лесная почва, плодородие, микроэлементы, тяжелые металлы, реперные участки, Владимирская обл.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в России в результате снижения культуры ведения земледелия и резкого сокращения объемов применения минеральных и органических удобрений наблюдается существенное уменьшение уровня плодородия обрабатываемых почв [1, 2].

Агрохимическое и экотоксикологическое обследования почв обеспечивают землепользователя необходимой информацией о содержании подвижных форм макро- и микроэлементов питания растений, гумуса, реакции почвенной среды, присутствию в почве различных экотоксикантов [3], в том числе тяжелых металлов (ТМ), которые занимают особое место среди соединений, загрязняющих почвы. Усиление химического загрязнения почв металлами обусловливает снижение их самоочищающей способности, повышение токсичности и негативного влияния на общее состояние природной среды [4].

В последние десятилетия в Нечерноземной зоне и, в частности, во Владимирской обл. отмечена значительная потеря почвами своего плодородия и постепенный переход в разряд малоплодородных и загрязненных земель, что создает угрозу их вывода из сельскохозяйственного оборота [5, 6].

Современная изменчивость параметров плодородия серых лесных почв Владимирской обл. и оценка их экотоксикологического состояния на реперных участках в научной литературе освещены слабо и требуют дополнительного изучения, что повышает актуальность проведенного исследования.

Исследование проводили на реперных участках серых лесных почв, доля которых в сельскохозяйственном фонде почв Владимирской обл. составляет 33% [7]. Цель работы – оценка существующего уровня эффективного плодородия серых лесных почв Владимирской обл. по основным агрохимическим показателям и их экотоксикологического состояния по содержанию валовых и подвижных форм соединений ТМ: свинца, кадмия, меди, никеля, цинка, кобальта, хрома и марганца.

Особое внимание к изученным экотоксикантам было вызвано тем, что большинство из них относится к I и II классам химической опасности (ГОСТ 17.4.1.02-83), их соединения обладают высокой токсичностью для многих живых организмов, в т.ч. для культурных растений, животных и человека.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Агрохимическое и экотоксикологическое обследование почв проводили в 1993 и 2019 гг. в соответствии с ежегодным мониторингом плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения на 9-ти реперных участках, расположенных в 5-ти районах Владимирской обл. (рис. 1), путем закладки почвенных разрезов и отбора образцов почв из пахотного горизонта (0–20 см).

Рис. 1.

Почвенная карта Владимирской обл. Числами обозначены номера реперных участков.

Реперные участки располагались в основном на пахотных землях и кормовых естественных угодьях, преобладающая растительность участков – культурные растения, в редких случаях – злаковое разнотравье. Общая площадь реперных участков серых лесных почв составила 386 га. Почвенно-экологический индекс (ПЭИ) определяли по методике, разработанной в Почвенном институте им. В.В. Докучаева [8].

Физико-химические анализы почв были выполнены согласно следующим методикам: обменную кислотность (рНKCl) определяли по ГОСТ Р 58594-2019, гидролитическую кислотность (Нг) – по ГОСТ 26212-91, содержание подвижных фосфора (P2O5) и калия (K2О) – по ГОСТ Р 54650-2011 (по Кирсанову в модификации ЦИНАО), обменных оснований кальция и магния – по ГОСТ 26487-85, органического вещества (по Тюрину в модификации ЦИНАО) – по ГОСТ 26213-91, суммы поглощенных оснований (S) (по Каппену) – по ГОСТ 27821-88, подвижной серы (Sподв) – по методике ЦИНАО (ГОСТ 26490-85), подвижного бора – по Бергеру и Труогу в модификации ЦИНАО (ГОСТ Р 50688-94), подвижной меди – по Пейве и Ринькису в модификации ЦИНАО (ГОСТ Р 50684-94), подвижного молибдена – по Григгу в модификации ЦИНАО (ГОСТ Р 50689-94), содержание фракции физической глины и ила – по Качинскому [9]. Емкость катионного обмена (ЕКО) и степень насыщенности почвы основаниями (V) определяли расчетным способом.

Определение в почвах подвижных и валовых форм ТМ проводили в вытяжках ацетатно-аммонийного буфера рН 4.8 (ААБ) и 5.0 н. НNO3 соответственно методом атомно-абсорбционной спектрометрии [10–12].

Степень подвижности ТМ в почве рассчитана как соотношение содержания подвижных соединений ТМ и величины валового содержания металла в почве и выражена в %.

Отдельные аналитические данные подвергали математической обработке и корреляционному анализу с расчетом коэффициента линейной корреляции Пирсона с использованием программы Statistica (версия 10).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Обменная кислотность серых лесных почв за период наблюдений увеличилась на 0.6 ед. – с нейтральной до слабокислой, т.е. произошло подкисление ППК (табл. 1). По-видимому, это явилось результатом снижения объемов известкования почв реперных участков за прошедшие годы.

Таблица 1.

