Состояние почв Республики Башкортостан

Почва – фундамент биосферы Земли, она выполняет важнейшие глобальные функции: производительную (создание биологической продукции) и экологическую (средообразующую – биоэкологическую, биогеохимическую, атмосферную, гидросферную и литосферную). Для формирования адекватного отношения к почве, соответствующего ее роли в функционировании биосферы, определения тактики рационального использования, защиты от разрушения и охраны необходимы глубокие знания законов ее жизни, происхождения, развития, свойств и функций. Все это особенно важно в настоящее время, когда назревает глобальный экологический кризис в биосфере, а почва является первоосновой биосферных процессов, катализатором обмена вещества и энергии на Земле. Состояние почвы, которое зависит во многом от отношения к ней человека, определяет благополучие экологической среды в конкретных ландшафтах и в целом биосферы [10, 12].

Республика Башкортостан занимает большую часть Южного Урала, прилегающие к нему равнины Предуралья и Зауралья. В регионе проживает почти 4,1 миллиона человек, в том числе в Уфе – более 1 миллиона. В субъекте развит топливно-энергетический комплекс, нефтегазовая и химическая отрасли промышленности, машиностроение, а также цветная и черная металлургия. Основные экологические проблемы в Республике Башкортостан связаны с последствиями застройки территории экологически опасными производствами (особенно – нефтегазовой, нефтехимической, химической отраслей), а также неэффективностью принимаемых природоохранных мер [4, 7, 8].

Земельный фонд Республики Башкортостан по состоянию на 1 января 2016 года составил 14294,7 тыс.га (рисунок 1).

□ Земли сельскохозяйственного назначения - 7319.6 тыс.га (51.2%)

□ Земли населенных пунктов - 630,9 тыс.га (4.4%)

□ Земли промышленности, транспорта и иного назначения- 112,2 тыс га (0.8%)

□ Земли особо охраняемых территорий- 412 тыс.га (2.9%)

□ Земли лесного фонда - 5720.6 тыс.га (40.0%)

□Земли водного фонда - 77.9 тыс.га (0.5%)

□ Земли запаса - 21.5 тыс.га (0.2%)

Рисунок 1 - Структура земельного фонда Республики Башкортостан по категориям земель (по данным государственного учета земель)

Структура почвенного покрова в регионе представлена различными подтипами черноземов, серых лесных, горных и аллювиальных почв. Черноземы занимают 31,7% территории республики, серые лесные -27,6%, горные почвы - 25,1%, аллювиальные -6%.

Разнотипность геохимии почв на территории Республики Башкортостан определяется гетерогенностью горных пород, условиями формирования рельефа, направлением и интенсивностью проявления экзо- и техногенеза.

В процессе длительного сельскохозяйственного использования во всех типах почв усиливаются процессы деградации органического вещества. В настоящее время в Башкортостане продолжается снижение плодородия почв, ухудшается состояние сельскохозяйственных земель. Наибольшей сельскохозяйственной     освоенностью     территорий     отличаются

Куюргазинский, Стерлитамакский, Федоровский и Хайбуллинский районы [5].

Из негативных факторов наибольшее распространение имеют процессы эрозии. Всего в республике 64% сельскохозяйственных угодий подвержены эрозийным процессам, еще 1,4 млн. га являются эрозионноопасными. На территории республики по большей части распространена водная эрозия. Наиболее сильному ее воздействию подвержены земли Баймакского, Зианчуринского, Куюргазинского, Федоровского районов, где площади эродированных земель составляют до 70% от площади района. Ветровая эрозия наиболее часто встречается в Хайбуллинском, Баймакском и Абзелиловском районах.

Идет процесс деградации почвенного покрова. П ричины деградации почв в регионе:

• 1.    добыча, транспортировка и переработка полезных ископаемых (нефти, газа, угля, сланцев, полиметаллических и железных руд, известняков);

• 2.    строительство промышленных и жилых  зданий, дорог,

• 3.    сельскохозяйственное производство и переработка его продукции.

трубопроводов, линий электропередач, плотин;

Вследствие этих воздействий развиваются разнообразные виды и типы деградации почвенного покрова.

Также отмечается снижение плодородия почв за счет снижения содержания гумуса, которое за последние 20 лет сократилось до 20%, а мощность гумусового горизонта уменьшилась на 5-10 см. В республике 1444,5 тыс. га сельскохозяйственных угодий с pH<7, в том числе пашни составляют 1371,4 тыс. га. Основными причинами подкисления почв являются уменьшение содержания кальция в почве, преимущественное применение в растениеводстве физиологически кислых азотных удобрений (мочевина) и кислые атмосферные осадки.

Мониторинг состояния и динамики плодородия почв в регионе осуществляется с 1965 года путем проведения агрохимических обследований. Результаты агрохимических обследований пахотных угодий позволяют увидеть обеспеченность их органическим веществом и степенью кислотности (таблицы 1, 2) [4,5,6].

Органическое вещество (гумус почв) является энергетической основой биологических процессов, обладает свойствами физиологически активных веществ, регулирующих процессы роста и питания растений. Содержание гумуса в почве является важным показателем, определяющим, и даже лимитирующим плодородие почв, урожайность сельскохозяйственных культур. Результаты изучения состояния плодородия почв отражают следующие данные: на территории России преобладают почвы с содержанием органического вещества от 3% до 6% - 41 млн. га. Пахотные почвы с низким содержание органического вещества занимают 26,2 млн. га.

Для сохранения и повышения плодородия почв необходимо увеличивать объемы внесения минеральных удобрений. В настоящее время вносится 28-29 процентов от научно-обоснованной потребности в минеральных удобрениях.

