Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Почвенные режимы низинных торфяных почв и выработанных торфяников Северо-Востока Европейской части России Уланов Анатолий Николаевич

Почвенные режимы низинных торфяных почв и выработанных торфяников Северо-Востока Европейской части России
<
Почвенные режимы низинных торфяных почв и выработанных торфяников Северо-Востока Европейской части России Почвенные режимы низинных торфяных почв и выработанных торфяников Северо-Востока Европейской части России Почвенные режимы низинных торфяных почв и выработанных торфяников Северо-Востока Европейской части России Почвенные режимы низинных торфяных почв и выработанных торфяников Северо-Востока Европейской части России Почвенные режимы низинных торфяных почв и выработанных торфяников Северо-Востока Европейской части России Почвенные режимы низинных торфяных почв и выработанных торфяников Северо-Востока Европейской части России Почвенные режимы низинных торфяных почв и выработанных торфяников Северо-Востока Европейской части России Почвенные режимы низинных торфяных почв и выработанных торфяников Северо-Востока Европейской части России Почвенные режимы низинных торфяных почв и выработанных торфяников Северо-Востока Европейской части России
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Уланов Анатолий Николаевич. Почвенные режимы низинных торфяных почв и выработанных торфяников Северо-Востока Европейской части России : Дис. ... д-ра с.-х. наук : 03.00.27 Киров, 2005 421 с. РГБ ОД, 71:06-6/85

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Характеристика объектов, методы и условия проведение исследований . 17

1.1. Схемы опытов 17

1.2. Характеристика объектов исследований 22

1.3. Агрометеорологические условия 25

1.4. Программа и методика проведения исследований 28

Глава 2. Свойства торфяных и выработанных почв в процессе их окультуривания и сельскохозяйственного использования 32

2.1. Физические и водно-физические свойства почвы 32

2.2. Агрохимические свойства почвы 41

2.3. Химический состав грунтовых вод 60

2.4. Зольность, состав золы. Тяжелые металлы 76

2.5 Биологическая активность почвы 101

2.6 Состав органического вещества почвы 138

2.7. Морфологические свойства и эволюция почвенного покрова в результате длительного использования 146

2.8. Заключение 162

Глава 3. Водный режим торфяных и выработанных почв 175

3.1. Изученность особенностей водного режима торфяных и выработанных почв 175

3.2. Режим грунтовых вод 182

3.3 Режим влажности и влагозапасов 190

3.3.1. Режим влажности и влагозапасов в зависимости от мощности остаточного слоя торфа 190

3.3.2. Влажность почвы в зависимости от режима использования почв 196

3.3.3. Режим влажности и влагозапасов в зависимости от уровня грунтовых вод и метеоусловий 209

3.4 Водный баланс 217

3.5 Регулирования водного режима путем внесения минерального грунта 223

3.6 Заключение 229

Глава 4. Температурный режим торфяных и выработанных почв 232

4.1. Изученность особенностей температурного режима торфяных и выработанных почв 232

4.2 Температурный режим почвы 239

4.2.1. Температурный режим в зависимости от мощности остаточного слоя торфа, уровня грунтовых вод и характера использования почв 239

4.2.2. Режим температуры в суточном и годовом цикле 254

4.2.3. Режим промерзания и оттаивани 261

4.3. Температурный режим приземного слоя воздуха 266

4.4. Регулирование температурного режима почвы и воздуха путем внесения минерального грунта 270

4.5. Заключение 277

Глава 5. Питательный режим торфяных и выработанных почв 281

5.1. Азотный режим торфяных и выработанных почв 281

5.2. Соединения азота в зависимости от свойств и режима использования почв 287

5.3. Динамика минеральных соединений азота в зависимости от режима использования почв, слоя торфа и уровня грунтовых вод 288

5.4. Изученность особенностей фосфорного режима торфяных и выработанных почв 296

5.5. Соединения фосфора в торфяных и выработанных почвах 300

5.6. Динамика подвижных соединений фосфора в зависимости от режима использования, слоя торфа и уровня грунтовых вод 306

5.7. Баланс фосфора при возделывании кормовых культур 309

5.8. Калийный режим торфяных и выработанных почв 310

5.9. Соединения калия в торфяных и выработанных почвах 315

5.10. Динамика подвижных форм калия в зависимости от режима использования почв и слоя остаточного торфа 318

5.11. Баланс калия при возделывании кормовых культур 321

5.12. Влияние минерального грунта и извести на питательный режим почв 323

5.13. Заключение 329

Глава 6. Освоение и сельскохозяйственное использование низинных торфяных почв и выработанных торфяников 336

6.1. Влияние различных режимов использования торфяных почв на их продуктивность 336

6.2. Влияние слоя остаточного торфа, приемов окультуривания и режима использования выработанных торфяников на продуктивность кормовых культур 341

6.3. Химический состав кормовых культур 347

6.4. Заключение 350

Общие выводы 352

Предложения производству 358

Список литературы 359

Приложения

Введение к работе

Актуальность работы.

По разным источникам (Кац Н.Я, 1948,1971; Пьявченко Н.И., 1985; Оленин А.С., Марков В.Д. и др. 1988) в России насчитывается от 80 до 100 млн. га болот и заболоченных земель. В некоторых регионах (Европейский Север, Западная Сибирь и др.) их доля достигает 37-60% от общей территории (Турнас П.А., 1966; Синькевич Е.И., 1985; Вомперский С.Э., 1994; Ини-шева Л.И., 2000), поэтому на фоне низкоплодородных подзолистых почв лесной зоны осушенные торфяники могут играть большую роль в сельскохозяйственном производстве.