Агрохимическая характеристика серых лесных почв реперных участков

№ реперного участка Район Фракция, % Сорг, % P2O5 K2O pHKCl Hг Ca Mg S ЕКО V, % ПЭИ*
<0.001 <0.01 мг/кг почвы мг-экв/кг почвы
3 Юрьев-Польский $\frac{{14.1}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{38.1}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{2.9}}{{3.2}}$ $\frac{{125}}{{198}}$ $\frac{{123}}{{134}}$ $\frac{{5.4}}{{5.9}}$ $\frac{{2.08}}{{1.21}}$ $\frac{{12.5}}{{13.4}}$ $\frac{{3.3}}{{3.6}}$ $\frac{{19.6}}{{21.4}}$ $\frac{{21.7}}{{22.6}}$ $\frac{{90.4}}{{94.7}}$ $\frac{{57.5}}{{68.0}}$
4 Юрьев-Польский $\frac{{16.2}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{33.7}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{3.4}}{{3.8}}$ $\frac{{241}}{{309}}$ $\frac{{138}}{{147}}$ $\frac{{5.6}}{{6.1}}$ $\frac{{2.80}}{{1.32}}$ $\frac{{15.8}}{{16.6}}$ $\frac{{2.7}}{{2.9}}$ $\frac{{21.0}}{{22.3}}$ $\frac{{23.8}}{{23.6}}$ $\frac{{88.2}}{{94.4}}$ $\frac{{65.2}}{{71.2}}$
5 Суздальский $\frac{{29.2}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{34.9}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{3.2}}{{3.7}}$ $\frac{{432}}{{487}}$ $\frac{{428}}{{441}}$ $\frac{{5.7}}{{6.4}}$ $\frac{{2.07}}{{1.30}}$ $\frac{{11.3}}{{12.3}}$ $\frac{{3.4}}{{3.5}}$ $\frac{{20.0}}{{22.1}}$ $\frac{{22.1}}{{23.4}}$ $\frac{{90.6}}{{94.4}}$ $\frac{{76.0}}{{82.5}}$
6 Суздальский $\frac{{26.3}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{38.2}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{3.2}}{{3.5}}$ $\frac{{89.0}}{{164}}$ $\frac{{258}}{{274}}$ $\frac{{4.8}}{{5.7}}$ $\frac{{4.92}}{{1.62}}$ $\frac{{11.9}}{{13.0}}$ $\frac{{3.1}}{{3.4}}$ $\frac{{16.6}}{{18.1}}$ $\frac{{21.5}}{{19.7}}$ $\frac{{77.1}}{{91.8}}$ $\frac{{66.0}}{{70.6}}$
16 Александровский $\frac{{17.2}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{33.7}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{2.4}}{{2.5}}$ $\frac{{118}}{{198}}$ $\frac{{203}}{{218}}$ $\frac{{5.2}}{{5.9}}$ $\frac{{3.05}}{{1.49}}$ $\frac{{9.6}}{{11.8}}$ $\frac{{2.6}}{{2.9}}$ $\frac{{14.9}}{{16.2}}$ $\frac{{18.0}}{{17.7}}$ $\frac{{83.0}}{{91.6}}$ $\frac{{54.6}}{{50.5}}$
19 Кольчугинский $\frac{{18.2}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{44.8}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{3.6}}{{3.9}}$ $\frac{{302}}{{389}}$ $\frac{{244}}{{265}}$ $\frac{{5.9}}{{6.5}}$ $\frac{{2.02}}{{1.31}}$ $\frac{{10.3}}{{12.5}}$ $\frac{{1.8}}{{2.1}}$ $\frac{{13.9}}{{15.1}}$ $\frac{{15.9}}{{16.4}}$ $\frac{{87.3}}{{92.0}}$ $\frac{{75.5}}{{74.5}}$
30 Суздальский $\frac{{13.3}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{37.0}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{3.6}}{{4.1}}$ $\frac{{196}}{{253}}$ $\frac{{192}}{{202.0}}$ $\frac{{5.6}}{{6.1}}$ $\frac{{2.46}}{{1.34}}$ $\frac{{13.1}}{{14.7}}$ $\frac{{3.2}}{{3.5}}$ $\frac{{19.6}}{{21.3}}$ $\frac{{22.1}}{{22.6}}$ $\frac{{88.9}}{{94.1}}$ $\frac{{62.2}}{{67.0}}$
31 Муромский $\frac{{20.9}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{28.1}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{1.7}}{{2.3}}$ $\frac{{103}}{{171}}$ $\frac{{69.0}}{{80.0}}$ $\frac{{5.5}}{{6.4}}$ $\frac{{1.70}}{{1.11}}$ $\frac{{4.6}}{{6.8}}$ $\frac{{1.4}}{{1.6}}$ $\frac{{6.9}}{{11.4}}$ $\frac{{8.60}}{{12.5}}$ $\frac{{80.2}}{{91.1}}$ $\frac{{51.7}}{{60.0}}$
34 Суздальский $\frac{{17.4}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{35.6}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{3.2}}{{3.5}}$ $\frac{{235}}{{297}}$ $\frac{{91.0}}{{102}}$ $\frac{{5.5}}{{6.3}}$ $\frac{{2.07}}{{1.33}}$ $\frac{{13.4}}{{15.2}}$ $\frac{{2.4}}{{2.7}}$ $\frac{{24.9}}{{26.6}}$ $\frac{{27.0}}{{27.9}}$ $\frac{{92.3}}{{95.2}}$ $\frac{{72.3}}{{75.2}}$
M $\frac{{19.2}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{36.0}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{3.0}}{{3.4}}$ $\frac{{205}}{{274}}$ $\frac{{194}}{{207}}$ $\frac{{5.5}}{{6.1}}$ $\frac{{2.57}}{{1.34}}$ $\frac{{11.4}}{{12.9}}$ $\frac{{2.7}}{{2.9}}$ $\frac{{17.5}}{{19.4}}$ $\frac{{20.1}}{{20.7}}$ $\frac{{86.5}}{{93.3}}$ $\frac{{64.6}}{{68.8}}$
V, % $\frac{{28.0}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{12.5}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{20.4}}{{18.3}}$ $\frac{{54.9}}{{39.8}}$ $\frac{{56.4}}{{53.7}}$ $\frac{{5.8}}{{4.5}}$ $\frac{{37.9}}{{11.0}}$ $\frac{{27.5}}{{21.5}}$ $\frac{{26.1}}{{23.8}}$ $\frac{{29.6}}{{23.7}}$ $\frac{{26.6}}{{22.3}}$ $\frac{{6.0}}{{1.7}}$ $\frac{{13.8}}{{13.5}}$
±m $\frac{{1.8}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{1.5}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{0.2}}{{0.2}}$ $\frac{{37.5}}{{36.3}}$ $\frac{{36.5}}{{37.1}}$ $\frac{{0.1}}{{0.1}}$ $\frac{{0.3}}{{0.1}}$ $\frac{{1.0}}{{0.9}}$ $\frac{{0.2}}{{0.2}}$ $\frac{{1.7}}{{1.5}}$ $\frac{{1.8}}{{1.5}}$ $\frac{{1.7}}{{0.6}}$ $\frac{{3.0}}{{3.1}}$

Примечания. 1. н/о – не определяли. То же в табл. 2, 5. 2. M – среднее арифметическое, то же в табл. 2–4, V, % – коэффициент вариации, то же в табл. 2–4; ±m – ошибка среднего арифметического, то же в табл. 2–4. 3. Приведены средние арифметические, то же в табл. 2–4. 4. Над чертой – 2019 г., под чертой – 1993 г., то же в табл. 2–5. *ПЭИ – почвенно-экологический индекс.

Известно, что природа проявления обменной кислотности тесно связана с гидролитической кислотностью. Подтверждение этому было отмечено в нашем исследовании. В 1993 и 2019 гг. прослежена средняя и высокая корреляционная взаимосвязь: r(Hг : рНKCl) = –0.65 и –0.83 соответственно, при P = 0.95. Величины гидролитической кислотности серых лесных почв реперных участков в 1993 г. соответствовали преимущественно низкой степени кислотности, в 2019 г. – очень низкой. Средняя величина Нг за последние 26 лет увеличилась на 1.23 мг-экв/кг почвы или на 91.8% от исходного уровня.

Средняя обеспеченность изученных почв органическим веществом на протяжении всего периода наблюдения согласно градации соответствовала низкому содержанию, при этом среднее содержание Сорг в почвах участков заметно снизилось (на 0.4%).

Подвижные P2O5 и K2O являются одними из основных элементов питания растений, этим определяется важность изучения форм их соединений в почвах. Показано, что обеспеченность серых лесных почв подвижным P2O5 широко варьировала от высокой до очень высокой степени в 1993 г. и от средней до очень высокой в 2019 г. Содержание подвижных форм K2O в почвах менялось от низкого до очень высокого на протяжении 26 лет.

