Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ МОНИТОРИНГЕ АГРОЭКОСИСТЕМ
1.1 Плодородие почв как составная часть агроэкосистем
1.2 Источники и масштабы загрязнения почвенного покрова тяжелыми металлами
1.3 О содержании растворимых - подвижных форм тяжелых металлов в почвах
1.4 Удобрения, как возможные источники поступления тяжелых металлов в почву и
растения
1.5 Содержание тяжелых металлов в растениях
1.6 Мониторинг тяжёлых металлов в системе почва- растение Технологические приёмы по детоксикации почв, загрязнённых тяжелыми металлами
Глава 2 ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Климатические условия Мурманской области 45
2.2 Объекты и методы исследований 48
Глава 3 КИСЛОТНОСТЬ ЕСТЕСТВЕННЫХ ПОЧВ 58
3.1 Еловые леса 59
3.1.1 Внутрипрофильные и парцеллярные различия подзолистых почв
3.1.2 Сезонная динамика 64
3.2 Сосновые леса 68
3.3 Торфянисто-подзолисто-глеевые и торфянисто- глеевые почвы
Глава 4 ПИТАТЕЛЬНЫЙ РЕЖИМ ЕСТЕСТВЕННЫХ ПОЧВ
4.1 Еловые леса 79
4.1.1 Фоновые условия 79
4.1.2 Сезонная динамика 86
4.2 Сосновые леса 91
4.2.1 Общие особенности * 91
4.2.2 Парцеллярные различия 92
4.3 Торфянисто-подзолисто-глеевые и торфянисто- глеевые почвы
Глава 5 КИСЛОТНОСТЬ ОКУЛЬТУРЕННЫХ ПОЧВ 98
5.1 Динамика кислотности почв в многолетнем цикле
5.2 Кислотность торфяных почв агроэкосистем Мурманской области
Глава 6 ПИТАТЕЛЬНЬШ РЕЖИМ ОКУЛЬТУРЕННЫХ ПОЧВ И УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ
6.1 Динамика питательного режима почв агроэкосистем
6.1.1 Питательный режим подзолистых почв 116
6.1.2 Питательный режим торфяных почв. 121
6.2 Анализ производственной деятельности сельскохозяйственных предприятий Мурманской области
6.3 Баланс элементов минерального питания в агрофитоценозах
6.4 Урожайность и качество зеленой массы на реперных участках
6.4.1 Подзолистые почвы 132
6.4.2 Торфяные почвы 134
6.5 Продуктивность кормовых угодий под 136
действием минеральных удобрений
Глава 7 АККУМУЛЯЦИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ В ПОЧВАХ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
7.1 Аккумуляция и распределение тяжелых металлов в естественных почвах
7.2 Зависимость содержания тяжелых металлов в естественных почвах от состава и свойств почвообразующих пород
7.3 Тяжелые металлы в окультуренных почвах 164
Глава 8 ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ПРОВЕДЕНИЮ АГРОХИМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
ВЫВОДЫ 178
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 182
ПРИЛОЖЕНИЯ 204
- Плодородие почв как составная часть агроэкосистем
- Климатические условия Мурманской области
- Сезонная динамика
Введение к работе
Актуальность темы. Для устойчивого развития Мурманской области - наиболее индустриального и урбанизированного региона на Севере земледелие имеет большое значение. В области распространены подзолистые и торфяные почвы. Они бедны питательными веществами, имеют высокую кислотность и неудовлетворительные физические свойства. Такое положение делает особо значимыми исследования по разработке мероприятий для повышения продуктивности почв, имеющих низкое плодородие, в системе которых известкованию принадлежит ведущая роль.
Основными факторами устойчивого развития северных агроэкосистем являются химизация и мелиорация почв. Особое значение это имеет в условиях экстремального климата и высоких антропогенных нагрузок. Для перехода к экологически безопасному и стабильному сельскохозяйственному производству необходимо разработать основы регулирования плодородия агроэкосистем. Было выявлено, что при оптимизации кислотности необходимо учитывать множество факторов, среди которых первостепенное значение имеют такие, как региональные особенности почвенно-климатических условий, генетические свойства почв, их исходный уровень кислотности, объемы применения минеральных удобрений. Применительно к условиям Мурманской области, все эти вопросы до сих пор изучены недостаточно полно.