Начало потребительского интереса к торфяным месторождениям в России относят еще к петровской эпохе (Костяков А.Н., 1951), однако целенаправленное, научно-обоснованное и широкое их использование в качестве почвы началось лишь во второй половине прошлого столетия, когда стало совершенно очевидным, что торф, это сравнительно молодое органогенное геологическое образование при неправильном обращении относится к быстро исчерпаемым ресурсам. К настоящему времени достаточно изучены и освоены торфяники Украины (Коробченко Ю.Т., 1964; Вознюк СТ., 1967; Ду-динец Ф.Н., 1969; Фалюш В.В., 1969; Олиневич В.А., Кофман И.Я. 1977; Зинчук П.И., 1977; Гордийчук А.С., 1971, 1994; Клименко Н.А., 1990; Тру-скавецкий Р.С., 1998), Белоруссии (Лупинович И.С. и Голуб Т.Ф., 1958; Вельский Б.Б., 1966; Скоропанов С.Г., 1961,1982, 1990; Лашкевич Г.И., 1975, 1984; Лундин К.П., 1964, 1970, 1972; Шебеко В.Ф., 1965, 1977; Лиштван И.И., Король Н.Т., 1975; Мееровский А.С., 1966, 1992, 1996, 1999, 2000; Бамбалов Н.Н., 1984, 1992, 2000; Афанасик Г.И., Шабан Н.С., Пятницкий В.Н., 1980; Белковский В.И., 1993, 1995, 1996, 1998; Барановский А.З., 1995; Тиво П.Ф., 1998; Зайко СМ., 1996; Барсуков А.И., 1998, 2000, и др.), Российского Севера и Северо-Запада (НемчиновА.А., 1958; Ефимов В.Н., 1963, 1973, 1986, 1994, 1996; Донских И.Н., 1966, 1982; Переверзев В.Н.,

1964,1969; Калмыков Г.С., 1972, 1985; Павлова Т.К., 1976; Алексеева Н.С., 1970; Елсаков Г.В., 1975,1996; Иванова А.И., 1975; Царенко В.П., 1976,1994, 1996; Шаповалов В.И., 1975; Синькевич И.Е., 1985, 1992, 1997; Л.И. Корнилова Л.И., 1980; Лунина Н.Ф., 1991, 1996; Рябцева М.Е., 1991; Буторина М:А., 1971; Бухман В.А., 1978; Дубровский ЮЛ., 1974; Емельянова ИМ, Малышева Г.А., Петрова М.П., 1981; Нестеренко И.М., 1996, 1999), Центральных районов (Скрынникова И.Н., 1961, 1990; ТурнасП.А., 1966; Тарасова А.А., 1971; Торопчин М.А., 1983; Стариков Х.Н., 1987; Крештапова В.Н., 1991,1994, 1996,2002; Поздняков А.И., 1994, 2002; Крупное Р.А., 1994; Гамаюнов Н.И., Стотланд Д.М., 1994; Мусекаев Д.А., 1994; Маслов B.C., Шкаликов В.А., Шаманаев В.А., Зоткин П.И., 1996, 1997; Ковалев Н.Г., 2000; Зайдельман Ф.Р., 2001, 2002; Юркин С.Н., 2002; Широкова Е.В., 2002 и др.), Сибири, Дальнего Востока (Нейштадт М.И., 1958,1977; Маслов Б.С.,1960; Гордеева Е.А., 1969, 1970; Романова Е.А., 1967, 1974; Моторин А.С., 1979; Бурматов И.М., 1970, 1984; Мелентьева Н.В., 1980; Трубников Ю.Н., 1990; Климин М.А., 1993, 1995; Ляхова Л.В., 1993; Калинин В.М., 1995, 2003; Махлаев В.К., 1995; Мустафин A.M., Серикбаев К.Н., 1995; B.C. Мезенцев B.C., 1996; Ефремова Т.Т., Ефремов СП., 1992, 1998; Лисе О.Л., 1998, 2003; Инишева Л.И, 1993,1996,2000,2003 и др.).

В зоне Северо-Востока Европейской части России отдельные исследования по использованию болот проводились лишь в республике Коми (ЬСац Н.Я., 1927; Городков Б.Н., 1931; Гетманов Я.Я., 1946; Пьявченко Н.И., 1947; Боч М.С. и Солоневич Н.Г., 1964; Кочеткова В.Л., 1961; Скрынникова И.Н., 1972, 1974). Торфяные почвы более южных широт (подзона южной тайги) куда относится и Кировская область при кажущемся объеме исследований остаются по-прежнему малоизученными.

Кировская область, как и вся зона Северо-Востока относится к поясу интенсивного торфонакопления. Здесь разведано около 2000 торфяных месторождений общей площадью более 500 тыс. га.

Продолжающаяся на сегодняшний день интенсивная добыча торфа на промышленные и сельскохозяйственные цели привела к образованию большого количества выработанных торфяников. По данным совета по торфу при Президиуме РАСХН отработанных земель насчитывается уже более 2,0млн. га, из них около 80 тыс. га в Кировской области.

Изучение выработок в СССР началось сравнительно недавно, в 20-е годы прошлого столетия, с целью проектирования вторичной добычи торфа. В последующем их изучали уже с целью дальнейшего хозяйственного использования (Рассолимо Л.Л., 1929, 1930; Савкин П.С., 1934, 1937, 1940; Пьявченко Н.И., 1937; Бахулин М.Д., 1946; Фатчихина О.Е., 1948; Зюльков Г.И., 1958 и др.).

К настоящему времени в разных зонах России и стран ближнего зарубежья проведено много исследований, показывающих возможность использования выработанных торфяников в лесном и сельском хозяйстве. Наиболее крупные исследования в этой области проведены в Северо-Западной зоне России А.Г. Трутневым (1963, 1964), И.В. Гординым (1968), О.М. Дмитриевой (1971), Л.М. Кузнецовой (1971), СМ. Аксеновым (1973, 1977), И.М. Емельяновой (1973), Ю.С. Алексеевой и А.В. Снигиревой (1974), АЛ. Коже-мяковым (1978), В.Г. Пацевич (1984), Ф.Ф. Сулимовым (1984), Т.П.Паскаль (1986), в Центральных областях В.Г. Стрелковым (1963), Н.Н Болышевым, С.Н. Тюремновым, О.Л.. Лисе (1968), Т.С. Кореновой и Н.И. Хон (1980), В.Г. Александровым (1981), Г.П. Николаевой (1981), Р.А. Крупновым, М.А. То-ропчиным (1983,1985), Р.А.Крупновым, М.В. Поповым (1994, 1995), в зоне Северо-Востока Европейской части А.Ф. Тимофеевым (1971, 1974), Ю.В. Зверковым (1982), А.Н. Улановым (1995, 2002), на Урале и Сибири Н.Н.Манокиной (1971), А.В. Накаряковым и В.В. Назаренко (1981), Е.В. Беловой (2003). В Эстонии У. Валком (1986), в Белоруссии А.Т.Бойко (1974, 1982, 1993), В.Е. Смеловским (1983), Н.Э. Леуто (1979, 1984, 1992), А.Л. Бо-гомазовой (1985), М.М. Стельмахом (1991, 1995), на Украине Н.Я. Костенко (1970), А.А. Галкиной (1974), СТ. Вознюком (1976) и другими.

Выработанные торфяники в подавляющем большинстве расположены вблизи крупных населенных пунктов, поэтому в условиях земельной реформы могут найти применение у различных землепользователей.