В целом за весь период наблюдений зарегистрировано выраженное снижение содержания подвижных форм P2O5 и K2O на реперных участках. Наибольшее относительное снижение к уровню 1993 г. отмечено для P2O5 – на 25.2, наименьшее – для K2O – на 6.3%.

Снижение содержания подвижных форм P2O5 при отмеченном повышении кислотности почв могло быть связано с переходом доступных соединений фосфора в труднодоступные фосфаты. Отмеченные коэффициенты корреляции между изменением уровня рНKCl и обеспеченностью почв P2O5 в 2019 и 1993 гг. с высокой достоверностью подтвердили это: r = 0.71 и 0.66, при P = 0.95.

Обеспеченность почв обменным Ca варьировала от низкой до высокой в 2019 г. и от средней до высокой в 1993 г. Обеспеченность серых лесных почв обменным Mg изменялась на протяжении всего периода исследования от средней до повышенной.

Среднее содержание оснований Ca и Mg соответствовало среднему и повышенному уровню их содержания в почве соответственно. Отметим, что среднее содержание Ca и Mg в почвах участков с 1993 г. снизилось на 11.6 и 6.9%. Суммарное содержание обменных Сa и Mg за период наблюдений уменьшилось на 1.7 мг-экв/кг почвы. Средняя доля присутствия обменных Ca и Mg в общем составе поглощенных катионов в 2019 и 1993 гг. составляла 81.7 и 82.5% соответственно, что свидетельствовало о важной роли данных элементов в процессах генезиса и химизма серых лесных почв. Однако была прослежена некоторая тенденция к снижению содержания оснований, предположительно по причине их вымывания из корнеобитаемого слоя вниз по профилю и выноса товарной частью урожая сельскохозяйственных культур.

Средняя обеспеченность почв участков поглощенными основаниями (S) за период наблюдений снизилась на 1.9 мг-экв/кг почвы или на 9.8%. Отмечено, что степень насыщенности почв основаниями уменьшилась на 6.8% с высокой до повышенной.

Согласно градации распределения глинистых частиц в гранулометрическом составе серые лесные почвы в 2019 г. в среднем имели преимущественно среднесуглинистый состав.

Расчет ПЭИ, как комплекса показателей позволил объективно оценить состояние почвы по агрохимическим и физико-химическим свойствам, а также учесть такие факторы почвообразования как климатические условия и рельеф местности, выявить негативные процессы, которые приводили к деградации почв и снижению плодородия. Установлено, что в среднем к 2019 г. на реперных участках происходило снижение показателя ПЭИ на 4.2 балла или на 6.1% к уровню 1993 г. К наиболее вероятным причинам снижения величины ПЭИ можно отнести уменьшение обеспеченности почв подвижными формами P2O5 и K2O, увеличение кислотности почв, что было обусловлено уменьшением объемов применения известкования и удобрений, содержащих фосфор и калий.

Содержание подвижных форм микроэлементов в серых лесных почвах зависит от многих факторов [13–30]. Анализ данных содержания в почвах реперных участков подвижных форм микроэлементов показал (табл. 2), что среднее содержание водорастворимых форм B и пределы его изменений в серой лесной почве согласовались с данными для этих почв, приведенными в работах [13, 14]. Согласно градации обеспеченности почв подвижными формами B, и исходя из средних величин содержания элемента в почвах участков, изученные почвы в основном имели высокую обеспеченность элементом [15]. Присутствие B в почве в высокой и средней степени определялось положительной корреляцией с содержанием в почве Сорг. На факт специфической аккумуляции B в виде анионов B(OH)-4 органическими соединениями в среде близкой к нейтральной в верхнем гумусовом горизонте указано в работе [19].

Таблица 2.

Содержание микроэлементов и подвижной серы в серой лесной почве, мг/кг

№ реперного участка Район B Cu Mо Sподв
3 Юрьев-Польский $\frac{{0.78}}{{0.61}}$ $\frac{{11.5}}{{8.7}}$ $\frac{{0.103}}{{0.099}}$ $\frac{{3.5}}{{9.9}}$
4 Юрьев-Польский $\frac{{1.17}}{{0.99}}$ $\frac{{9.7}}{{7.4}}$ $\frac{{0.110}}{{0.093}}$ $\frac{{8.1}}{{17.8}}$
5 Суздальский $\frac{{1.08}}{{0.86}}$ $\frac{{9.3}}{{7.5}}$ $\frac{{0.129}}{{0.112}}$ $\frac{{4.4}}{{13.5}}$
6 Суздальский $\frac{{1.75}}{{1.54}}$ $\frac{{14.0}}{{10.3}}$ $\frac{{0.119}}{{0.130}}$ $\frac{{5.5}}{{15.9}}$
16 Александровский $\frac{{1.10}}{{1.02}}$ $\frac{{5.7}}{{4.0}}$ $\frac{{0.131}}{{0.094}}$ $\frac{{4.9}}{{13.4}}$
19 Кольчугинский $\frac{{1.18}}{{1.01}}$ $\frac{{7.7}}{{5.7}}$ $\frac{{0.123}}{{0.130}}$ $\frac{{5.5}}{{15.1}}$
30 Суздальский $\frac{{1.33}}{{1.20}}$ $\frac{{10.0}}{{7.6}}$ $\frac{{0.091}}{{0.091}}$ $\frac{{7.7}}{{20.1}}$
31 Муромский $\frac{{0.06}}{{0.08}}$ $\frac{{5.5}}{{3.9}}$ $\frac{{0.097}}{{0.122}}$ $\frac{{3.9}}{{13.9}}$
34 Суздальский $\frac{{0.59}}{{0.47}}$ $\frac{{6.6}}{{4.3}}$ $\frac{{0.110}}{{0.121}}$ $\frac{{8.1}}{{24.8}}$
M $\frac{{1.00}}{{0.78}}$ $\frac{{8.9}}{{6.6}}$ $\frac{{0.113}}{{0.110}}$ $\frac{{5.7}}{{16.0}}$
V, % $\frac{{47.9}}{{53.8}}$ $\frac{{31.6}}{{34.2}}$ $\frac{{12.5}}{{14.7}}$ $\frac{{31.4}}{{27.3}}$
±m $\frac{{0.16}}{{0.14}}$ $\frac{{0.9}}{{0.8}}$ $\frac{{0.005}}{{0.005}}$ $\frac{{0.6}}{{1.5}}$
r (фракция <0.01 мм, %) $\frac{{0.53}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{0.43}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{0.62}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{--0.23}}{{{\text{н/о}}}}$
r (Cорг, %) $\frac{{0.70{\kern 1pt} *}}{{0.57}}$ $\frac{{0.50}}{{0.53}}$ $\frac{{0.09}}{{--0.04}}$ $\frac{{0.59}}{{0.42}}$
r (рНKCl) $\frac{{--0.32}}{{--0.52}}$ $\frac{{--0.43}}{{--0.55}}$ $\frac{{--0.11}}{{0.33}}$ $\frac{{0.16}}{{0.19}}$

* Значимые коэффициенты корреляции (r >  ±0.70) при P = 0.95. То же в табл. 5.

