ХАРАКТЕРИСТИКА ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ВЕРХНИХ ГОРИЗОНТОВ ПОЧВ ПРИДОРОЖНЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Проведены геоботанические описания придорожных фитоценозов юга Тюменской области в пределах пяти административных районов: Упоровского, Заводоуковского, Ялуторовского, Ярковского, Тобольского. На каждом участке выполнены срезы почвы и определены их морфологические и химические характеристики. Определен биогенный состав (азот нитритный, нитраты, подвижные соединения фосфора, аммоний обменный), степень и тип засоления почв. Исследованные почвы, в соответствии с систематикой А. Г. Дюкарева, принадлежат к типам - дерновоподзолистые и подзолистые, подтипу - типичные, роду - обычные. По степени засоления относятся к незасоленным почвам. Тип засоления - хлоридно-сульфатный, сульфатный. Реакция среды водной вытяжки слабокислая. Биогенные элементы, определенные в ходе исследования, концентрируются в большей степени в верхних горизонтах почвы и характеризуются низкой степенью обеспеченности доступными фосфатами на всех участках от 28 до 50 мг/кг (подвижные формы). Содержание нитратов находится в одном диапазоне, от 0,2 до 0,8 мг/кг. Распределение аммония обменного - 4,5-23,6 мг/кг, нитраты варьируют от 0,2 до 0,8 мг/кг. Содержание азота нитритного во всех пробах почв минимальное: менее 0,037 мг/кг почвы. Исследуемые фитоценозы отличаются бедностью и стабильностью флористического состава. Большая часть общего проективного покрытия изученных фитоценозов приходится на синантропные виды. Индекс синантропизации флоры изученных фитоценозов находится в диапазоне от 43до 64 %.