Однако, несмотря на имеющийся отечественный и зарубежный опыт и кажущуюся практическую востребованность направленного и широкого использования выработанных торфяных земель в народном хозяйстве России пока не наблюдается. Статистика показывает, что от общего количества выработок эффективно используется на более 30-40%. В последние 10 лет темпы освоения их снизились почти вдвое. Это вызвано рядом причин экономического и организационного характера, однако основная по-прежнему, заключается в отсутствии глубоких теоретических знаний по освоению и использованию выработок, в недооценке экологических аспектов взаимодействия производства и окружающей среды. В результате не только снижается огромный потенциал этих почв, но и наносится прямой вред природе.

В отличие от торфяных почв подавляющее большинство исследований на выработках было посвящено агротехнике возделывания кормовых культур. Вопросы формирования почвенного плодородия, позволяющие обосновать пути рекультивации и режим использования этих специфических объектов, дающие научную основу для разработки почвозащитных и ресурсосберегающих технологий освоения и окультуривания, обычно в литературе представлены в форме сопутствующих наблюдений, большей частью носят эпизодический характер, а потому не отличаются достаточной глубиной исследований. Необходимо отметить, что некоторый пробел в этой области может быть восполнен сведениями полученными при изучении торфяных почв. Однако, при этом, нужно всегда учитывать, что при торфодобыче, когда происходит практически полное отчуждение «промышленных запасов» торфа свойства торфяной залежи в ее новом качестве кардинальным образом меняется на несколько порядков, причем, далеко не в лучшую сторону. Особенно это относится к водному и температурному режиму выработок. В целом же, специальных работ по изучению динамики почвенных процессов на

выработанных торфяниках проводилось сравнительно немного (Аксенов СМ., 1979; Хон Н.И., Коренова Т.С., 1980; Александров ВТ., 1982; Пацевич В.Г., 1984;БогомазоваА.Л., 1985; Белова Е.В., 2003).

В зоне южной тайги Северо-Востока европейского Нечерноземья такие исследования практически не проводились совсем.

Цель и задачи исследований:

На основе изучения закономерностей формирования основных почвенных режимов установить пути рационального использования низинных торфяных и выработанных почв в кормопроизводстве зоны Северо-Востока европейской части России. Для этого на изучение были поставлены следующие задачи:

  1. Изучить состав золы торфа и валовый состав подстилающей породы, физические, водно-физические, физико-химические и агрохимические свойства низинных торфяных и выработанных почв в процессе освоения и их сельскохозяйственного использования.

  2. Выявить динамику химического состава грунтовых вод в зависимости от режима использования и степени осушения почв.

  3. Изучить биологическое состояние торфяной и выработанной почвы и состав органического вещества торфа в зависимости от режима и длительности использования.

  4. Дать сравнительную оценку изменений морфологических свойств и почвенного покрова торфяных и выработанных почв в зависимости от длительности и характера их использования.

  5. Установить особенности формирования водного, теплового режимов, динамики основных элементов питания в зависимости от свойств и режима использования торфяных и выработанных почв.

  6. Определить влияние различных приемов первичного окультуривания, системы удобрений и режимов использования торфяных и выработанных

It почв на урожайность и качество кормовых культур в зависимости от степени осушения и слоя торфа. 7. Разработать технико-экономические и экологические параметры создания оптимальной структуры кормовых севооборотов на торфяных и выработанных почвах.

Научная новизна: Впервые в условиях Северо-Востока европейской части России были проведены специальные комплексные исследования по изучению особенностей формирования почвенных процессов в низинных торфяных почвах и выработанных торфяниках при различных режимах их использования.

Изучение динамики почвенных режимов торфяных почв проводилось на уникальных полевых мелиоративных стационарах активно функционирующих от 30 до 60 и более лет непрерывно.

Значительная часть наблюдений за эволюцией изменения почвенного покрова подкреплялась исследованиями на производственных полях в границах всего торфомассива, используемого более 80 лет в качестве единого научно-производственного стационара.

Теоретически обоснованы концептуально-агроэкологические аспекты развития кормопроизводства в условиях торфяных и выработанных почв.

Впервые в условиях выработанных торфяников этой подзоны установлено действие и продолжительность последствия на почву и продуктивность кормовых культур песка, глины, ила бытовых стоков, извести, сидеральнои культуры, навоза на фоне минеральных удобрений.

Установлена связь между величиной и свойством остаточного слоя торфа с одной стороны и плодородием почвы и продуктивностью растений с другой. Доказана необходимость возделывания перед залужением выработанных торфяников однолетних кормовых культур.

Впервые в рамках одного стационара процесс сельскохозяйственного использования выработок последовательно изучался по схеме: 1. Этап пред-

варительного окультуривания с использованием различных мелиорантов. 2. Этап непосредственного использования под многолетними травами.

Практическая значимость работы:

  1. Разработаны основные элементы ресурсосберегающей, средообразующей и почвозащитной технологии освоения и использования торфяных и выработанных почв в кормопроизводстве.

  2. Многолетние почвенно-динамические исследования могут служить руководством для разработки проектно-сметной и технической документации при строительстве водо- и газопроводов проходящих по болотным ландшафтам.

  3. Результаты исследований используются при расчетах, строительстве и реконструкции систем регулирования водного режима на торфяной залежи осваиваемой под сельскохозяйственные угодья или поля промышленной торфодобычи.

  4. Данные почвенно-мелиоративных, гидрологических, геохимических и агрохимических обследований торфяных месторождений позволяют выработать правильную стратегию местных комитетов по земельным ресурсам в отношении рационального использования торфяного фонда зоны в народном хозяйстве.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Свойства осушенных торфяных и выработанных месторождений исполь
зуемых в качестве почвы.

2. Особенности и закономерности формирования почвенных режимов в тор
фяных и выработанных почвах используемых в кормопроизводстве.

3 .Зависимость почвенных процессов от режима, длительности использования, степени осушения и мощности торфа.

4. Изменение почвенного покрова торфяных и выработанных почв в результате сельскохозяйственного использования.

  1. Методические уточнения при организации лабораторно-полевых исследований органических почв.

  2. Теоретическое обоснование принципов планирования технологических приемов окультуривания и сельскохозяйственного использования торфяных и выработанных почв.

  3. Технико-экономические и экологические параметры системы средообра-зующего и почвозащитного кормопроизводства на органогенных почвах.

