Анализ кислотности почвы п. Соловецкого



С каждым годом к туристическим возможностям Соловецкого архипелага все больше привлекается внимания широкой общественности, и это неудивительно, ведь это место одно обладает культурным, природным и историческим наследием. Сюда приезжают обрести гармонию с собой и окружающей средой, полюбоваться прекрасными пейзажами и ощутить духовную связь с прошлым. Соловецкий государственный историко-архитектурный и природный музей-заповедник включен в список мирового наследия ЮНЕСКО [1].

Но по мере того, как Соловецкие острова становятся все более популярными у туристов, встают проблемы, связанные с сохранением природного и культурного наследия. Это связано с ограниченной демографической ёмкостью территории, увеличением количества автотранспорта, работой аэропорта и судоходства, несвоевременным вывозом мусора с территории п. Соловецкий, а также отсутствием правовых и нормативных документов, регулирующих взаимодействие туристов и природной среды.

Не менее важной является проблема увеличения потока туристов, приводящая к большой рекреационной нагрузке. На 2017 год турпоток на Соловецкие острова превысил рекордные 20 тысяч, в 2018 году − 18,7 тысяч. Однако на 2019 год поток туристов резко снизился до 16,9 тыс. человек, это связанно с закрытием на реконструкцию аэропорта и взлетно-посадочной полосы на Соловках. К 2020 году, когда реконструкция закончится, аэропорт сможет принимать значительно больше туристов [2,3].

Все эти проблемы связаны между собой и приводят к нежелательным последствиям, например, отсутствие дорог с твердым покрытием приводит к образованию пыли, состоящей, в основном, из диоксида кремния. На грунтовых дорогах пыль на 90 % состоит из кварцевых частиц, остальную долю составляют оксиды алюминия, железа, кальция и др. Валовый выброс пыли на таких дорогах составляет свыше 56 тыс. т. в год [4].

Из воздушной среды и замусоренных территорий загрязнения попадают в почву, внутренние поверхностные и подземные воды, а также в Белое море.

Рассмотрим отдельные физико-химические показатели, которые определяют уровень загрязнения почв поселка Соловецкий. Одними из таких показателей является кислотность почвы. Это обусловлено тем, что кислотность почвы влияет на растворимость, доступность и усвоение растениями питательных веществ. Нейтральная реакция (рН=6,5–7,0) почвенного раствора наиболее благоприятна для большинства растений.

Выделяют следующие формы кислотности почвы:

1. Актуальная кислотность — кислотность почвенного раствора, которая зависит от наличия свободных органических и минеральных кислот в почвенном растворе, ее степень оценивают по величине pH водной вытяжки;
2. Потенциальная кислотность, которая подразделяется на обменную и гидролитическую. Обменная кислотность обусловлена наличием в почвенно-поглотительном комплексе обменных катионов водорода и алюминия, ее степень оценивают по величине pH солевой вытяжки [5].

Гидролитическая кислотность обусловлена ионами водорода, более прочно связанными в почвенном поглощающем комплексе и способными обмениваться на основания только в нейтральной или щелочной среде. Эти ионы водорода труднее замещаются на основания и вытесняются в раствор только гидролитически щелочными солями [6].

В качестве объектов исследования были выбраны почвы п. Соловецкий, отобранные в рамках образовательного проекта «Комплексное развитие территории с уникальным природным и историко-культурным наследием на примере Соловецкого архипелага» в 2018 г. Пробные площади (далее ПП) были заложены на участках с повышенной рекреационной туристической нагрузкой. Места закладки ПП представлены на карте (рисунок 1).

Рис. 1. Места закладки пробных площадей в п. Соловецком: 1 — Мыс лабиринтов; 2- Переговорный камень; 3- Филипповские садки; 4 — Тамарин причал; 5 — Близ озера Хуторского направление лодочной станции

Отбор почв проводился в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02–84 [7]. Определение различных видов кислотности почв было выполнено на базе лаборатории биогеохимических исследований при кафедре химии и химической экологии Высшей школы естественных наук и технологий САФУ. Актуальную кислотность (рН водной вытяжки) определяли в соответствии с ГОСТ 26423–85; обменную кислотность (рН солевой вытяжки) по методу ЦИНАО (ГОСТ ГОСТ 26484–85); гидролитическую кислотность по методу Каппена в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26212–91) [8,9,10].

Степень кислотности почв определяли в соответствии с оценочными шкалами по величине pH водной, солевой вытяжек (таблица 1) и гидролитической кислотности (таблица 2) [11,12].

Таблица 1

Градация кислотности (щелочности) почв по величине рН водной исолевой вытяжке [11,12]

Характеристика почвы	Актуальная кислотность (рН водной вытяжки)	Характеристика почвы	Обменная кислотность (рН солевой вытяжки)
Сильнокислые	3,0–4,5	Сильнокислые	≤ 4,5
Кислые	4,6–5,5	Среднекислые	4,6–5,0
Слабокислые	5,6–6,5	Слабокислые	5,1–5,5
Нейтральные	6,6–7,0	Близкие к нейтральным	5,6–6,0
Слабощелочные	7,1–7,5	Нейтральные	6,1–7,0
Щелочные	7,6–8,0	Щелочные	7,1–8,0
Сильнощелочные	> 8,1	Сильнощелочные	> 8,0

Таблица 2

Градация кислотности (щелочности) почв по величине рН гидролитической кислотности [12]

Характеристика почвы	Гидролитическая кислотность, мг-экв/ 100 гпочвы
Очень сильно кислые	Более 6,1
Сильно кислые	6,0–5,1
Средне кислые	5,0–4,1
Слабо кислые	4,0–3,1
Близкие к нейтральным	3,0–2,1
Нейтральные	Менее 2,0

Результаты определения актуальной и обменной кислотности представлены в таблице 3, гидролитической кислотности − в таблице 4.