Содержание подвижных (оксалатных) форм Mo в почвах реперных участков согласовалось с параметрами его содержания в серой лесной почве, отмеченными в работе [16]. По градации обеспеченности исследованных почв Mo его среднее содержание в серой лесной почве указывало на низкую обеспеченность элементом [15].

Отмеченные пределы содержания подвижных форм Cu в серой лесной почве значительно превышали пределы содержания, указанные для данной почвы в работе [14]. Исходя из средней обеспеченности Сu обследованных почв и согласно градации обеспеченности почв таежно-лесной зоны серые лесные почвы реперных участков имели очень высокую обеспеченность подвижными формами Cu [15].

Исходя из среднего содержания подвижной серы исследованные почвы в 2019 г. имели низкий уровень обеспеченности подвижной серой, в 1993 г. – высокий [17]. Общее содержание серы в почве определяется почвообразующими породами и содержанием в них органического вещества. Установлено, что с органическим веществом почвы связано до 70–90% валовых запасов серы. Между содержанием углерода органического вещества и серой в его составе установлена тесная прямая корреляционная связь линейной зависимости [18]. В нашем исследовании между содержаниями Cорг и подвижной серы в серой лесной почве была установлена средней тесноты корреляционная взаимосвязь (r = 0.42–0.59). Изменение содержания подвижной серы в серой лесной почве слабо зависело от величины рНKCl и имело обратную зависимость от суммарного содержания фракций глины и ила.

Между содержанием подвижной Cu и Сорг в почве была отмечена положительная корреляция средней силы. Предположительно, Cu взаимодействовал с органическими соединениями и образовывал специфические органо-минеральные комплексы, что подтверждено данными, представленными в работе [13]. Между уровнем рНKCl серой лесной почвы и содержанием подвижных форм Cu установлена обратная корреляция средней силы: r = –0.43 и r = –0.55.

Установлена статистически достоверная положительная корреляционная связь средней силы между концентрацией подвижного Mo и содержанием частиц физической глины. Подвижный Mo, по-видимому, может адсорбироваться глинистыми минералами, оставаясь доступным для растений [20, 21].

С 1993 г. среднее содержание подвижных форм серы в серой лесной почве снизилось к 2019 г. на 64.4%, что можно объяснить, например, уменьшением применения серосодержащих удобрений, систематическим ежегодным выносом серы из почвы урожаем и вымыванием сульфатов из почв участков.

За 26-летний период мониторинга среднее содержание B, Cu и Mo в почвах реперных участков увеличилось на 28.2, 34.8 и 2.7% соответственно. Возможно, это повышение обеспеченности подвижными формами микроэлементов было связано в основном с поступлением в почвы дополнительных количеств этих элементов от промышленных источников загрязнения и в меньшей степени – от удобрений.

В настоящее время для минеральных почв по-прежнему не разработаны величины предельно-допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно-допустимых концентраций (ОДК) для многих ТМ, при этом встречающиеся в научной литературе фоновые величины содержания металлов в почвах сильно меняются в зависимости от различных почвенно-климатических условий их образования, деятельности человека и т.п. Поэтому, для оценки уровней содержания ТМ использовали методику, применяемую в геохимии, заключавшуюся в сравнении полученных величин валовых содержаний экотоксикантов в серых лесных почвах Владимирской обл. с имеющимися ПДК как валового содержания, так и подвижных форм, с кларками элементов в земной коре [22] (табл. 3).

Таблица 3.