Реализация результатов исследований:

Материалы исследований использованы: при подготовке рекомендаций по освоению и использованию под кормовые культуры торфяных почв и выработанных торфяников Европейской части СССР. Колос, 1981. С. 13-18,в книге «Кормопроизводство в Кировской области». Киров. 1983. С. 156-173; методических указаниях по проведению полевых опытов с кормовыми культурами. М., 1997. С. 41-46; в концепции развития кормопроизводства Кировской области до 2010г., Киров. 2004. 107 с.

Энциклопедии Земли Вятской, Киров 1997, том 7. Природа. С.223-232; концепции развития адаптивного земледелия Кировской области. Киров. 1998. С. 90-94; основных концептуальных положениях реструктуризации сельскохозяйственного торфопользования России, Владимир, 1999;

Мелиоративной энциклопедии России, М., 2004 г. рекомендациях по ресурсосберегающим технологиям создания и использования сенокосов и пастбищ на торфяниках Нечерноземья. М., Ярославль, 2002 г. 44 с.

Полученные результаты в виде технологии или ее отдельных элементов на протяжении многих лет внедрялись на торфопредприятиях и в хозяйствах Кировской области, занимающихся освоением торфяных и выработанных почв.

Личный вклад соискателя.

Диссертационная работа является итогом более чем 25-ти летних исследований проводимых автором в 1980-2005 гг. Содержание работы определялось рамками научно-исследовательских программ Кировской лугоболот-

ной опытной станции в соответствии с координационными планами ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса. Основные направления касающиеся непосредственно почвенных исследований согласовывались с кафедрами почвоведения и агрохимии С-Петербургского ГАУ и проводились лично автором под руководством профессора А.А. Короткова, в последствии академика В.Н. Ефимова и профессора В.П. Царенко.

Лабораторно-полевые исследования отдельных параметров биологического состояния почвы (состав микрофлоры, ферментативная активность) и состава органического вещества проводились совместно со ст.н. сотрудниками А.А. Широких и И.Г. Широких. Материалы исследований вошли в совместные отчеты и публикации.

Часть исследований за динамикой почвенных режимов торфяных почв осуществлялись лично автором на многолетних полевых стационарах ответственными исполнителями на которых в разные периоды были ст.н. сотрудники: В.Б. Бакин, А.А. Глубоковских, А.П. Полубень, E.JL Журавлева, В.Н. Ковшова. Результаты исследований также вошли в совместные публикации.

Почвенные обследования производственных земель проводились группой лаборантов и ст. н. сотрудником М.Н. Поташовой под руководством и непосредственном участии автора.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы доложены на всесоюзных и региональных научно-производственных конференциях по проблемам освоения и использования торфяных и выработанных почв проводимых на Кировской лугоболотной опытной станции в 1979, 1983, 1991, 1993, 2003 гг.; на III научной конференции почвоведов Волго-Вятского региона: «Генезис и регулирование плодородия почв», посвященная 100-летию начала работы Нижегородской экспедиции В.В. Докучаева, Горький, 1982; на заседании Совета по торфу при Президиуме ВАСХНИЛ, Москва, 1984; на научной конференции профессор-

ско-преподавательского состава и аспирантов ЛСХИ, Пушкин, 1984; на III Всесоюзной научной конференции молодых ученых и аспирантов по проблемам кормопроизводства, Москва, 1985; на научно-производственной конференции по современным проблемам растениеводства и кормопроизводства, Новгород, 1991; на НТС отдела кормопроизводства МСХ РФ, Москва, 1992; на региональной конференции по проблемам изучения, использования и охраны природы Кировской области, 1992; 4-й и 5-й межрегиональных научно-практических конференциях по природопользованию, Кирово-Чепецк, 1996, 1998; научно-практической конференции по основам стратегии адаптивного растениеводства Евро-Северо-Востока РФ, Киров, 1996; II региональной научно-практической конференции по геологическому строению и перспективам развития минерально-сырьевой базы Кировской области, Киров, 1998; научной сессии Кировского филиала Академии Естествознания РФ, Киров, 2001, 2004; научно-практических конференциях: по технологиям конструирования адаптивных агроэкосистем и агроландшафтов, Москва, 1998; по интродукции сельскохозяйственных растений, Чебоксары, 1999; проблемам луговодства, селекции и семеноводства кормовых культур, Воронеж, 2002; адаптивному кормопроизводству к 80-летию ВНИИ кормов, Москва, 2002; научным основам рационального землепользования, Сыктывкар, 2002; использованию органических удобрений, Киров, 2002 г; научной сессии РАСХН по проблемам развития и научного обеспечения агропромышленного комплекса северных регионов России, Архангельск, 1999; во 2й и 4й научных школах «Болота и биосфера», Томск, 2003, 2005гг.; I Всероссийской научно-практической конференции, «60 лет высшему агрообразованию Северо-Востока Нечерноземья». Киров., 2004; международных конференциях и семинарах по: современным проблемам и перспективам луговодства на пойменных лугах, польдерах и освоенных болотах, Новгород, 1996; современным аспектам адаптивного земледелия, Йошкар-Ола, 1998; эколого-экономическим принципам эффективного использования мелиорируемых земель, Минск, 2001; II международной научно-практической конференции:

16 почва, жизнь, благосостояние, Пенза, 2001; VI международной конференции по биосферосовместимым и средозащитным технологиям, Пенза, 2001; по использованию органических удобрений, посвященной 20-летию ВНИПТИ-ОУ, Владимир, 2001; посвященной здоровью - питанию - биологическим ресурсам к 125-летию Н.В.Рудницкого, Киров, 2002; повышению эффективности мелиорации с.х. земель, посвященной 75-летию БелНИИМиЛ, 95 летаю С.Г. Скоропанова, Минск, 2005.

Публикации. По теме диссертации автором опубликованы 80 научных работ.

Декларация личного участия диссертанта в разработке научных результатов, выносимых на защиту. Автором непосредственно разработана и осуществлена программа исследований, самостоятельно сделан выбор объектов и методов исследований, проведен анализ и интерпретация полученных результатов. Диссертант принимал личное участие в проведении исследований на всех его этапах. Участвовал в разработке нормативно-методических материалов.

Структура и объем работы. Весь объем диссертационной работы изложен на 421 странице машинописного текста, состоит из введения, общей характеристики объектов и условий проведения исследований, пяти глав основной части, частных и общих выводов, предложений производству, содержит 91 таблицу, 36 рисунков и 6 приложений. Список использованной литературы включает 581 источник, в т.ч. 97 зарубежных.