Таблица 3

Значения pH водной исолевой вытяжек почв п. Соловецкий

Место отбора почв	Актуальная кислотность (рН водной вытяжки)	Обменная кислотность (рН солевой вытяжки)	Степень кислотности*
Мыс лабиринтов	5,67	3,88	Слабокислые / Сильнокислые
Переговорный камень	5,87	3,55	Слабокислые/ Сильнокислые
Филипповские садки	5,7	4,38	Слабокислые / Сильнокислые
Тамарин причал	4,95	3,92	Кислые / Сильнокислые
Близ озера Хуторского направление лодочной станции	5,02	3,35	Кислые / Сильнокислые

*В числителе указана степень актуальной кислотности, в знаменателе — обменной

Таблица 4

Значения гидролитической кислотности почв п. Соловецкий

Место отбора почв	Средний показатель гидролитической кислотности, мг-экв./100 гпочвы	Степень кислотности
Мыс лабиринтов	1,55	Нейтральные
Переговорный камень	21,34	Очень сильно кислые
Филипповские садки	2,37	Близкие к нейтральным
Тамарин причал	1,84	Нейтральные
Близ озера Хуторского направление лодочной станции	11,08	Очень сильно кислые

Анализ экспериментальных данных показал, что что средняя актуальная кислотность (рН водной вытяжки) исследованных почв поселка Соловецкий составляет 5,45 при оптимальной степени кислотности 6,5–7,3, а средняя обменная кислотность (рН солевой вытяжки) − 3,82, при наиболее благоприятном значении 6,1–7,0. Таким образом, антропогенная (рекреационная) нагрузка на почвы п. Соловецкий приводит к сдвигу рН в кислую сторону. Гидролитическая кислотность исследованных почв варьирует от 1,55 мг-экв./100 г, до 21,34 мг-экв./100 г., при оптимальном значении данного параметра для почв сельскохозяйственного назначения в 1,0–3,0 мг-экв./100 г почвы.

В целом все исследованные почвы п. Соловецкий обладают слабокислой/кислой реакцией среды. Это приводит к торможению корневого роста и активности работы корневой системы, растения увядают от недостатка поступления в органы необходимых питательных веществ. Кроме того, в почвах с повышенной кислотностью практически не происходят процессы переработки почвенной органики в гумусовые вещества и далее − в доступные растениям минеральные соединения.

Соловецкие острова − удивительное место и для его сохранения необходимо проводить экологический мониторинг, который позволит получить и анализировать данные, отражающие истинную картину экологического состояния его с целью сохранения данной территории на минимальном уровне экологической напряженности.

Литература:

1. Список всемирного наследия ЮНЕСКО [Электронный ресурс]: https://whc.unesco.org/ru/list
2. RATA news Ежедневная электронная газета Российского союза туриндустрии [Электронный ресурс]:Турпоток на Соловки упал, перспективы тоже печальны/ номер от 20.11.19 Режим доступа: https://ratanews.ru/news/news_20112019_4.stm
3. Стратегии развития Соловецкого архипелага уникального объекта, духовного, историко-культурного и природного наследия, как самостоятельного компонента Стратегии социально-экономического развития Архангельской области до 2030 года.
4. Автомобильная дорога, как источник загрязнения окружающей среды [Электронный ресурс] Режим доступа: https://studopedia.su/1_10587_avtomobilnaya-doroga-kak-istochnik-zagryazneniya-okruzhayushchey-sredi.html
5. Апарин, Б. Ф. Почвоведение: учебник для образоват. учреждений сред. проф. образования. — М.: Издательский центр «Академия», 2012.- 256 с.
6. Федеральное агентство по образованию методы контроля качества почвы//Учебно-методическое пособие для вузов 2008 -32 с.
7. ГОСТ 17.4.4.02–84. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа
8. ГОСТ 26423–85 Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, рН и плотного остатка водной вытяжки
9. ГОСТ 26484–85 Почвы. Метод определения обменной кислотности
10. ГОСТ 26212–91 Почвы. Определение гидролитической кислотности по методу Каппена в модификации ЦИНАО
11. Прожорина, Т. И. Химический анализ почв [Текст]: лаб. практикум для вузов; Воронежский гос. ун-т / Т. И. Прожорина, Е. Д. Затулей. — Воронеж: ИПЦ ВГУ, 2009. — 31 с.
12. Растворова О. Г., Андреев Д. П., Гагарина Э. И., Касаткина Г. А., Федорова Н.Н// Химический анализ почв. — СПб., СПбГУ 1995 г — 198 с.