Многолетними исследованиями Государственной станции
агрохимической службы «Мурманская», а также Полярной опытной станции ВНИИ растениеводства, Полярно-альпийского ботанического сада-института Кольского научного центра РАН выявлено, что при соблюдении агротехнических требований и ежегодном внесении удобрений в научно-обоснованных дозах, даже в неблагоприятные по погодным условиям годы, можно получать не менее 25 т/га зеленой массы.
Однако использование удобрений в земледелии региона еще не достигло того уровня, который может обеспечить устойчивое производство растениеводческой продукции. В период с 1976 по 1990 гг. посевные площади под однолетние и многолетние травы выросли почти вдвое и составили около 15,6 тыс.га, а к 2004 году сократились до 7,0 тыс.га. В годы перестройки, происходило постепенное сокращение площадей, снижение количества вносимых минеральных и органических удобрений, соответственно с 323 до 125 кг/га и с 40 до 14 т/га в 2002 г, вследствие чего, в 1,5-2 раза уменьшилась урожайность кормовых растений, которая составила в среднем 14,3 т/га у однолетних и 8,8 т/га у многолетних трав. Полностью не возмещается поступление минеральных веществ в растения и их вынос часто превышает поступление. Отрицательный баланс ряда элементов питания свидетельствует о том, что формирование биомассы растений идет за счет снижения достигнутого (созданного) ранее плодородия. Потеря почвой плодородия, ее деградация приводят к упадку сельского хозяйства, обнищанию и вымиранию нации.
В связи со снижением темпов известкования, возмещение оснований, потерянных почвой вследствие вымывания и выноса их сельскохозяйственными культурами, не происходит и как следствие наблюдается повышение кислотности почвы. Поэтому особую важность приобретают исследования по изменению кислотности произвесткованных почв во времени и участию различных факторов в динамике данного процесса.
Плодородие почв и меры по его повышению в основном, рассматриваются с производственной точки зрения, в то время оно имеет особое значение для агроэкосистем, закономерности формирования и функционирования которых являются не только основой земледелия, но и условием сохранения экологического равновесия. До настоящего времени разработаны только отдельные аспекты экологических основ устойчивости и продуктивности агроэкосистем (Шилов, 2000). Агроэкологические основы
земледелия нуждаются в принципиально новых представлениях об использовании минеральных удобрений, на основе которых можно оказывать стабилизирующее влияние на почвообразовательный процесс, способствуя устойчивому и благоприятному развитию агроэкосистем.
Существенным негативным фактором в земледелии является антропогенное загрязнение почв, что влияет на состояние агроэкосистем. Ввиду того, что большая часть земель сельскохозяйственного назначения находится в зонах воздушного загрязнения предприятий цветной металлургии Мурманской области, важной задачей агроэкологических исследований является контроль не только за состоянием почв, качеством получаемой продукции, а также разработка приемов экологически безопасного производства кормов.
Как показали исследования последних лет, ущерб, наносимый загрязнением, будет в большей степени зависеть от свойств почвы и, главным образом, от тех из них, которые влияют на подвижность ТМ и, как следствие, на перераспределение их по почвенному профилю и на доступность растениям. Для этого требуются экспериментальные данные о количественных взаимоотношениях между содержанием ТМ и свойствами почв. Отсюда вытекает актуальность настоящих исследований, связанных с анализом динамики изменения уровня накопления ТМ в почвах и сельскохозяйственных растениях в зависимости от природных и антропогенных факторов, что дает возможности построения прогноза экологической обстановки на ближайшую и отделённую перспективу, и открывает широкие возможности системы мониторинга природной среды.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является исследование современного состояния плодородия естественных и окультуренных почв Мурманской области и разработка подходов к мониторингу окультуренных почв. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: 1. Характеристика кислотности естественных почв.