Морфологические свойства и эволюция почвенного покрова в результате длительного использования

Наши исследования полностью подтверждают эту зависимость. По сравнению с целиной объемная масса в результате длительного освоения увеличилась на 20-70% в зависимости от режимов использования, причем по всему профилю (табл. 2-7). Наибольшее значение объемной массы было отмечено на всех стационарах исключительно в верхних горизонтах. Например, при многолетнем использовании торфяной почвы под пропашными или в чистом пару ее величина составила 0,335-0,352 г/см3 против 0,211 г/см3 на целине (табл. 2,5,6).

И.Н. Скрынникова (1961), СТ. Вознюк и др. (1976) объясняют это накоплением продуктов минерализации органического вещества, необратимой коагуляцией органических коллоидов, накопление битумов, механическим уплотнением почвенной массы. Значительную роль играет здесь и увеличение минеральной части за счет привноса со стороны. Все это, безусловно, справедливо, но лишь в отношении к почвам, бывшим хотя бы некоторое время в культуре.

В наших исследованиях на примере целинной, осушенной почвы мы имеем возможность наблюдать зависимость объемной массы от ботанического состава торфяных горизонтов. Верхняя часть профиля под лесом, как, впрочем, и на всех изучаемых стационарах до 70-90 см представлена в основном травянисто-древесными, древесными торфами, поэтому объемная масса их колебалась в пределах 0,211-0,220 г/см3. В нижележащих горизонтах, где в качестве торфообразователей преобладали тростники, щейхцерия, осоки объемная масса снижается до 0,120-0,104 г/см (табл. 2).

Масса самого придонного слоя вновь увеличивается до 0,220-0,240 г/см3, поскольку увеличивается доля древесины и степень разложения (табл.3). Это обстоятельство имеет самое непосредственное отношение к свойствам выработанных торфяников. Объемная масса выработок характеризуется еще более резкими перепадами при переходе от торфа к подстилающей породе. Эта особенность фактически определяет все физические и водно-физические параметры выработок. Как и удельная масса объемная на торфяно- и торфянисто-глеевых выработках с первых же дней освоения зависит от величины припахиваемого минерального слоя и интенсивности освоения (табл. 9). На торфяной выработанной почве закономерности изменения объемной массы аналогичны не выработанным. Лишь путем внесения минерального грунта можно резко изменить значение этого показателя. В пахотном слое объемная масса в зависимости от дозы увеличивается в 2-3 раза. Незначительное увеличение массы в подпахотном и нижерасположенных горизонтах произошло, по-видимому, за счет физического уплотнения торфяного слоя более тяжелым верхним (табл. 9). Увеличение объемной массы до глубины 30-50 см при внесении различных доз грунта (до 1500 м3/га) отмечали многие исследователи, в частности, Д.Б. Даутина, МВ.Загурский (1975), Д.В. Лыко (1975), Х.Н. Стариков (1978), И.М. Емельянова с соавторами (1981), Е. Krager (1922). Нашими исследованиями уплотняющее действие грунта на торфяной выработанной почве с УГВ 120 см зафиксировано на глубине 60-70 см, при УГВ 70 см до 40-60 см (приложение 4). Проанализировав в динамике величину этого показателя мы пришли к выводу, что по мере иссушения торфяного слоя от НВ до ВЗ вес скелета увеличился на 15-20%. Следовательно, при многолетнем изучении каких-либо динамических процессов в почве объемную массу необходимо определять в течение сезона многократно, при различной влажности. Весьма важным показателем водно-физических свойств почвы является высота поднятия капиллярной влаги. В зависимости от свойств торфа, мощ 39 ности залежи, гранулометрического состава подстилающей породы эта величина может сильно различаться. Так, по данным Ю.Шуневича (1969), А. С. Гордийчука (1971), Е.П. Панова (1974), G. Churska (1976) на слаборазложив-шихся мощных торфяниках высота поднятия влаги достигает 143-161 см, при средней степени разложения она снижается до 77-133 см, на сильноразло-жившихся - 46-87 см. По И.Н. Скрынниковой (1961) на маломощных торфяниках (до 30 см), независимо от степени разложения, подъем капиллярной влаги не превышает 55-70 см. Т.С. Коренова и др. (1985) указывает на предельную высоту в 47-63 см. Нашими исследованиями этот показатель установлен для торфяного и минерального горизонтов отдельно: для торфяного слоя с преобладанием осок, со степенью разложения 30-40% высота капиллярного поднятия влаги около 85-90 см, для подстилающей породы легко гранулометрического состава - 20-25 см. Из функциональных свойств при оценке почвенного плодородия и особенно способности почвы обеспечивать необходимый водный режим растений важное значение имеют почвенно-гидрологические константы: от полной влагоемкости до максимальной гигроскопической влаги. Наибольший практический интерес представляют крайние значения — полная влагоем-кость (ПВ) и влажность устойчивого завядания (ВЗ).

В таблицах 2-9 показано, как меняются гидрологические константы в торфяных и выработанных почвах в результате длительного их использования в сравнении с исходными, целинными участками. Анализ данных свидетельствует о весьма существенных изменениях всех показателей и прежде всего ПВ. К примеру, ее значение в верхних горизонтах выраженное в % на абсолютно сухую навеску снизилось почти в 2раза на вариантах, где почва длительное время использовалась под пропашными или чистым паром. Соответственно, под многолетними травами изменения были наименьшими. Следует заметить, что разница между вариантами обозначенная в объемных процентах значительно ниже. Влажность завядания (ВЗ) - показатель необходимый при определении диапазона активной влаги, построения водобалансовых расчетов, вычисления сроков полива и др. Единого мнения о влажности которая бы соответствовала действительному отмиранию растений не существует. Н.Ф.Лебедевич (1954) считает, что ВЗ колеблется в пределах 88-197, Х.И.Амнуил (1956) - 90-120, И.Н. Донских (1982) - 60-100% на абсолютно сухую навеску; Н.И. Середа (1959) - 40, Б.Д. Оношко (1934) - 37, Е.С. Гнида (1965) - 24-27% от ПВ; И.Н. Скрынникова (1974) -16-35% от объема и т.д.

По результатам наших исследованиям значение ВЗ варьирует от 13-16 в целинной и нижних горизонтах освоенной почвы до 22% от объема в верхних наиболее окультуренных элементах профиля. При этом необходимо отметить, что в древесных, тростниково-древесных торфах она несколько выше, чем в осоковых (табл. 2 - 8). Аналогичную зависимость, когда смена тор-фообразователей сопровождаемая увеличением объемной массы приводит к существенному увеличению ВЗ, отмечают многие исследователи, в частности, Г.Е. Пятецкий (1976). И.Н. Донских (1982).

Пескование и припахивание подстилающей породы на выработанных торфяниках в несколько раз уменьшает значение всех гидрологических констант остаточного торфа (табл. 9).