Содержание ТМ в серой лесной почве, мг/кг

№ реперного участка Район Валовое содержание Содержание подвижных форм
мг/кг
Cu Zn Cd Pb Ni Со Cr Mn Cu Zn Cd Pb Ni Со Cr
3 Юрьев-Польский $\frac{{18.9}}{{13.9}}$ $\frac{{62.1}}{{59.9}}$ $\frac{{0.31}}{{0.43}}$ $\frac{{9.5}}{{7.0}}$ $\frac{{27.2}}{{20.3}}$ $\frac{{12.1}}{{7.5}}$ $\frac{{25.5}}{{47.4}}$ $\frac{{278}}{{373}}$ $\frac{{0.25}}{{0.23}}$ $\frac{{0.88}}{{1.13}}$ $\frac{{0.10}}{{0.08}}$ $\frac{{0.44}}{{0.92}}$ $\frac{{0.17}}{{0.26}}$ $\frac{{0.52}}{{0.21}}$ $\frac{{0.60}}{{0.92}}$
4 Юрьев-Польский $\frac{{13.3}}{{8.7}}$ $\frac{{19.3}}{{18.0}}$ $\frac{{0.30}}{{0.51}}$ $\frac{{11.3}}{{7.9}}$ $\frac{{22.6}}{{16.2}}$ $\frac{{11.9}}{{9.4}}$ $\frac{{25.7}}{{48.1}}$ $\frac{{258}}{{370}}$ $\frac{{0.33}}{{0.30}}$ $\frac{{1.10}}{{1.35}}$ $\frac{{0.16}}{{0.19}}$ $\frac{{0.48}}{{1.05}}$ $\frac{{0.19}}{{0.23}}$ $\frac{{0.47}}{{0.19}}$ $\frac{{0.29}}{{0.47}}$
5 Суздальский $\frac{{14.4}}{{11.4}}$ $\frac{{57.4}}{{55.8}}$ $\frac{{0.37}}{{0.45}}$ $\frac{{11.8}}{{8.3}}$ $\frac{{23.6}}{{15.6}}$ $\frac{{12.8}}{{7.8}}$ $\frac{{28.5}}{{49.2}}$ $\frac{{259}}{{381}}$ $\frac{{0.30}}{{0.34}}$ $\frac{{1.25}}{{1.41}}$ $\frac{{0.15}}{{0.14}}$ $\frac{{0.52}}{{0.94}}$ $\frac{{0.21}}{{0.23}}$ $\frac{{0.60}}{{0.30}}$ $\frac{{0.71}}{{0.98}}$
6 Суздальский $\frac{{21.3}}{{15.0}}$ $\frac{{54.1}}{{52.8}}$ $\frac{{0.31}}{{0.52}}$ $\frac{{12.0}}{{8.2}}$ $\frac{{25.0}}{{16.4}}$ $\frac{{12.9}}{{7.3}}$ $\frac{{27.2}}{{40.5}}$ $\frac{{262}}{{378}}$ $\frac{{0.25}}{{0.22}}$ $\frac{{1.41}}{{1.32}}$ $\frac{{0.20}}{{0.21}}$ $\frac{{0.57}}{{0.89}}$ $\frac{{0.13}}{{0.14}}$ $\frac{{0.71}}{{0.26}}$ $\frac{{0.45}}{{0.79}}$
16 Александровский $\frac{{9.2}}{{6.2}}$ $\frac{{11.3}}{{9.9}}$ $\frac{{0.14}}{{0.33}}$ $\frac{{10.9}}{{9.6}}$ $\frac{{22.5}}{{14.9}}$ $\frac{{12.6}}{{6.1}}$ $\frac{{19.5}}{{33.8}}$ $\frac{{291}}{{388}}$ $\frac{{0.22}}{{0.21}}$ $\frac{{1.33}}{{1.54}}$ $\frac{{0.10}}{{0.11}}$ $\frac{{0.60}}{{1.04}}$ $\frac{{0.20}}{{0.25}}$ $\frac{{0.30}}{{0.17}}$ $\frac{{0.31}}{{0.49}}$
19 Кольчугинский $\frac{{10.7}}{{7.3}}$ $\frac{{32.8}}{{30.3}}$ $\frac{{0.22}}{{0.41}}$ $\frac{{14.2}}{{8.1}}$ $\frac{{19.0}}{{13.1}}$ $\frac{{8.2}}{{6.6}}$ $\frac{{11.1}}{{24.7}}$ $\frac{{259}}{{422}}$ $\frac{{0.36}}{{0.33}}$ $\frac{{1.21}}{{1.45}}$ $\frac{{0.17}}{{0.14}}$ $\frac{{0.61}}{{0.96}}$ $\frac{{0.23}}{{0.21}}$ $\frac{{0.51}}{{0.25}}$ $\frac{{0.36}}{{0.64}}$
30 Суздальский $\frac{{13.1}}{{8.6}}$ $\frac{{39.5}}{{37.3}}$ $\frac{{0.20}}{{0.34}}$ $\frac{{10.0}}{{9.3}}$ $\frac{{24.6}}{{14.1}}$ $\frac{{12.8}}{{9.2}}$ $\frac{{20.1}}{{33.2}}$ $\frac{{269}}{{373}}$ $\frac{{0.29}}{{0.29}}$ $\frac{{1.02}}{{1.59}}$ $\frac{{0.15}}{{0.18}}$ $\frac{{0.55}}{{1.01}}$ $\frac{{0.22}}{{0.17}}$ $\frac{{0.56}}{{0.21}}$ $\frac{{0.28}}{{0.58}}$
31 Муромский $\frac{{7.3}}{{4.5}}$ $\frac{{17.3}}{{15.9}}$ $\frac{{0.20}}{{0.42}}$ $\frac{{3.6}}{{2.9}}$ $\frac{{15.3}}{{12.0}}$ $\frac{{6.1}}{{3.0}}$ $\frac{{5.0}}{{11.8}}$ $\frac{{224}}{{402}}$ $\frac{{0.19}}{{0.17}}$ $\frac{{1.19}}{{1.28}}$ $\frac{{0.13}}{{0.12}}$ $\frac{{0.61}}{{0.93}}$ $\frac{{0.16}}{{0.15}}$ $\frac{{0.28}}{{0.12}}$ $\frac{{0.20}}{{0.43}}$
34 Суздальский $\frac{{11.3}}{{6.7}}$ $\frac{{31.0}}{{30.4}}$ $\frac{{0.20}}{{0.40}}$ $\frac{{10.0}}{{6.7}}$ $\frac{{25.7}}{{17.1}}$ $\frac{{11.3}}{{6.2}}$ $\frac{{8.6}}{{14.9}}$ $\frac{{251}}{{414}}$ $\frac{{0.20}}{{0.21}}$ $\frac{{0.88}}{{1.09}}$ $\frac{{0.13}}{{0.11}}$ $\frac{{0.72}}{{1.05}}$ $\frac{{0.15}}{{0.25}}$ $\frac{{0.49}}{{0.22}}$ $\frac{{0.22}}{{0.51}}$
M $\frac{{13.3}}{{9.1}}$ $\frac{{36.1}}{{34.5}}$ $\frac{{0.25}}{{0.40}}$ $\frac{{10.4}}{{7.6}}$ $\frac{{22.8}}{{15.5}}$ $\frac{{11.2}}{{7.0}}$ $\frac{{19.0}}{{33.7}}$ $\frac{{261}}{{389}}$ $\frac{{0.27}}{{0.26}}$ $\frac{{1.14}}{{1.35}}$ $\frac{{0.14}}{{0.14}}$ $\frac{{0.57}}{{0.98}}$ $\frac{{0.18}}{{0.21}}$ $\frac{{0.49}}{{0.21}}$ $\frac{{0.38}}{{0.65}}$
V, % $\frac{{33.7}}{{39.5}}$ $\frac{{51.4}}{{53.2}}$ $\frac{{29.9}}{{15.4}}$ $\frac{{28.0}}{{26.2}}$ $\frac{{16.0}}{{15.7}}$ $\frac{{21.5}}{{27.2}}$ $\frac{{46.0}}{{41.9}}$ $\frac{{7.1}}{{4.9}}$ $\frac{{22.0}}{{23.6}}$ $\frac{{16.4}}{{12.5}}$ $\frac{{22.6}}{{30.2}}$ $\frac{{14.6}}{{6.3}}$ $\frac{{18.4}}{{21.7}}$ $\frac{{27.5}}{{24.6}}$ $\frac{{45.9}}{{31.6}}$
±m $\frac{{1.5}}{{1.2}}$ $\frac{{6.2}}{{6.1}}$ $\frac{{0.02}}{{0.02}}$ $\frac{{1.0}}{{0.7}}$ $\frac{{1.2}}{{0.8}}$ $\frac{{0.8}}{{0.6}}$ $\frac{{2.9}}{{4.7}}$ $\frac{{6.2}}{{6.4}}$ $\frac{{0.02}}{{0.02}}$ $\frac{{0.06}}{{0.06}}$ $\frac{{0.01}}{{0.01}}$ $\frac{{0.03}}{{0.02}}$ $\frac{{0.01}}{{0.02}}$ $\frac{{0.05}}{{0.02}}$ $\frac{{0.06}}{{0.07}}$
ПДК(ОДК)вал/подв (132) (220) (2) 32 (80) н/д н/д 1500 3 23 н/д 6 4 5 6
Кларк мировой [5] 55 70 0.2 12.5 75 25 100 950
Кларк региональный [33] 8.5 47.3 н/д 14.9 35.7 4.6 84.8 609

Примечание. н/д – нет данных.

Средняя обеспеченность и пределы изменений содержания Cu в изученной почве во многом подтверждены другими исследованиями, в которых среднее валовое содержание Cu, переходящей в вытяжку 5.0 н. HNO3, находилось на уровне 10–15 мг/кг почвы при варьировании в пределах 5–38 мг/кг [23]. Среднее содержание подвижных форм Сu, переходящих в вытяжку ААБ рН 4.8 во многом соответствовало усредненным показателям, характерным для почв европейской части России [16].

В ряде работ для Zn приведены несколько отличные от полученных в настоящей работе средних валового содержания и содержания подвижных форм металла [16], а также пределы его содержания (46.0–60.5 мг/кг) в почве [23, 24].

