Магний в почвах и растениях в условиях склонового агроландшафта на юго-востоке Западной Сибири

Таисия Владимировна Нечаева; Наталья Владимировна Гопп; Олег Александрович Савенков; Наталья Валентиновна Смирнова

doi:10.31251/pos.v2i4.91

Авторы

Таисия Владимировна Нечаева ФГБУН Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, проспект Академика Лаврентьева, 8/2, г. Новосибирск, 630090, Россия https://orcid.org/0000-0003-4943-9439
Наталья Владимировна Гопп ФГБУН Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, проспект Академика Лаврентьева, 8/2, г. Новосибирск, 630090, Россия https://orcid.org/0000-0001-7549-2984
Олег Александрович Савенков ФГБУН Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, проспект Академика Лаврентьева, 8/2, г. Новосибирск, 630090, Россия
Наталья Валентиновна Смирнова ФГБУН Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, проспект Академика Лаврентьева, 8/2, г. Новосибирск, 630090, Россия https://orcid.org/0000-0003-3679-4263

DOI:

https://doi.org/10.31251/pos.v2i4.91

Ключевые слова:

гумус, валовой магний, подвижный (обменный) магний, водорастворимый магний, эрозия, склон, высотные ступени, запасы фитомассы, магний в растениях, Новосибирская область

Аннотация

Цель исследования: провести сравнительную оценку магниевого состояния сильно- и среднегумусированных почв, расположенных на разных гипсометрических уровнях эрозионно опасного склонового агроландшафта, по содержанию в пахотном горизонте валового магния, подвижной (обменной) и водорастворимой форм элемента, а также лабораторно-аналитических методов определения магния в почвах и растениях.

Место и время проведения. Геоморфологически территория исследования относится к Предсалаирской дренированной равнине (Предсалаирье) на юго-востоке Западной Сибири (55˚02΄20˝ с.ш.; 83˚50΄00˝ в.д.), административно – к Тогучинскому району Новосибирской области. На участке пахотного угодья площадью 225 га и протяженностью 4 км условно выделили склоновые позиции на следующих высотных ступенях (абсолютные отметки высот): верхняя часть склона – ВС_I (280-310 м), средняя – ВС_II (260-280 м) и ВС_III (220-260 м), нижняя – ВС_IV (190-220 м). Отбор почвенных и растительных проб провели в июле 2013 г.

Материалы и методы. Преобладающие почвы: черноземы оподзоленные и выщелоченные, темно-серые и серые лесные по классификации почв СССР (1977), что соответствует агрочерноземам глинисто-иллювиальным элювиированным и темноязыковатым, агротемно-серым и агросерым по классификации почв России (2004, 2008) или Luvic Greyzemic Chernozems, Нaplic Chernozems, Luvic Greyzemic Phaeozems, Luvic Retic Greyzemic Phaeozems по классификации почв WRB (2014). Отбор индивидуальных почвенных проб (n = 55) провели буром из слоя 0-30 см (пахотный горизонт) по нерегулярной сетке, запасы надземной фитомассы овсяно-гороховой смеси (n = 38) – методом укосов с учетной площади 0,25 м². Координаты точек отбора почвенных и растительных проб определили с помощью системы геопозиционирования (GPS, Garmin eTrex Vista).

Почвы проанализированы на содержание органического углерода с пересчетом на гумус в серно-хромовой смеси по Тюрину; валового магния (Mg_вал) – в сухих порошкообразных образцах методом атомно-эмиссионной спектрометрии; подвижного (обменного) магния – методом атомно-абсорбционной спектрометрии с использованием следующих экстрагирующих растворов: Mg_ПФ1 – 1 М KCl, Mg_ПФ2 – 1 М CH₃COONH₄, Mg_ПФ3 – 0,1 М C₄H₄O₅(NH₄)₂, Mg_ПФ4 – 0,5 М CH₃COOH; водорастворимого магния – двумя методами (из одной и той же вытяжки): Mg_вод1 – атомно-абсорбционной спектрометрии, Mg_вод2 – капиллярного электрофореза. Содержание валового магния в растениях (Mg_раст) определили методом атомно-абсорбционной спектрометрии двумя способами пробоподготовки: Mg_раст1 – мокрым озолением в смеси серной и хлорной кислот, Mg_раст2 – сухим озолением и количественным переносом c 1 М HCl. Содержание магния в почвах и растениях представили на элемент и рассчитали на воздушно-сухую массу. Статистическую обработку данных провели методами описательной статистики, корреляционного анализа, расчетом t-критерия Стьюдента и U-критерия Манна-Уитни.

Основные результаты. Среднее валовое содержание магния в почвах склона варьировало от 0,79 до 0,88%. Доля подвижного магния от валового содержания элемента в почвах составила в среднем 3,3-6,0%, водорастворимого магния – 0,06-0,13%. В среднегумусированных почвах вниз по склону установлено постепенное снижение содержания валового магния в ряду агрочерноземы → агротемно-серые → агросерые, и подобная закономерность выявлена нами ранее по содержанию в почвах валовых фосфора и калия. Среднее содержание подвижного магния в сильногумусированных почвах в верхней части склона (ВС_I) варьировало от 3,2 до 4,0 смоль(экв)∙кг^-1 в зависимости от экстрагента, в среднегумусированных почвах вниз по склону (ВС_II-_IV) – от 2,2 до 3,2 смоль(экв)∙кг^-1. Результаты по содержанию водорастворимого магния в почвах, полученные методами атомно-абсорбционной спектрометрии и капиллярного электрофореза, очень близки: в среднем 0,06-0,08 и 0,04-0,09 смоль(экв)∙кг^-1. Однако более чувствительным к снижению содержания водорастворимого магния в среднегумусированных почвах в средней части склона оказался метод капиллярного электрофореза. Содержание магния в надземной фитомассе овсяно-гороховой смеси, отобранной в фазу кущения злакового компонента, методом сухого озоления составило в среднем 0,21-0,26% и соответствовало оптимальному уровню, мокрым озолением – было ниже в 1,3-1,6 раза.

Заключение. В условиях склонового агроландшафта Предсалаирья на юго-востоке Западной Сибири сильногумусированные почвы в верхней части склона (5-8% гумуса, ВС_I) характеризуются более высоким содержание подвижного магния, чем среднегумусированные почвы в средней и нижней частях склона (3-5% гумуса, ВС_II-_IV). Для оценки магниевого состояния почв из рассмотренных вытяжек для определения подвижного (обменного) магния целесообразнее использовать 1 М KCl или 1 М CH₃COONH₄ с возможностью одновременного определения в одной и той же почвенной вытяжке других показателей (обменные кальций и калий, рН солевой и т.д.) в зависимости от экстрагента.