Режим влажности и влагозапасов в зависимости от мощности остаточного слоя торфа

Определенно известно, что водно - минеральное питание служит одной из главных классификационных основ болот и торфяных почв. Изучение химического состава поверхностных, сточных, сбросных, грунтовых вод, самого почвенного раствора хотя и имеет сравнительно давнюю исто 61 рию (Перетурин Ф.Т., 1927; Зайцев Б.Д., Петров О.П., 1937; Ложкина Н.Н., 1957; Алекин О.А., Бражникова Л.В., 1964; Воронков ШТ., 1955; Пичугин В.В., 1958; Ефимов В.Н., Ефимова З.С., 1972, 1973, Синькевич Е.И., 1981 и др.), тем не менее в литературе освящено значительно слабее чем, к примеру, химические свойства твердой фазы торфяных почв.

Между тем, по содержанию в грунтовых водах многих зольных элементов, можно с высокой степенью вероятности судить о темпах миграции по профилю и величине потерь этих элементов из почвенного раствора и почвенно-поглощающего комплекса в целом. Поэтому, сведения о гидрохимическом режиме грунтовых вод каждого отдельного участка торфяного массива могут служить достоверным и весьма оперативным инструментом общего контроля за правильностью использования торфяников в качестве почвы.

Для изучения химического состава почвенно-грунтовых вод в течение 4-х лет проводились наблюдения на 9 стационарных площадках торфо-массива «Гадовское» - вариантах, отличающихся разной степенью осушения, слоем торфа, характером и длительностью использования. Отбор грунтовых вод производился из скважин-колодцев до и после предварительной откачки грунтовых вод ежемесячно в течение всего года. Поскольку все точки для наблюдения расположены в пределах одного массива, общий порядок распределения ионов на всех вариантах практически аналогичен. Из катионов преобладают Са2+(29-100мг/л) и М +(11-30 мг/л), из анионов доминируют НСОз (115-250мг/л) и МОз (20-30мг/л). В порядке уменьшения катионы располагаются следующим образом: Са2+, Mg2+, Fe+2+3, К+, NH+; анионы -НгСОз", NO3-, Н2РО4-. Почвенно-грунтовые воды в целом характеризуются слабокислой и даже нейтральной реакцией (рН 6,0-7,0). Таким образом, воды торфомассива «Гадовское» имеют гидрокарбонатно-кальциевый состав (табл. 17-19).

Содержание таких важных биогенных элементов как К+(0,6-3,0мг/л) и Н2РО4 (0,1-0,9 мг/л), являющихся элементами питания, очень не значительно. Это, по- видимому, прежде всего объясняется высокой потребностью растений в этих элементах и сравнительно низкой миграционной способностью фосфорной кислоты.

Очень невелико в грунтовых водах содержание NH44, что объясняется достаточно сильной адсорбционной способностью этого катиона и, стало быть, ничтожным его поступлением в грунтовые воды (0,3-3,7мг/л). По мнению Н.К.Филипенко, М.В.Подвительской. (1996), ЕИПанова (1998) и др. из загрязнителей одним из самых токсичных считается именно NH/, а содержание в грунтовых водах фосфора считается индикатором чистоты, поскольку ему принадлежит определяющая роль в формировании процесса эвтрофи-рования.

Достаточно высокое, на наш взгляд, содержание водорастворимых фракций гумуса (до 400мг/л) представленных, по-видимому, большей частью гуминовыми кислотами. К примеру, для верховых торфяников водорастворимое органическое вещество состоит, главным образом из фульво-кислот (60-80%). Доля низкомолекулярных органических кислот в грунтовых водах крайне незначительна (1-Змг/л) (Пальмин И.А., Ненастьева Г.Н., Огурцов А.В. и др. 1980).

Аналогичную или очень близкую последовательность по величине выноса в грунтовые воды выше указанных ионов на низинных торфяных почвах в разных климатических зонах отмечают Н.В.Меленьтева (1980), В.Н. Ефимов (1986), Е.И. Синькевич (1988), Р.Т. Богомолова и Т.А. Баранова (1988), Н.К. Филипенко и М.В. Подвительская (1996), ЕЛ. Панов (1998), Л.И. Инишева (2000) и др. Основная роль в формировании химического состава почвенно-грунтовых вод здесь также принадлежит Са+2, Mg+2 и НСОз"

В.Н. Ефимов (1986) на основании глубокого анализа литературы и собственного опыта делает следующий вывод. Ионный состав почвенно-грунтовых вод верховых, переходных и низинных торфяников соизмеримый с химическим составом и свойствами торфяных почв свидетельствуют о том, что болотные воды участвуют в формировании единого генетического ряда торфяных почв. Порядок распределения ионов в грунтовых водах всех торфяников на европейской территории России и стран СНГ за незначительным исключением имеет общий характер. Например, в водах низинной типичной торфяной почвы это распределение выглядит следующим образом: катионы - Са2+ Mg2+ NH4+ Fe2+ + Fe3+ K+, анионы - НС03 S042" CLT N03_ H2PO4 Кальцию и магнию принадлежит особая роль в болотном почвообразовании. Кальций занимает первое место среди катионов всех болотных вод, однако абсолютное его содержание в водах разных типов почв далеко неодинаково. С уменьшением содержания кальция, магния и гидрокарбоната связана смена фитоценозов на торфяных почвах. Исключением из общего ряда могут быть некоторые торфяники Севера и Северо-Запада России, где среди катионов резко преобладает железо.

В зависимости от генезиса болота, литологического состава пород, окружающих его, географического расположения и, таким образом, преобладающих в грунтовых водах ионов, классификационный спектр болот по гидрохимическому составу по О.А. Алекину (1977) достаточно обширен: гидро-карбонатно-кальциевый (Синькевич Е.И., 1981, Абашев В.Д. и Юлушев И.Г., 1988), сульфатный, гидрокарбонатный, магниево-кальциевый (Пальмин И.А., Ненастьева Г.Н., Огурцов А.В. 1980), хлоридно-сульфатно-кальциевый, хлоридно-кальциевый, хлоридно-железистый (Алексеева Р.Н., Канев В.В., Кюхри П. и др. 1998) и т.д. По данным А.В. Кудельского, A.M. Гречко, В.И. Пашкевич 1996) в процессе длительного осушения и использования геохимический облик грунтовых вод может трансформироваться, к примеру, от гидрокарбонатно-кальциевых к сульфатно-кальциевым. По результатам наших наблюдений такой глубокой перестройки изначального состава вод не наблюдается.