Серые лесные почвы Владимирской обл. имели среднюю обеспеченность валовым Cd (в 1.6–2.6 раза меньше среднероссийского показателя для данной почвы – 0.65 мг/кг) [25]. Отмеченные нами пределы варьирования содержания подвижных форм Cd и средние содержания подвижных форм металла соотносились с результатами, указанными в других работах [16, 26].

Содержание валового Pb и пределы варьирования его фонового количества в серых лесных почвах Владимирской обл. имели сходные величины со средней обеспеченностью валовым Pb на уровне 9.0 мг/кг с пределами изменений от 2.6 до 43.0 мг Pb/кг почвы в указанных почвах Русской равнины [6].

Средние содержания валовых и подвижных форм Ni в серой лесной почве в основном соотносятся с данными, приведенными в других работах [16, 23, 26].

Среднее валовое содержание Сo в серой лесной почве Владимирской обл. в основном соответствовало среднему валовому содержанию ТМ (12.0 мг/кг) в этой почве [21]. Содержание подвижных форм Co в этой почве было значительно меньше среднего показателя (0.75–3.0 мг/кг) [13].

Данные по содержанию валового Cr в почвах России весьма разноречивы. Например, в серой лесной почве содержится в среднем 200 мг Cr/кг [27]. Отметим, что серые лесные почвы Владимирской обл. отличались значительно меньшим содержанием валового Cr.

Кроме этого, полученные нами величины содержания подвижного Cr в исследованных почвах также были значительно меньше по сравнению с показателями, характерными для Центрально-Европейской части России, где среднее содержание хрома составило 2.62–2.66 мг/кг [16, 26].

Количество валового Mn в серых лесных почвах обычно не превышает 1600 мг/кг [28]. В работе [29] установлено среднее фоновое валовое содержание Mn в почвах Владимирской обл. – 609 мг/кг с варьированием от 203 до 1040 мг/кг. Полученные нами данные валового содержания Mn хорошо укладываются в эти пределы.

На всех реперных участках содержание валовых и подвижных форм изученных ТМ были значительно меньше ПДК и/или ОДК. На отдельных реперных участках почв отмечено несущественное превышение величин кларков. Установлено, что с 1993 г. увеличилось среднее содержание валовых форм Cu, Zn, Pb, Ni и Co на 46.1, 4.6, 36.8, 47.1 и 60.0% и снизилось содержание Cd, Cr и Mn на 37.5, 43.6 и 32.9% соответственно.

Подвижность ТМ в почвах зависит от многих факторов, в числе которых не малую роль играет и происхождение почвы (табл. 4). В 2019 г. подвижность ТМ в почвах реперных участков снижалась в ряду: Cd > Pb > Co > Zn > Cr > Cu > Ni, в 1993 г.: Cd > Pb > Zn > Co > Cu > Cr > Ni.

Таблица 4.

Степень подвижности ТМ в почвах реперных участков, %

№ реперного участка Район Cu Zn Cd Pb Ni Со Cr
3 Юрьев-Польский $\frac{{1.3}}{{1.7}}$ $\frac{{1.4}}{{1.9}}$ $\frac{{32.3}}{{18.6}}$ $\frac{{4.6}}{{13.1}}$ $\frac{{0.6}}{{1.3}}$ $\frac{{4.3}}{{2.8}}$ $\frac{{2.4}}{{1.9}}$
4 Юрьев-Польский $\frac{{2.5}}{{3.4}}$ $\frac{{5.7}}{{7.5}}$ $\frac{{53.3}}{{37.3}}$ $\frac{{4.2}}{{13.3}}$ $\frac{{0.8}}{{1.4}}$ $\frac{{3.9}}{{2.0}}$ $\frac{{1.1}}{{1.0}}$
5 Суздальский $\frac{{2.1}}{{3.0}}$ $\frac{{2.2}}{{2.5}}$ $\frac{{40.5}}{{31.1}}$ $\frac{{4.4}}{{11.3}}$ $\frac{{0.9}}{{1.5}}$ $\frac{{4.7}}{{3.8}}$ $\frac{{2.5}}{{2.0}}$
6 Суздальский $\frac{{1.2}}{{1.5}}$ $\frac{{2.6}}{{2.5}}$ $\frac{{64.5}}{{40.4}}$ $\frac{{4.8}}{{10.9}}$ $\frac{{0.5}}{{0.9}}$ $\frac{{5.5}}{{3.6}}$ $\frac{{1.7}}{{2.0}}$
16 Александровский $\frac{{2.4}}{{3.4}}$ $\frac{{11.8}}{{15.6}}$ $\frac{{71.4}}{{33.3}}$ $\frac{{5.5}}{{10.8}}$ $\frac{{0.9}}{{1.7}}$ $\frac{{2.4}}{{2.8}}$ $\frac{{1.6}}{{1.6}}$
19 Кольчугинский $\frac{{3.4}}{{4.5}}$ $\frac{{3.7}}{{4.8}}$ $\frac{{77.3}}{{34.1}}$ $\frac{{4.3}}{{11.9}}$ $\frac{{1.2}}{{1.6}}$ $\frac{{6.2}}{{3.8}}$ $\frac{{3.2}}{{2.6}}$
30 Суздальский $\frac{{2.2}}{{3.4}}$ $\frac{{2.6}}{{4.3}}$ $\frac{{75.0}}{{52.9}}$ $\frac{{5.5}}{{10.9}}$ $\frac{{0.9}}{{1.2}}$ $\frac{{4.4}}{{2.3}}$ $\frac{{1.4}}{{1.7}}$
31 Муромский $\frac{{2.6}}{{3.8}}$ $\frac{{6.9}}{{8.1}}$ $\frac{{65.0}}{{28.6}}$ $\frac{{16.9}}{{32.1}}$ $\frac{{1.0}}{{1.3}}$ $\frac{{4.6}}{{4.0}}$ $\frac{{4.0}}{{3.6}}$
34 Суздальский $\frac{{1.8}}{{3.1}}$ $\frac{{2.8}}{{3.6}}$ $\frac{{65.0}}{{27.5}}$ $\frac{{7.2}}{{15.7}}$ $\frac{{0.6}}{{1.5}}$ $\frac{{4.3}}{{3.5}}$ $\frac{{2.6}}{{3.4}}$
M $\frac{{2.2}}{{3.1}}$ $\frac{{4.4}}{{5.6}}$ $\frac{{60.5}}{{33.8}}$ $\frac{{6.4}}{{14.4}}$ $\frac{{0.8}}{{1.4}}$ $\frac{{4.5}}{{3.2}}$ $\frac{{2.3}}{{2.2}}$
V, % $\frac{{31.3}}{{31.5}}$ $\frac{{74.2}}{{76.4}}$ $\frac{{25.6}}{{28.2}}$ $\frac{{63.7}}{{47.1}}$ $\frac{{26.9}}{{18.1}}$ $\frac{{23.5}}{{22.8}}$ $\frac{{41.2}}{{40.1}}$
±m $\frac{{0.2}}{{0.3}}$ $\frac{{1.1}}{{1.4}}$ $\frac{{5.2}}{{3.2}}$ $\frac{{1.4}}{{2.3}}$ $\frac{{0.1}}{{0.1}}$ $\frac{{0.4}}{{0.2}}$ $\frac{{0.3}}{{0.3}}$

Полученные показатели степени подвижности ТМ во многом согласовались с другими исследованиями, проведенными на этих почвах [5, 30]. За период наблюдения подвижность соединений Cu, Zn, Pb и Ni в серой лесной почве снизилась на 29.0, 21.4, 55.6 и 42.9%, а Cd, Co и Cr – возросла на 79.0, 40.6 и 4.5% соответственно.