Ключевые слова:
почва, придорожные фитоценозы, солевой состав, биогенные элементы, азот нитритный, нитраты, подвижные соединения фосфора, аммоний обменный
Текст
Введение Биогенные соли и элементы являются основными лимитирующими факторами и ресурсами среды для растительных объектов. Растения получают их из почвы. Солевой и биогенный состав почв играет основную роль в их минеральном питании. Каждый вид растений потребляет определенный набор катионов и анионов, необходимый для их жизнедеятельности. Естественная растительность придорожных фитоценозов формируется на определенных типах почв. Актуальной проблемой становится изучение закономерностей изменения естественных фитоценозов в синантропные с учетом их химического и минерального состава [1-3]. Целью исследования является определение химического состава почв и приуроченных к ним растительных ассоциаций придорожных фитоценозов. Материалы и методы исследования Трасса Р404 Трасса Р404 (Тюмень - Тобольск - Ханты-Мансийск) - автомобильная дорога федерального значения. Это единственная федеральная дорога, которая соединяет Тюменскую область с ХМАО. Вдоль трассы были выбраны участки сосновых и березовых лесов. На каждом участке определены морфологические и химические характеристики почвы, степень и тип засоления. Были рассмотрены 8 придорожных фитоценозов с различными геоботаническими характеристиками. Участок № 1. Сосново-березовый лес. Географические координаты: N 56.5103°, Е 66,4568°. Общее проективное покрытие живого напочвенного покрова 60 %. Средняя высота травостоя 60 см. Участок № 2. Березняк злаковый. Географические координаты: N 56,3552°, Е 66,3295°. Общее проективное покрытие живого напочвенного покрова 100 %. Средняя высота травостоя 70 см. Фитоценоз расположен вдоль автодороги между поселками Черное и Шашова Упоровского района. Участок № 3. Березняк. Географические координаты: N 56,5284°, Е 66,2655°. Общее проективное покрытие живого напочвенного покрова 70 %. Средняя высота травостоя 60 см. Фитоценоз расположен около автодороги в 1 км западнее Заводоуковска. Участок № 4. Сосновый лес. Географические координаты: N 56,6251°, Е 66,2655°. Общее проективное покрытие живого напочвенного покрова 100 %. Средняя высота травостоя 60 см. Участок расположен около автодороги юго-западнее города Ялуторовска. Участок № 5. Березняк. Географические координаты: N 57,0023°, Е 66,6578°. Общее проективное покрытие живого напочвенного покрова 90 %. Средняя высота травостоя 55 см. Фитоценоз расположен вдоль автодороги в 2,5 км юго-западнее поселка Новоатьялово. Участок № 6. Сосновый лес. Географические координаты: N 57,6023°, Е 67,0299°. Общее проективное покрытие живого напочвенного покрова 100 %. Средняя высота травостоя 60 см. Фитоценоз расположен вдоль дороги Ялуторовск - Ярково. Участок № 7. Березняк. Географические координаты: N 57,6023°, Е 67,2744°. Общее проективное покрытие живого напочвенного покрова 90 %. Средняя высота травостоя 70 см. Фитоценоз расположен вдоль автодороги Ярково - Тобольск. Участок № 8. Сосновый лес. Географические координаты: N 58,0019°, Е 68,1524°. Общее проективное покрытие живого напочвенного покрова 100 %. Средняя высота травостоя 65 см. Фитоценоз расположен вдоль автодороги в 1,300 км юго-западнее от поселка Карачино. Для определения степени антропогенной трансформации флоры и отдельных растительных сообществ оценивали индекс синантропизации - долю синантропных видов (как апофитов, так и антропофитов) по отношению к общему числу видов. Образцы проб почв на пробных площадках станций отобраны в двух повторностях. С каждой пробной площадки отобрано не менее одной объединенной пробы почвы. Объединенная проба получена путем смешения пяти точечных проб, отобранных методом конверта с глубины от 0 до 30 см почвы на одной пробной площадке. Точечные пробы отобраны. Отбор проб образцов почв и пробоподготовка для количественного химического анализа проведены в соответствии с [5-8]. Обработка полученных данных проводилась общепринятыми методами статистического анализа с использованием пакета прикладных программ Microsoft Office Excel 2010. Результаты исследования и их обсуждение В верхних горизонтах почв исследуемых фитоценозов было определено содержание следующих биогенных элементов: нитраты, подвижные соединения фосфора, аммоний обменный. Известно, что азот доступен растениям главным образом в виде аммония, нитратов и нитритов. Аммонийный и нитратный азот - основные формы азотистых соединений, которые усваивают растения. Содержание нитратов на всех участках находится в одном диапазоне и варьирует от 0,2 до 0,8 мг/кг. Изменение концентрации нитратов на площадках можно расположить следующим образом: 3 и 8 < 6 < 1,5 и 7 < 2 < 4. Несколько иным было распределение аммония обменного: 7 < 1 < 5 < 3 < 8 и 2 < 4 < 6. Его концентрация в образцах составила 4,5-23,6 мг/кг. Содержание азота нитритного во всех пробах почв минимальное, оно составило менее 0,037 мг/кг почвы. Содержание фосфора (подвижные формы) находится в одном диапазоне, от 28 до 50 мг/кг. Степень обеспеченности доступными фосфатами является низкой по классификации для вытяжек из почв, полученных по методу Кирсанова (рис.). Содержание биогенных элементов в исследуемых пробах почв Лабораторный анализ водной вытяжки почв позволяет определить в исследуемых образцах проб содержание следующих ионов: карбонат-ионов , бикарбонат-ионов , хлорид-ионов Cl-, сульфат-ионов , ионов кальция Ca2+, магния Mg2+ (табл. 1). Карбонат-ионы не выявлены. Таблица 1 Данные анализа водной вытяжки из исследуемых проб почвы, суммарный эффект (СЭ) токсичных ионов и степень засоления почвы Участок Концентрация, мг·экв/100 г почвы CI- Ca2+ Mg2+ СЭ, мг·экв Степень засоления почв* 1 0,10 0,05 0,19 0,13 0,00 0,13 Незасоленные 2 0,10 0,05 0,27 0,13 0,00 0,16 Незасоленные 3 0,09 0,05 0,27 0,13 0,00 0,16 Незасоленные 4 0,13 0,05 0,25 0,25 0,13 0,18 Незасоленные 5 0,10 0,05 0,27 0,25 0,13 0,14 Незасоленные 6 0,28 0,04 0,52 0,50 0,30 0,19 Незасоленные 7 0,13 0,05 0,27 0,13 0,00 0,16 Незасоленные 8 0,09 0,05 0,27 0,13 0,00 0,16 Незасоленные * По Н. И. Базилевич, Е. И. Панковой. Рассчитанный суммарный эффект (СЭ) влияния токсичных ионов (Cl-, , ) не превышает 0,3 мг · экв, таким образом, по степени засоления исследуемые почвы относятся к незасоленным (табл. 2). Таблица 2 Тип засоления исследуемых проб почв, отобранных на мониторинговых и фоновых участках Участок Тип засоления 1 0,26 3,80 - Хлоридно-сульфатный 2 0,19 5,40 - Сульфатный 3 0,19 5,40 - Сульфатный 4 0,20 5,00 - Хлоридно-сульфатный 5 0,16 6,20 - Сульфатный 6 0,07 14,86 - Сульфатный 7 0,19 5,40 - Сульфатный 8 0,19 5,40 - Сульфатный Тип засоления почв определяется из соотношения анионов: Cl-/ и /Cl-. Если Cl-/ больше 2, а /Cl- меньше 0,5, то почвы относят к хлоридному типу засоления. При отношении Cl-/ в пределах 1-2, а /Cl- менее 0,5 - почвы с сульфатно-хлоридным типом засоления. Если первое соотношение находится в диапазоне 0,2-1, а второе - в пределах 1-5, то это хлоридно-сульфатный тип. К сульфатному типу относят почвы, если Cl-/ менее 2 и /Cl- более 5. Тип засоления почв на участках: хлоридно-сульфатный (у образцов с 1 и 4 участков) и сульфатный (на участках 2, 3, 5-8) (табл. 2). Выявлены общие виды для всех площадок: Тысячелистник обыкновенный (Achilléa millefólium L.), Вейник тростниковый (Calamagrostis arundinacea (L.) Roth), Полевица тонкая (Agrostis tenuis Sibth.), Горошек мышиный (Vícia cracca L.), Клевер средний (Trifolium medium L.), Лабазник обыкновенный (Filipendula vulgaris Moench), Костяника каменистая (Rubus saxatilis L.), Клевер люпиновый (Trifolium lupinaster L.). Изучаемые фитоценозы отличаются скудностью флористического состава и представляют собой сукцессионную стадию, сформированную вследствие изменений естественной растительности под воздействием антропогенного пресса. Индекс синантропизации флоры изученных фитоценозов находится в интервале от 43 до 64 %. Это говорит о том, что синантропные виды занимают большую часть площадки, т. е. доминируют, образуя общий фон, в который вкраплены все прочие виды растительности. Выводы Почвы изучаемых фитоценозов относятся к незасоленным почвам, тип засоления хлоридно-сульфатный и сульфатный. Реакция среды водной вытяжки слабокислая. Биогенные элементы, определенные в ходе исследования, концентрируются в большей степени в верхних горизонтах почвы и характеризуются низкой степенью обеспеченности доступными фосфатами на всех участках от 28 до 50 мг/кг (подвижные формы). Содержание нитратов на всех участках находится в одном диапазоне, от 0,2 до 0,8 мг/кг. Распределение аммония обменного (4,5-23,6 мг/кг), нитраты варьируют от 0,2 до 0,8 мг/кг. Содержание азота нитритного во всех пробах почв минимальное, оно составило менее 0,037 мг/кг почвы. Данные характеристики почв свойственны произрастающим на них березовым и сосновым лесам юга Тюменской области. Большая часть общего проективного покрытия приходится на синантропные виды. Индекс синантропизации флоры изученных фитоценозов находится в интервале от 43 до 64 %.
Список литературы

1. Попова Е. И., Сулкарнаева Р. М. Аккумуляция тяжелых металлов в почве и растительности территории Тобольской промышленной площадки // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 6. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=16730 (дата обращения: 23.03.2018).

2. Попова Е. И., Токарева А. Ю. Изменение некоторых лесных фитоценозов под влиянием антропогенной нагрузки // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 6. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=16689 (дата обращения: 23.03.2018).

3. Мотузова Г. В., Безуглова А. В. Экологический мониторинг почв. М.: МГУ, 2007. 237 с.

4. Околелова А. А., Кожевникова В. П. Особенности оценки уровня химического загрязнения почв поллютантами // Современное состояние черноземов: материалы Междунар. науч. конф. (Ростов-на-Дону, 24-26 сентября 2013 г.). Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2013. С. 141-144.

5. ГОСТ 17.4.3.01-83. Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб: сб. ГОСТов. М.: Стандартинформ, 2008. 4 с.

6. ГОСТ 17.4.4.02-84. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа: сб. ГОСТов. М.: Стандартинформ, 2008. 8 с.

7. ГОСТ 26483-85. Почвы. Приготовление солевой вытяжки и определение ее рН по методу ЦИНАО: сб. ГОСТов. М.: Стандартинформ, 2008. 6 с.