Температурный режим в зависимости от мощности остаточного слоя торфа, уровня грунтовых вод и характера использования почв

При оценке уровня плодородия органических почв среди множества показателей и параметров особое место отводится зольности и химическому составу минеральной части торфа. Однако, здесь сразу же необходимо заметить, что величина зольности, по В.Н.Ефимову (1986), может служить объективным критерием обеспеченности почвы элементами питания лишь в том случае если подразумевается «чистая зола»,отождествленная с конституционной зольностью растений - торфообразователей. «Сырая», или общая зола, происхождение которой помимо всего связано с привнесением минералов со стороны (припашка, водно-ветровая эрозия и пр.) хотя и дает некоторое представление о плодородии, может существенно исказить естественный запас минеральных соединений в торфяной почве. М.Н.Никоновым (1956) выявлены некоторые закономерности происхождения и состава золы торфа лесной зоны. Установлено, что зависимость между характером золы и ботаническим составом торфа сохраняется только в определенных пределах зольности, которую он называет нормальной. Для низинного торфа эти пределы равны 4,5-12 %, для верховых - 1,5-5,5 %. У высокозольного низинного торфа ( 12 %) эта зависимость нарушается или теряется совсем.

Состав золы торфяных почв коренным образом отличается от валового состава почв минеральных. Доминирующие в минеральных Si, AL, Fe, в торфяных почвах столь резко не выделяются. По данным МН.Никонова (1956), П.А.Турнаса (1966), С.Т.Вознюка (1969), В.Н.Переверзева (1999) и многих других главенствующая роль здесь кроме Si отводится Са, Mg, Al, Fe, а в некоторых случаях Р, S и Na. Наличие этих элементов в составе золы, их значимость в количественном выражении может меняться в зависимости от генезиса и местонахождения торфяной залежи.

Например, в слабоминерализованных низинных торфяниках Европейского Севера содержание Са и Mg обычно не превышает 1-2 % (Бух-ман В.А., 1960; Пьявченко Н.И., 1973; Синькевич Е.И., 1985), что значительно (в 1,5-2 раза) ниже по сравнению с торфами аналогичного типа более южных регионов (Мееровский А.С. с сотр., 1974; Лиштван И.И., Король Н.Т., 1975). Торфяные почвы северных провинций характеризуются низким содержанием окислов Si, Al, Na и некоторых других элементов. В тоже время, они отличаются очень высокими валовыми запасами Fe. В отдельных случаях оно достигает 20-30 % и более от веса сухого торфа (Бухман В.А., 1957, 1960; Синькевич Е.И., 1982). Это в 2-5 раз выше максимальных величин, которые приводят И.И. Лиштван и Н.Т. Король (1975) для торфов Украины, Белоруссии, Центральных районов Европейской России и Урала. В нормально-зольных низинных торфах содержание Fe обычно не превышает 3-3,5 % на сухое вещество. Повышенное его содержание особенно в неокисленных соединениях оказывает сильно токсичное действие на многие кормовые культуры (Авдонин Н.А., 1969; Мелентьева Н.В., 1980; Зайдельман Ф.Р., 1981). Поэтому, кислые сильноожелезненные торфяные почвы, где при освоении сразу же возникают большие проблемы с регулированием кислотного и фосфорного режимов, как правило, малопригодны для сельскохозяйственного использования (Тарасова А.А., Емельянова И.М., 1982; Ефимов В.Н., Донских И.Н., Павлова Т.К., 1983).

Если в условиях Карелии для большинства низинных торфяных почв основным компонентом золы может быть Fe, то для подавляющего большинства аналогичных почв Европейской части после Si является Са и Mg. Среди элементов - биофилов наиболее активно участвующих в биологическом круговороте они занимают лидирующее положение. По данным М.Н. Никонова (1956), П.А. Турнаса (1966), И.Н. Скрынниковой (1974), А.С. Мееровского с соавтор. (1974), В.Н. Переверзева (1999) и других наблюдается достаточно отчетливая тенденция увеличения этих элементов в золе торфяных почв от верховых к низинным. Например, содержание Са (%) в золе верхового типа торфа почти независимо от зольности составляет - 0,28-0,34; переходного при зольности от 3 до 11%; - 0,8-1,1; низинного типа с зольностью до 12 %: осокового торфа - 2,3-2,7; осоково-древесного - 3-3,5 и древесного 3,5-4. На высокую роль Са в процессах болотного почвообразования и зависимость между формирующимся типом торфа и содержанием в нем Са указывают многие исследователи (Fleischer М., 1922; Бахнов В.К., 1986; Ефимов В.Н., 1986).

Многие исследователи обращают внимание на крайне низкое содержание в торфе К, измеряемое в мало- и нормальнозольных залежах сотыми долями процента (0,01-0,1). Наиболее низкие величины К характерны для оже-лезненных торфов. Относительно высокое его содержание наблюдается лишь на торфянисто- и торфяно-глеевых почвах, что обусловлено близостью подстилающих озерно-ледниковых аллювиально-делювиальных отложений, богатых калием (Турнас П.А., 1966; Синькевич Е.И., 1985; Ефимов В.Н., 1986; Переверзев В.Н., 1999). Содержание фосфора в золе также незначительно. В торфе с зольностью до 12 % его количество редко превышает 0,2-0,3 %. Лишь в высокозольных вивианитовых торфах присутствие Р в золе может превышать 0,5-1 %.

В минеральном питании растений таким элементам, как Al, Na, Si и S обычно не придают особого значения. Между тем, все эти элементы в торфяных почвах характеризуются хотя и различной подвижностью, но одинаково высоким выносом. (Синькевич Е.И., 1985; Переверзев В.Н., 1999)

По данным В.Н.Ефимова (1962)содержание валового А1 в торфяной почве находится в пределах 0,07-0,8 % увеличиваясь от верховых торфов к низинному. Большая его часть особенно в низинных почвах обычно аккумулируется в форме алюмогумусовых соединений. Алюминий, как и железо, в больших количествах также значительно усложняет формирование оптимального кислотно-фосфатного режима торфяных почв.

Соединение Si в торфяных почвах достаточно высокое, иногда многим больше чем Са, поскольку к биогенному его происхождению в растениях -торфообразователях (древесина, тростники, хвощи) в огромных количествах добавляется Si первичных и вторичных минералов, в частности, кварца, который в свою очередь также может быть, как биогенного так и терригенного происхождения (Трошичева Т.В., 1968). По Е.И. Синькевичу (1985), В.К. Бахнову (1986) именно кремниевая кислота играет важную роль в повышении растворимости фосфатов.