В работах [31, 32] отмечено, что важными факторами, влияющими на уровни содержания ТМ в почвах, являются количество органического вещества в почве, реакция среды и гранулометрический состав. В нашем исследовании была выявлена взаимосвязь содержаний валовых и подвижных форм изученных экотоксикантов с отдельными агрохимическими свойствами почвы, которую оценивали по величинам коэффициентов линейной корреляции Пирсона при P = 0.95 (табл. 5). Судя по рассчитанным величинам коэффициентов, более сильное (при условии, что r ≥ ±0.7) влияние на содержание форм ТМ оказывало содержание органического вещества, менее выраженное воздействие – изменение уровня рНKCl и содержание глинистых и илистых частиц. Выявленные корреляционные связи показали, что достоверное поглощение ТМ частицами глинистой и илистой фракций (<0.01 мм) было характерно только для подвижного Co, в поглощении остальных ТМ, прежде всего Ni и Mn, мелкодисперсные частицы не играли значимой роли. Органическое вещество серой лесной почвы аккумулировало подвижные формы Cu, валовые формы Pb и валовые и подвижные формы Co в почве.

Таблица 5.

Величины коэффициентов линейной корреляции между показателями почвы и содержанием форм ТМ

Свойства почвы Cu Zn Cd Pb Ni Со Cr Mn
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
Фракция <0.01 мм, % $\frac{{0.45}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{0.42}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{0.57}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{0.51}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{0.53}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{0.64}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{0.64}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{0.03}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{0.09}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{0.04}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{0.14}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{0.70{\kern 1pt} *}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{0.32}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{0.60}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{0.02}}{{{\text{н/о}}}}$ $\frac{{{\text{н/о}}}}{{{\text{н/о}}}}$
Сорг, % $\frac{{0.43}}{{0.36}}$ $\frac{{0.74{\kern 1pt} *}}{{0.79{\kern 1pt} *}}$ $\frac{{0.40}}{{0.42}}$ $\frac{{--0.19}}{{0.19}}$ $\frac{{0.33}}{{0.22}}$ $\frac{{0.53}}{{0.53}}$ $\frac{{0.81{\kern 1pt} *}}{{0.53}}$ $\frac{{--0.15}}{{0.12}}$ $\frac{{0.52}}{{0.15}}$ $\frac{{0.37}}{{0.01}}$ $\frac{{0.49}}{{0.80{\kern 1pt} *}}$ $\frac{{0.74{\kern 1pt} *}}{{0.70{\kern 1pt} *}}$ $\frac{{0.40}}{{0.37}}$ $\frac{{0.22}}{{0.30}}$ $\frac{{0.31}}{{--0.14}}$ $\frac{{{\text{н/о}}}}{{{\text{н/о}}}}$
рНKCl $\frac{{--0.51}}{{--0.59}}$ $\frac{{0.54}}{{0.37}}$ $\frac{{--0.13}}{{--0.23}}$ $\frac{{--0.39}}{{0.01}}$ $\frac{{--0.02}}{{--0.17}}$ $\frac{{--0.10}}{{--0.24}}$ $\frac{{0.09}}{{--0.39}}$ $\frac{{--0.01}}{{0.12}}$ $\frac{{--0.33}}{{--0.54}}$ $\frac{{0.73{\kern 1pt} *}}{{0.06}}$ $\frac{{--0.39}}{{--0.32}}$ $\frac{{--0.19}}{{0.04}}$ $\frac{{--0.32}}{{--0.48}}$ $\frac{{--0.02}}{{--0.17}}$ $\frac{{--0.26}}{{0.65}}$ $\frac{{{\text{н/о}}}}{{{\text{н/о}}}}$
ТМвал.ф./подв.ф. $\frac{{0.17}}{{0.19}}$ $\frac{{--0.14}}{{--0.28}}$ $\frac{{0.38}}{{0.49}}$ $\frac{{--0.10}}{{0.31}}$ $\frac{{--0.20}}{{0.56}}$ $\frac{{0.54}}{{0.51}}$ $\frac{{0.71{\kern 1pt} *}}{{0.64}}$ $\frac{{{\text{н/о}}}}{{{\text{н/о}}}}$

Примечание. В графе 1 – валовое содержание. 2 – содержание подвижных форм.

Нечетко выраженным характером отличалось влияние кислотности почвы на поведение форм изученных ТМ. В большинстве случаев повышение обменной кислотности почвы приводило к слабому снижению содержания валовых форм ТМ. Влияние кислотности на подвижные формы ТМ проявлялось еще слабее и неоднозначнее, чем на валовые формы ТМ.

Высокая достоверная взаимосвязь между изменением содержания валовых и подвижных форм ТМ в почвах отмечена только для Cr (r = = 0.71), в других случаях взаимосвязь была средней и слабой силы.

Расчет суммарного показателя загрязнения исследованных почв ТМ определяли по формуле: Zc = ΣKCi – (n – 1), где n – число анализируемых элементов, KCi – коэффициент концентрации i-го химического элемента, KCi = Ci/CФi, где Ci – фактическая валовая концентрация элемента в почве, CФi – фоновое (кларк) региональное содержание [33].

Расчет Zc показал, что почвы всех реперных участков имели допустимую степень загрязнения с рассчитанными величинамими Zc < 16, следовательно, их можно использовать для возделывания любых культур с обязательным контролем уровня воздействия источников загрязнения почвы и доступности токсикантов для культур.

ВЫВОДЫ

1. За 26-летний период мониторинга реперных участков серых лесных почв по величинам средних агрохимических показателей установлено заметное увеличение обменной и гидролитической кислотности почв, снижение обеспеченности Сорг, также подвижными формами K2O и, особенно, P2O5, обменными Ca и Mg, S, ЕКО и V. Оценка исследованных почв с 1993 по 2019 г. по системе ПЭИ выявила устойчивую тенденцию к его снижению на 4.2 балла.

2. В течение всего периода наблюдения обеспеченность почв B и Cu находилась на высоком и очень высоком уровне, Mo – на низком. Для Sподв отмечено существенное снижение обеспеченности с высокого уровня – в 1993 г., до низкого – в 2019 г. В почвах реперных участков отмечено увеличение среднего содержания B, Cu и Mo.