Характеристика содержания доступных для растений соединений элементов питания в естественных почвах.
Анализ аккумуляции и распределения тяжелых металлов в естественных почвах.
Изучение многолетней динамики и оценка современного состояния кислотности окультуренных почв.
Изучение многолетней динамики и оценка современного состояния плодородия окультуренных пахотных почв.
Исследование аккумуляции и распределения тяжелых металлов в окультуренных почвах.
Изучение многолетней динамики урожайности и качества сельскохозяйственной продукции в фоновых условиях и условиях аэротехногенного загрязнения.
Разработка стратегии мониторинга состояния агроэкосистем Мурманской области.
Работа выполнена в рамках комплексного мониторинга плодородия на землях сельскохозяйственного назначения в 1991 - 2003 годах и реперных участках ФГУ станции агрохимической службы « Мурманская».
Научная новизна. Показано, что за сравнительно короткий (5-10 лет) период хозяйствования кислотность и питательный режим Al-Fe-гумусовых подзолов могут быть приведены в соответствие с требованиями интродуцированных сельскохозяйственных растений, и поддерживаться на этом уровне.
Изучено действие микроэлементов на продуктивность основных кормовых культур (горохоовсяных смесей и многолетних злаковых трав) на минеральных и торфяных почвах. Показана высокая эффективность использования кобальта, цинка, марганца на минеральных и этих же элементов и меди, бора и молибдена на торфяных почвах.
Практическая значимость работы. Проведена оценка загрязнения сельскохозяйственных угодий соединениями тяжелых металлов и
проанализирована целесообразность использования микроэлементов для различных хозяйств. Дан анализ изменения кислотности и плодородия почв в многолетнем тренде. Проведен региональный баланс питательных веществ с учетом продуктивности сельскохозяйственных угодий, содержания элементов минерального питания в урожае и количества внесенных с удобрениями веществ. Показано, что в регионе сложился положительный баланс по фосфору, и отрицательный - по калию. Резко положительный баланс по азоту является потенциальной угрозой для стабильного функционирования экосистем из-за выноса нитратов.
Благодарности. Автор считает своим долгом выразить искреннюю признательность и благодарность научному руководителю доктору биологических наук, профессору Вячеславу Васильевичу Никонову, определившему направление данной работы и, к великому сожалению, безвременно ушедшему от нас. Слова признательности второму научному руководителю, к.с.-х.н., доценту П.В.Ласкину за постоянное внимание к работе и ценные замечания, сделанные в процессе обработки полученных результатов и при написании диссертационной работы. Особая благодарность сотрудникам станции агрохимической службы «Мурманская» за помощь, советы, критические замечания и активное обсуждение работы на всех этапах ее выполнения.
Плодородие почв как составная часть агроэкосистем
Почвенное плодородие, являясь важнейшей функцией агроэкосистемы, представляет собой ведущую экономическую и экологическую характеристики агроэкосистемы (Муха, 1991, Розов, 1999,Шилов, 2000).
Плодородие определяется как способность почвы обеспечивать рост и развитие растений. Это свойство почвы играет первостепенную роль в жизни человека и следует отметить, что его уникальная ценность не ограничивается исключительно сферой сельскохозяйственного производства. Почва -является основой земледелия, и, как многокомпонентная система является потенциально возобновимым ресурсом и для возрождения утерянного плодородия почве требуются сотни лет, особенно если это касается экстремальных, северных условий.
В конце второго тысячелетия человечество приблизилось к полной реализации потенциальных земельных ресурсов. Основным становится путь увеличения производства продуктов питания за счет интенсивного использования каждого гектара пашни (Романенко и др., 1999). В практике земледелия наблюдается прямая зависимость уровня сельскохозяйственного производства от применения минеральных и органических удобрений, почти три четверти объема мировой растительной продукции сельского хозяйства обеспечивается за счет удобрений.