Натрий некоторые исследователи причисляют к баласту в растении, тем не менее в допустимых количествах его присутствие в почве всегда оправдано. В большинстве торфяных почв содержание Na очень низкое: от 0,016 до 0,083 % на сухой торф, меньше всего в верховых, больше в низинных. (Ефимов В.Н., 1986).

Динамика минеральных соединений азота в зависимости от режима использования почв, слоя торфа и уровня грунтовых вод

В целом же, обращают на себя внимание сравнительно низкие величины отечественных ПДК, т.е. их чрезвычайная жесткость (ЦИНАО, 1989) по сравнению с западноевропейскими (Klocke А., 1980).

По профилю большинство ТМ передвигаются медленно, поэтому обычно концентрируются в самом верхнем слое. М. Cernik, P. Federer, М. Borkovec (1994) констатируют факт, когда за 100 лет Си и Zn проникли лишь на глубину 10-20 см. О.И. Просянникова, B.C. Анохин (1999) считают,что Мп, РЬ и Ni достаточно легко вымываются из поверхностных горизонтов, значительно слабее мигрируют Cd и Со.

Функциональная подвижность ТМ в системе почва — растение — животное - человек также существенно отличается. Так, по данным Ю.В.Алексеева (1987), В.Б.Ильина (1992), М.М.Овчаренко с соавтор., (1996) и других очень высокой подвижностью обладает Cd и почти в 100 раз инертнее РЬ.

Высокая емкость поглощения и адсорбирующая способность торфа делают торфяные месторождения гигантскими природными аккумуляторами способными в огромных количествах впитывать и сохранять естественные и техногенные осадки на протяжение тысячелетий. М.Вайчис, А.Рагуотис с соавтор., (1998) считают, что торфяные почвы Прибалтики содержат значительно больше ТМ, чем минеральные. Исследования В.Н.Крештаповой (1996) показывают, что в результате техногенного загрязнения содержание Си, Zn, Ni, Cd, Pb, Co и Hg как в самых болотных растениях, так и целинных болотах и торфяных почвах Европейской части, особенно с кислой реакцией, приближаются к пороговым значениям фитотоксичности для органогенных почв. По данным Л.И.Инишевой, Т.Н.Цыбуковой (1996) содержание ТМ в торфяниках Западной Сибири за редким исключением не превышает ПДК для минеральных почв. Большое значение, отмечают они, имеет ботанический состав торфа. Так, древесный торф по сравнению с осоковогипновым отличается более высоким содержанием Fe, Rb, Сг и Се. В осоково-гипновом больше Мп и Hg. Принимая во внимание огромную поглотительную способность торфа и прочную фиксацию ТМ в виде органо-минеральных соединений можно предположить, что установленные для минеральных почв жесткие параметры ПДК для торфяных почв могут быть намного мягче, т.е. больше, особенно для низинных с травянисто-древесными видами торфа. Так, А.С.Моторин с соавтор., (1995) допускают, что например, РЬ на торфяниках может быть токсичен только при его содержании до 30 000 мг/кг почвы.

На целинных осушенных торфомассивах Кировской области нами определялось валовое содержание наиболее значимых микро- и фитотоксичных элементов объединенных в одну группу - тяжелых металлов. Результаты исследований на некоторых из них приведены в таблице 26. Установлено, что независимо от местонахождения и генезиса болот всюду лидирующее место занимают Fe и Мп. Максимальное количество элементов зафиксировано в самом верхнем слое профиля, далее вниз происходит резкое снижение их содержания. Затем, в самой нижней части профиля возле границы окончания зоны аэрации количество ТМ вновь увеличивается. Больше всего, как отмечено на торфомассиве «Зенгинское», аккумулируются Fe, Мп, Си и Zn в глеевом горизонте, формирующемся чаще всего на контакте торфяного и минерального слоев и, как правило, в зоне этой границы аэрации. Кроме того, отмечена отчетливо выраженная разница в количестве ТМ на различных по генезису месторождениях. Так, валовое содержание Ni, Сг, As, Zn, Со и особенно Fe и Мп в низинных залежах с тростниковым, осоковым и древесным видами торфа на несколько порядков выше, чем в торфе переходной залежи, где преобладают сфагновые и пушицевые виды торфа. Исключение составил РЬ, количество которого, как оказалось, многократно выше в верховых видах торфа. В целом же, по всем исследованным торфомассивам валовое содержание ТМ и в торфе и в подстилающей породе значительно ниже или в границах существующих ПДК (ЦИНАО - 92). На примере торфомассива «Гадовское» проведены наблюдения за возможным накоплением ТМ в процессе их многолетнего использования в сельскохозяйственном производстве (табл. 27). Было установлено, что на целинном участке, под пологом хорошо развитого березово-елового древостоя основная масса элементов, как и в остальных месторождениях области, сконцентрирована в самом верхнем слое залежи.

Доминирующим на несколько порядков элементом здесь также является железо. Следующим по количеству идет Мп, валовое содержание которого в верхнем слое по В.Н.Ефимову (1986) достаточно высокое (3632 мг/кг). Несколько повышенное для низинной залежи, но отнюдь не токсичное количество Zn (71,4 мг/кг). Содержание остальных элементов, включая и особоток-сичные по всему профилю на уровне или значительно ниже ПДК установленных для минеральных почв.

При длительном сельскохозяйственном освоении осушенной залежи происходит весьма заметная перестройка аккумулирующих горизонтов профиля в зависимости от режима использования формирующейся торфяной почвы. При бессменном возделывании многолетних трав используемых в пастбищном (65 лет) и укосном режимах (27 лет) наблюдается активный процесс биогенного накопления в верхнем слое Fe и его постоянного геохимического спутника Мп. Осаждаемая в верхней части профиля свободная гидроокись Fe+3 на пастбище становится хорошо заметной даже визуально в виде ожелезненных трубочек, конкреций и других всевозможных включений. Одновременно, внутри профиля, кверху от капиллярно-подпертой каймы в зоне так называемого кислородного барьера формируется еще один, более мощный аккумулятивный горизонт Fe и Мп. В зависимости от глубины постоянного залегания грунтовых вод этот местами хорошо оформленный оруденелый горизонт охристого цвета на пастбище проявился на глубине 60-80 см, на сенокосе на глубине 140-160 см. В профиле глубокоосушенного участка (УГВ 2м) кроме верхнего других заметно проявляющихся горизонтов концентрации ТМ не наблюдается.

Похожие диссертации на Почвенные режимы низинных торфяных почв и выработанных торфяников Северо-Востока Европейской части России