3. Содержание валовых и подвижных форм изученных ТМ, за исключением, Zn и Cr, в почвах реперных участков в основном соответствовало наиболее типичным показателям для данного типа почв России.

4. На всех реперных участках содержание валовых и подвижных форм изученных ТМ было значительно меньше ПДК и ОДК. В почвах отдельных реперных участков отмечено несущественное превышение величин мирового и регионального кларков.

5. За период наблюдений подвижность соединений Cu, Zn, Pb и Ni в почвах участков снижалась, Cd, Co и Cr – возрастала. Наибольшей подвижностью отличалось поведение Cd и Pb, наименьшей – Ni.

6. С 1993 г. в почвах увеличилось среднее содержание валовых форм Cu, Zn, Pb, Ni и Co и снизилось содержание Cd, Cr и Mn.

7. Наиболее сильное влияние на концентрацию форм ТМ оказывало содержание в почве Cорг и менее выраженное влияние – содержание частиц физической глины и величина рНKCl.

8. Оценка почв по суммарному показателю загрязнения их ТМ показала, что почвы всех участков имели допустимую степень загрязнения (Zc < 16).

Список литературы

  1. Шафран С.А. Динамика плодородия почв Нечерноземной зоны // Агрохимия. 2016. № 8. С. 3–10.

  2. Кирюшин В.И. Управление плодородием почв и продуктивностью агроценозов в адаптивно-ландшафтных системах земледелия // Почвоведение. 2019. № 9. С. 1130–1139.

  3. Уткин А.А., Лукьянов С.Н. Оценка уровня плодородия и агроэкологического состояния выработанных торфяных почв Владимирской области // Агрохимия. 2021. № 9. С. 3–12.

  4. Фирсов С.А., Баранова Т.Л., Фирсов С.С. Экологический мониторинг безопасности почв по содержанию тяжелых металлов // Агрохим. вестн. 2014. № 3. С. 5–7.

  5. Комаров В.И. Эколого-агрохимическая оценка содержания тяжелых металлов в агроландшафтах Владимирской области: Автореф. дис. … канд. с.-х. наук. СПб.–Пушкин, 2004. 20 с.

  6. Шихова Л.Н. Содержание и динамика тяжелых металлов в почвах Северо-Востока Европейской части России: Автореф. дис. … д-ра с.-х. наук. СПб.–Пушкин, 2005. 46 с.

  7. Рагимов А.О. Эколого-функциональная роль почв в формировании уровня благополучия населения Владимирской области. Автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 2015. 23 с.

  8. Шишов Л.Л., Дурманов Д.Н., Карманов И.И., Ефремов В.В. Теоретические основы и пути регулирования плодородия почв. М.: Агропромиздат, 1991. 304 с.

  9. Гаврилова И.П., Касимов Н.С. Практикум по геохимии ландшафта. М.: Изд-во МГУ, 1989. 73 с.

  10. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. М.: ЦИНАО, 1992. 61 с.

  11. Руковод. документ. Массовая доля кислоторастворимых форм металлов в пробах почв, грунтов и донных отложений. Методика измерений методом атомно-абсорбционной спектрометрии. РД 52.18.191-2018. Обнинск: Росгидромет, 2019. 36 с.

  12. Руководящий документ. Метод. указ-я. Методика выполнения измерений массовой доли подвижных форм металлов (меди, свинца, цинка, никеля, кадмия, кобальта, хрома, марганца) в пробах почвы атомноабсорбционным анализом. РД 52.18.289-90. М.: Госгидромет СССР, 1990. 36 с.

  13. Пейве Я.В. Биохимия почв. М.: Сельхозгиз, 1961. 422 с.

  14. Каталымов М.В. Микроэлементы и микроудобрения. М.: Химия, 1965. 330 с.

  15. Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия / Под ред. Б.А. Ягодина. М.: Колос, 2002. 584 с.

  16. Шихова Л.Н., Егошина Т.Л. Тяжелые металлы в почвах и растениях таежной зоны Северо-Востока Европейской России. Киров: Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2004. 264 с.

  17. Аристархов А.Н. Сера в агроэкосистемах России: мониторинг содержания в почвах и эффективность ее применения // Международ. сел.-хоз. журн. 2016. № 5. С. 39–47.

  18. Возбуцкая А.Е. Химия почвы / Под ред. Д.Л. Аскинази. Изд. 3-е, испр. и доп. М.: Высш. шк., 1968. 427 с.

  19. Панасин В.И., Вихман М.И., Уютов Р.Г., Рымаренко Г.А. Почвенно-агрохимические аспекты распространения бора и молибдена в почвах сельскохозяйственных угодий Калининградской области // Плодородие. 2017. № 3(96). С. 26–28.

  20. Ильин В.Б. Химические элементы в системе почва–растение. Новосибирск: Наука, 1982. 113 с.

  21. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. М.: Наука, 1985. 263 с.

  22. Taylor S.R. Abundance of chemical elements in the continental crust: a new table // Geochim. Cosmochim. Acta. 1964. V. 28. № 8. P. 1273–1285.

  23. Ковда В.А., Якушевская И.В., Тюрюканов А.Н. Микроэлементы в почвах Советского Союза. М.: Изд-во МГУ, 1959. 66 с.

  24. Зырин Н.Г., Чеботарева Н.А. К вопросу о формах соединений меди, цинка, свинца в почвах и доступности их для растений // Содержание и формы соединений микроэлементов в почвах. М.: Изд-во МГУ, 1979. С. 324–350.

  25. Черных Н.А., Овчаренко М.М. Тяжелые металлы и радионуклиды в биогеоценозах. М.: Агроконсалт, 2002. 200 с.

  26. Овчаренко М.М. Тяжелые металлы в системе почва–растение–удобрение / Под ред. М.М. Овчаренко. М.: Пролетарский светоч, 1997. 290 с.

  27. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М.: АН СССР, 1957. 237 с.

  28. Кабанов Ф.И. Микроэлементы и растения. М.: Просвещение, 1977. 136 с.

  29. Трифонова Т.А. Экологический атлас Владимирской области / Под ред. Т.А. Трифоновой. Владимир: ВлГУ, 2007. 92 с.

  30. Каплунова Е.В. Трансформация соединений цинка, свинца и кадмия в почвах: Автореф. дис. … канд. с.-х. наук. М., 1983. 23 с.

  31. Добровольский В.В. Основы биогеохимии. М.: Высш. шк., 1998. 411 с.

  32. Чернова О.В., Бекецкая О.В. Допустимые и фоновые концентрации загрязняющих веществ в экологическом нормировании (тяжелые металлы и другие химические элементы) // Почвоведение. 2011. № 9. С. 1102–1113.

  33. Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест. Метод. указ-я. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 1999. 38 с.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Агрохимия

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал