Зависимость состава фитоценоза территории от содержания кремния в почвах на примере Белозерского заказника



В статье выяснены особенности в формировании видового состава фитоценозов, а также изложено теоретическое обоснование содержания кремния. На основе изучения динамики содержания кремния в различных типах почвы и их слоях, автор приходит к выводу о том, что есть зависимость между содержанием кремния и произрастанием лекарственных растений. Такой взгляд будет интересен специалистам в области сохранения биологического разнообразия. Механизм миграции кремния по слоям почвы, как и механизм накопления его растениями на сегодняшний день практически не изучен, и тема требует дальнейших исследований.

The article clarifies the features in the formation of the species composition of phytocenoses, and also the theoretical justification of the silicon content is presented Based on the study of the dynamics of silicon content in different types of soil and their layers, the author concludes that there is a relationship between the content of silicon and the growth of medicinal plants. This view will be of interest to experts in the field of biodiversity conservation. The mechanism of migration of silicon on soil layers as well as the mechanism of accumulation of its plants today is practically not studied and the topic requires further research.

Кремний является основным компонентом педоценозов. Это один из самых распространенных элементов земной коры, роль которого в формировании почвенного плодородия и многообразии протекающих в почве процессов трудно переоценить. [1]

Для того что бы был понятен результат исследования необходимо знать простые, но крайне важные особенности относительно кремния в почвах. Эти особенности вытекает одно из другого, а два последних необходимо учитывать при анализе результатов.

1. Кремний жизненно необходим любому растению.
2. Кремний существует в различных формах: твердой(минеральной) и в форме кремнесодержащих кислот.
3. Растениями кремний усваивается преимущественно в форме ортокремневой кислоты.
4. Обеспеченность кремнием растений можно считать количество именно доступной формы кремния.
5. Множество лекарственных растений являются кремненакапливающими, следовательно, применение кремниевых удобрений необходимо при их выращивании.

Определение кремния в почве происходило в два этапа содержащие различные методики. Первая предполагает комплексное определение элементарного состава почвы, куда так же входит оксид кремния. Вторая методика предполагает определение кремния по характеру окраски водной и соляной вытяжки в соединении с молибдатом аммония. В соляной-определяется кремнегель находящийся в ППК, а в водной- кремний в почвенном растворе.

После проведения исследования мы получили следующие результаты, представленные в табл. 1

Таблица 1

Номер образца	Горизонт взятия пробы	Влажность почвы	Доля минеральной части почвы	Масса прокаленного осадка кремнекислоты Гр.	Место взятия пробы
1	A	16,4 %	76 %	0.65	Болотно-элювиальные почвы
2	B	1.12 %	80 %	0.55
3	C	0.42 %	79 %	0.32	Район леса, темно-серые лесные почвы
4	A	0.11 %	70 %	0.59
5	B	0,19 %	85 %	0.55

Исходя из данных таблицы, относительно водных характеристик почв, можно сделать вывод, что наибольшее количество влаги находится в самом верхнем горизонте болотно-элювиального типа почвы. Это можно объяснить тем, что это затопляемый участок территории с относительно высоким уровнем влажности.

Доля минеральной части характеризует состав почвы. Наибольшее количество органики наблюдается на верхнем горизонте обоих типов почв, что отражено на рис. 1.

Рис. 1

Рис. 2

Наибольшее содержание кремнекислот наблюдается в почвенных горизонтах А, в обоих видах почвы. В серых-лесных это объясняется обилием выветриваемых растительных остатков. А также возможным выветриванием близлежащих горных пород. В болотно-элювиальных почвах кремнекислота могла образоваться после распада алюмосиликатов под воздействием диатомовых водорослей или щелочных растворов. Так же количество кремниевых кислот уменьшается вместе со сменяющимися горизонтами вглубь почвы. То есть содержание кремнекислот минимальна в самых глубоких слоях.

Таблица 2

Содержание обменного исвободного кремния

Место взятия	Тип почв	Содержание кремния (мг/кг)	pH	Вытяжка	горизонт
Прибрежная область	Болотно-элювиальный	2	7.4	Водная	А
		10	7.7		В,С
Лесная область	Темно-серые лесные	2	6.1		А
		10	6.8		В
Прибрежная область	Болотно-элювиальный	20	6.9	Соляная	А
		100	7.1		В,С
Лесная область	Темно-серые лесные	20	5.9		А
		30	7		В

Рис. 3

Рис. 4

По вышеизображенным диаграммам отчетливо видно, что уровень Ph повышается с увеличением глубины горизонтов во всех типах почв. А как было отмечено ранее, высокая щелочность стимулирует миграцию кремния и улучшает его растворимость. [3] Следовательно, в теории количество растворимого кремния должно увеличиваться с глубиной взятия почвы. Так, разумно сделать вывод что в болотистой почве выше щелочность, а значит и растворимость кремния.

Рис. 5

Анализируя данный график необходимо заметить, что в обоих случаях и в соляном, и в водном растворе преобладание кремния наблюдается в горизонте В, так как увеличение щелочности почвенного раствора стимулирует биогеохимическую миграцию кремнезема. Наибольшее количество кремния находится в обменном состоянии в ППК. Так же это означает, что кремний хорошо растворяется в кислоте. Действительно в сильнокислых почвах даже кремниевые минералы становится растворимыми [2]

Рис. 6

Рис. 7

В данном случае наблюдается превышение значения кремнегеля в горизонтах В болотно-эллювиальных почвах примерно в три раза (30:100), при абсолютно равных значениях кремнегеля в горизонтах А и идентичных показателях свободного кремния (кремнекислоты) во всех горизонтах.

Подводя общий итог, согласно всем вышеописанным графикам, больше всего кремния, причем во всех формах, находится на Болотных почвах. Следовательно, эта территория наиболее предрасположена к произрастанию лекарственных видов растений, так как биохимические процессы наибольшей степени регулируются кремнием, нежели в серых лесных почвах. Действительно, во время сборов образцов почв болотистая местность была заселена преимущественно такими кремнелюбивыми и кремнесодержащими растениями как Хвощ зимующий (лат. Equisétum hyemále), Чина болотная (лат. Lathyrus) Плаун (лат. Lycopodium). В зоне лесных почв также наблюдалось наличие лекарственных растений, но не в преобладающем виде. Преобладающей растительностью являлись древесные виды, например, Сосна обыкновенная (лат. Pínus sylvéstris), Берёза обыкновенная (лат. Bétula), Ольха (лат. Álnus).

Литература:

1. Барсукова А. Г., Рочев В. А. Влияние кремнегель содержащих удобрений на подвижность кремнекислоты в почве и доступность ее растениям // Контроль и регулирование содержания макро- и микроэлементов в почвах и растениях на Среднем Урале / Тр. Свердловск. СХИ. 1979. Т. 54. С. 84
2. Башкин В. Н. БИОГЕОХИМИЯ.- М.: Научный мир, 2004. — с.191–198