В конце XX века стали обращаться к так называемому биологическому земледелию (Благовещенская и др., 1990; Pflanzenernahrung 1991; Lingemann, 1991; Riska, 1996). Несмотря на экологическую обоснованность подхода, вынуждены констатировать, что такое земледелие не решит обеспечения растущих потребностей населения в продовольствии (Roy, Ange, 1993). Для России биологическое земледелие не может быть определяющим из-за недостатка органических удобрений, экономически невыгодной транспортировки их на дальние расстояния, невозможности обеспечить оптимальное содержание подвижных форм питательных элементов и неоднозначных результатов по качеству продукции (Минеев, 1990; Минеев и др. 1993).
Свойства почв уже во второй половине XIX века были изучены достаточно полно. Выявлено, что почва, со временем постоянно улучшается, если с ней правильно обращаться. В методологическом отношении современный подход к проблемам плодородия далеко не однозначен. Центральной темой в учении о почве стала проблема о достижимых уровнях ее плодородия (Яковлев, 1980). Она имеет не только научное и практическое, но также и социальное значение, т.к. это напрямую связано с сохранением общественной стабильности и продовольственной безопасностью страны.
Вопросы, связанные с плодородием почвы, рассматривал В.Р.Вильямс (1948), который в своем учении, на основе системной концепции о продукционном процессе в земледелии, объединяющей генетические и агрономические аспекты, дал оригинальное определение почвы как естественного тела, главным и наиболее существенным элементом которого является плодородие, составляющее основное ее отличие от горной породы, из которой она образовалась.
Базис современного этапа развития обсуждаемого понятия заложен, в работах В.И.Вернадского (1926,1978), где плодородие представлено и как общепланетарное свойство биосферы, частью которого является плодородие почвы. Этот более широкий взгляд на проблему развивался и в последующие годы, когда сделана попытка довольно подробно обосновать это положение (Никитин, 1981, 1986; Лыков,2001). Почва как подсистема биогеоценоза характеризуется наличием некоторых факторов жизни растений, и именно их состояние и определяет плодородие почв. Эффективное плодородие проявляется через урожайность растений.
Исторически факторы плодородия возникли в поверхностном слое земной оболочки в результате физического и химического выветривания, обеспечивая достаточным уровнем плодородия живые организмы. В дальнейшем, проявилось действие биолопіческого выветривания, и факторы плодородия улучшились. Исходя из их происхождения, вьщеляют 3 типа плодородия: естественное, искусственное и смешанное.
Первое из них характерно для тех биогеоценозов, которые никогда не подвергались воздействию человека. За уровень естественного плодородия Б.А.Ншштин (1986, 1987) предлагает принять урожайность растений в первые годы после освоения девственных участков. Искусственное плодородие создается человеком при определенной комбинации факторов плодородия. Смешанным плодородием обладают все пахотные почвы. Деятельность человека видоизменила здесь многие факторы плодородия, в первую очередь почвенные. Существует даже предложение рассматривать плодородие окультуренных почв как особое свойство (Воронин, 2000).
В настоящее время, когда деятельность человека и ее последствия стали настолько значительны, что сравнимы с геологическими силами, биосфера и агроэкосистемы нуждаются в целесообразном и научно обоснованном управлении. При этом задача нахождения экологически безвредных способов повышения устойчивости агроэкосистем может быть частично решена за счет способов повышения плодородия почв, созданных самой природой.
Наиболее перспективными при изучении плодородия почв являются концепции педосистемы (Никитин, 1977, 1980; Муха, 1979; Добровольский, Никитин, 1990), на основе которых можно более полно раскрыть сущность и многообразие взаимодействия почвы с различными природными компонентами, в первую очередь с живыми организмами и их метаболитами. Наиболее важным в этом подходе является неизбежность глубоких изменений в мире почвообитающих живых организмов, поскольку они вместе с ней составляют единое образование — биопедоценоз. Сбережение почв, их плодородия, в условиях интенсивной антропогенной деградации природы, рассматривается как важнейшее условие сохранения биосферы Земли и ее биоразнообразия (Добровольский, Никитин, 2000).
Экологическая полифункциональность почв послужила основанием определения плодородия как интегральной почвенной функции, которая обеспечивает формирование биомассы растений, отличающейся сильной пространственно-временной изменчивостью и обусловленной взаимодействием свойств и функции почвы (Добровольский, Никитин, 1990). Такой взгляд на плодородие оригинален и задает четкую направленность дальнейших исследований. Считают, что проблема плодородия почвы уже естественным образом переросла в проблему плодородия культурных, биокосных систем более высокого ранга - проблему агроэкосистем. Только на таком фундаменте можно разрабатывать системы земледелия нового поколения, в которых будет достигнут подлинный научно обоснованный компромисс агроэкономических и экологических целей земледельческой отрасли (Лыков, 2001).
В научной литературе обсуждается и такое понятие, как расширенное воспроизводство почвенного плодородия, рассматриваемое как процесс увеличения эффективного и потенциального плодородия при высоком уровне культуры земледелия. Считают, что этого можно достигнуть путем воздействия не на какой-то один, а на многие факторы, определяющие его состояние, включая биологические, биохимические, физико-химические, водно-физические и другие с учетом их взаимосвязи в природе (Егоров, 1978; Kundler u.a., 1981; Шишов, 1982; Панников, 1983; Лыков и др., 1986; Шишов и др., 1987; Елисеев, 1987; Милащенко, 1987; Володин, 1989; Шевцов, 1992; Шатилов, 1993; Войтович, 1995; Булгаков, Славный, 1996; Апарин, 1997). Конкретные технические приемы расширенного воспроизводства плодородия почв требуют глубокого теоретического обоснования (Ковда, 1986).
По нашему мнению, без четкого представления о сущности такого сложного явления как плодородие трудно рассчитывать на долговременные высокие результаты в земледелии. Эффективное управление плодородием почв возможно только на серьезной теоретической базе в сочетании с новыми методами получения и обобщения информации (Шишов, Дурманов, 1985). В конечном итоге управление плодородием сводится к достижению и стабилизации на уровне, необходимом для человека, всех его параметров. Для этого необходимо выявить, как и в естественных ценозах, эталоны плодородия почв (Булгаков, Апарин, 1999). Комплексные исследования традиционны для почвоведения и закономерно вытекают из базисного положения почв в ландшафтоведении, лесоведении, земледелии, геохимии и экологии.
Климатические условия Мурманской области
Климатические условия Мурманской области имеют ряд особенностей, отличающих ее от близлежащих регионов Северо-Западной части России. Территория лесной зоны полуострова относится к умеренному поясу Атлантико-арктической западной области (Алисов и др., 1954). Климат формируется под влиянием теплых масс воздуха из районов Атлантического океана и холодных масс воздуха из арктического сектора. Мурманская область почти целиком находится за Полярным кругом, что отражается на режиме солнечной радиации. Полярный день на широте 68 начинается 27 мая, а заканчивается 17 июля. Сумма солнечной радиации за три летних месяца составляет 36 ккал/см", суммарная ФАР за этот же период - 18,2 ккал/см2. В зимний период часто бывают оттепели из-за вторжения влажных и относительно теплых воздушных масс из Атлантики. В летний период из Арктики проникают холодные и бедные влагой массы воздуха, что приводит к заморозкам. Если же эти массы бывают прогреты, то наступает засуха, вызывающая сильное иссушение почвы. Континентальность климата возрастает в районах, удаленных от побережья. Среднемесячная температура в июле составляет от +10С (вблизи морей) до +14С (в центральных районах полуострова). В феврале, наиболее холодном месяце, этот показатель равен -11-13С. Средняя сумма активных температур воздуха (выше +5С) для Мурманска равна 677С с колебаниями от 606С до 864С. Годовые суммы осадков колеблются от 400 до 800 мм (в среднем 600 мм), в том числе за вегетационный период (июнь-август) выпадает 90-280 мм (в среднем 180 мм). Средний годовой коэффициент увлажнения по Н.Н.Иванову равен 1,32, а за летний период составляет 0,9. Метеорологические условия в годы полевых исследований значительно различались, оказывая влияние на продуктивность растений. В качестве критерия аномальности средней месячной и средней температуры воздуха за вегетационный период предложено брать отклонения от средней многолетней (нормы) равные и превышающие 1С (Головкин и др., 1971). Если за определенный период времени температура воздуха была равна или близка к средней многолетней, то его относили к умеренным. В том случае, когда этот показатель был равен или меньше, чем на 1С средней многолетней, то такие периоды считались нами холодными; если же показатель был равен или больше, чем на 1С, то относительно теплыми.
Критерием аномальности месячной и вегетационной суммы осадков считают отклонения от средней многолетней (нормы) равные и больше 150% и равные и меньше 50% (Семко, 1989). На основе классификационной оценки режимов температуры воздуха и атмосферных осадков, предложенной этим же исследователем, приводим характеристику метеоусловий за 1971 - 1990 гг. (табл. 2.1)
В период роста и развития однолетних трав (июнь-июль) аномальными по температуре воздуха и атмосферными осадками были 1973, 1974, 1975, 1981 и 1989 гг., т.е. 25% от всего срока наблюдений. Причем холодными и влажными были 1975 и 1981 гг., теплыми и влажными 1974 и 1989 гг., а теплыми и сухими только 1973 г. Неблагоприятными по температуре воздуха были 12, а по осадкам 8 вегетационных периодов. Для многолетних трав показатели температуры воздуха и осадков за июнь - август были аномальньїхми в 1974, 1975 и 1981 гг., т.е. 15% от всего срока наблюдений. Наиболее благоприятными для роста и развития однолетних трав были сезоны 1974 и 1989 гг., а многолетних только 1974 г. К самым неблагоприятным сезонам для однолетних трав относятся 1973, 1980 и 1985гг., и многолетних - 1986 г.
Исследования по изучению основных агрохимических свойств различных типов почв в динамике, в соответствии с «Государственной программой мониторинга земель Российской Федерации», утвержденной постановлением Правительства РФ от 15.07.92 г. проводили в условиях мониторинга земель сельскохозяйственного назначения.
Агроэкологический мониторинг - это система наблюдений за состоянием земельного фонда для своевременного выявления изменений, их оценки, предупреждения и устранения последствий негативных процессов (Израэль, 1984).
Мониторинг сельскохозяйственных земель является составной частью мониторинга за состоянием окружающей природной среды, включающий научную информационную систему наблюдений, оценки и прогноза изменений состояния почв, протекающих под воздействием естественных и антропогенных факторов. Поскольку последнему придается решающее значение, то главная задача мониторинга - это оперативное реагирование на результаты негативных процессов в природе.
Структура агроэкологического мониторинга включает универсальные параметры, характеризующие каждый компонент агроэкосистемы. В агроэкологическом мониторинге выделяются две взаимосвязанные по информационной базе подсистемы: научная и производственная. Научной базой подготовки исходных данных для применения технологических решений является полигонный агроэкологический мониторинг. Такой мониторинг может осуществляться на делянках длительных опытов, постоянных участках слежения, реперных точках. Производственная система включает мониторинг всех используемых сельскохозяйственных площадей региона по сравнительно небольшому набору показателей через 5-15 лет. Это позволяет получить надежную систему сроковых характеристик. Почвенный мониторинг состоит из трех взаимосвязанных частей:
1. контроль (наблюдения) за состоянием почв и почвенного покрова и оценка их пространственно-временных изменений;
2. прогноз вероятных изменений состояния почвенного покрова;
3. научно обоснованные рекомендации по направленному регулированию основных средств и режимов в почвах, непосредственно определяющих их плодородие и урожайность сельскохозяйственных культур.
Получаемые данные о фактическом состоянии почвенных и агрохимических свойств, агропроизводственная группировка почв и "почвенные очерки служат базовыми предпосылками для последующих теоретических обобщений и практических рекомендаций.
Проводились наблюдения и агрохимические исследования через каждые 4-5 лет всех сельскохозяйственных земель области согласно «Методическим указаниям по агрохимическому обследованию почв сельскохозяйственных угодий» (М., 1982), разработанных ЦИНАО. Объектами исследований явились подзолистые и торфяные почвы лесных экосистем (еловых, сосновых и березовых) и агроценозов Мурманской области. Методики исследований соответствуют требованиям мониторинга лесных фитоценозов и локального мониторинга на реперных участках. Агрохимические свойства различных типов почв в динамике изучались в соответствии с «Государственной программой мониторинга земель РФ», утвержденной постановлением Правительства РФ от 15.07.92г.
Сезонная динамика
Динамика содержания доступных для растений соединений элементов в почве определяется следующими процессами: а) трансформацией органического вещества, включая поступление растительных остатков, гумификацию, минерализацию и консервацию органического вещества; б)миграцией водорастворимого органического вещества; в) вымыванием элементов из живых растений, опада и почв атмосферными осадками (снеговыми и дождевыми водами); г) поглощением элементов растениями.
В органогенных горизонтах почв еловых парцелл наблюдается снижение содержания доступных для растений соединений кальция, магния, калия, марганца и цинка и, напротив, увеличение подвижных соединений железа, алюминия, никеля, меди к концу вегетационного периода (табл. 4.3).
Эти тенденции обусловлены, с одной стороны, поглощением элементов питания растениями и их выносом атмосферными осадками, а с другой стороны, процессами разложения свежих растительных остатков, количество которых к концу вегетации возрастает.
Содержание доступного азота, как нитратного, так и аммиачного, увеличивалось в середине вегетации, несмотря на интенсивное поглощение этого элемента растениями, что, по-видимому, связано с возрастанием темпов гумификации (табл. 4.4).
Затем в августе в результате все еще активного поглощения азота елью его содержание снижается, несмотря на интенсивные процессы гумификации, что, вероятно, обусловлено выносом подвижных соединений этого элемента более интенсивными атмосферными осадками. Наиболее широкие отношения между аммиачным и нитратным азотом в весенний период могут объясняться активным выносом нитратов со снеговыми водами. Сужение этого отношения в период максимального роста растений (июль) свидетельствует о преимущественном поглощении азота елью на кислых почвах в форме аммония (Schulze, 1989). В конце вегетации в результате активного поглощения живыми организмами также снижается содержание доступного фосфора.
В минеральных горизонтах почв еловых парцелл сезонные тенденции изменения содержания подвижных соединений элементов соответствуют изменениям в органогенных горизонтах.
В органогенных горизонтах почв кустарничково-зеленомошных парцелл в целом наблюдается сходная с почвами еловых парцелл сезонная динамика содержания доступных соединений элементов. Исключение составляет кальций, содержание которого заметно не изменяется. Содержание азота характеризуется максимальными значениями в конце вегетации, когда интенсифицируются процессы гумификации. Следует отметить, что наиболее интенсивное увеличение содержания азота происходит за счет аммония, который не поглощается столь активно, как в еловых парцеллах, поскольку в данных парцеллах доминируют зеленые мхи.
В минеральных корнеобитаемых горизонтах кустарничково-зеленомошных парцелл содержания доступных для растений соединений кальция, магния, калия и цинка снижаются к концу вегетации, что связано с их поглощением растениями и увеличением количества осадков, способствующих выносу элементов питания. Повышенные содержания подвижного железа и алюминия в иллювиальных горизонтах в середине вегетации связаны с интенсивной миграцией этих элементов в комплексах с водорастворимым органическим веществом из верхней части профиля. Однако в августе в результате выпадения значительного количества атмосферных осадков почвы, формирующиеся в межкроновых пространствах, интенсивно промываются, и содержание подвижных алюминия и железа может вновь снижаться.