По экспертным оценкам, в настоящее время в земледелии отмечается отрицательный баланс питательных веществ. Ежегодно питательных веществ выносятся из почвы вследствие сельскохозяйственной деятельности, что в 3 раза превышает их возврат с вносимыми минеральными и органическими удобрениями. В современном сельском хозяйстве большая часть урожая формируется за счет накопленных в «советское время» питательных веществ и мобилизации почвенного плодородия без достаточной компенсации выносимых с урожаем элементов питания. Одним из главных факторов, влияющих на формирование урожая сельскохозяйственных культур, является кислотность почв. Потери от наличия кислых почв составляют 15-16 млн. тонн сельскохозяйственной продукции в пересчете на зерно в год. Эффективность минеральных удобрений на сильно- и среднекислых почвах понижается на 20-25%. Известкование является эффективным мероприятием на почвах, загрязненных тяжелыми металлами, радионуклидами, снижающим накопление в растениях токсичных элементов питания в 3-10 раз [1, 13].

Почва – неоднородная многокомпонентная часть биосферы, мощный барьер, способный аккумулировать химические элементы, выводя их из биогеохимического круговорота веществ. При повышенных уровнях антропогенной нагрузки на агроэкосистемы, необходима объективная оценка содержания тяжелых металлов в почвенном покрове, которая становится экологически и социально значимой [16, 19]. На западе Республики Башкортостан – в районах, где развита добывающая и перерабатывающая промышленность, очень высока опасность накопления в почвах химических элементов. Они, попадая на поверхность почвы, включаются в почвообразовательный процесс, поглощаются растениями и поступают в пищевые цепи [3, 9, 11]. Для рационального размещения сельскохозяйственных культур и получения экологически безопасной продукции, принятия адекватных мер по детоксикации почв и рекультивации нарушенных ландшафтов, необходима информация по содержанию химических элементов первого, второго и третьего классов токсичности, и особенно тяжелых металлов.

Асылбаев, Хабиров и Шакиров в результате исследований обнаружили повышенное содержание различных элементов, которое обусловлено природными и техногенными факторами. С техногенными факторами связана аккумуляция высокотоксичных химических элементов Al, Cr, Mn, Cu, Zn, Pb, Mo (таблица 3) [2].

Таблица 1 – Сравнительные результаты мониторинга плодородия почв сельскохозяйственных угодий по содержанию органического вещества, обобщенные за последний цикл агрохимического обследования, по

Таблица 2 – Сравнительные результаты мониторинга плодородия почв сельскохозяйственных угодий по степени кислотности, обобщенные за последний цикл агрохимического обследования, по состоянию на 1 января 2016 г. (пашня, га)

к о	§ У     ’ у 2 5 ; у о § i с >, у , £ 2 8 : § § s У У св OOP У у Р. 1 С ° :	Группировка почв по степени кислотности, рН							g 5 g о “ о 5 g н о у У У О О св ы g В § о о m §	X У и и св У В о У С
		6 о 5^ о *	о S Ч ^ хГ ч S о	40 О 5 о О	1 1Г? (D ¥ cd ч о	1 40 и ^ о 5 ы У _. § У °, Ю н 1У У	1 4О" (D У	PQ
Р Ф	1154913 00	3498 08	23628 89	82202 29	192326 40	179588 02	260892 12	103994 92	846130 72	301655 67
Р Б	3669100	605	22793	17990 4	666657	609063	865529	64799	240935 0	869959

Авторы в своей работе также отмечают, что ведущим фактором загрязнения окружающей среды в Республике Башкортостан является нефтедобыча[2]. При загрязнении почв нефтью и нефтепродуктами происходят нарушения равновесия в экосистеме вследствие изменения структуры почвенного покрова, геохимических свойств почв, а также токсического действия на живые организмы.

Таблица 3 – Содержание химических элементов в почвах Республики

Башкортостан (мг/кг, среднее по профилю)

Элемент	Северная лесостепь (n=8), M±m	Северо-восточная лесостепь (n=17), M±m	Горнорудный регион Зауралья (n=6), M±m
1	2	3	4
Элементы 1-го класса токсичности
Pb	22±2.3	11±1,3	25±1,7
Hg	0,82±0,08	1,03±0,09	0,07±0,006
Cd	0,42±0,03	0,97±0,07	0,39±0,02
Se	4,9±0,5	6,7±0,5	5,3±0,4
As	20±1,8	±2,8	96±8,7
Zn	42±3,9	±8,9	87±7,8
Элементы 2-го класса токсичности
Sb	0,13±0,01	1,04±0,09	2,83±0,3
Mo	0,51±0,04	0,64±0,04	0,59±0,04
Cu	14±1,2	31±3,4	195±17,8
Co	10±0,9	19±2,4	19±1,6
Ni	42±4,1	67±5,4	61±5,9
Cr	55±5,1	91±8,1	96±8,3
Элементы 3-го класса токсичности
W	2,25±0,21	1,67±0,1	2,66±0,19
Ba	171±14,6	771±68,1	2494±232,1
Sr	76±6,4	84±7,4	182±19,5
Mn	577±47,2	1190±103,4	1283±132,1
V	134±15,1	277±21,1	421±39,2
Sc	26±2,9	34±2,7	35±4,1
Щелочные металлы
Li	394±36,7	414±42,3	61±5,9
K	-	6266±631,1	-
Rb	38±3,2	52±4,6	32±2,8
Cs	3,3±0,29	3,3±0,35	3,6±0,5
Щелочноземельные металлы
Be	2,02±0,2	1,78±0,1	1,22±0,09
Ca	-	8553±85,2	-
Переходные металлы
Ti	4209±362,1	6370±59,1	4446±389
Fe	56546±5446,1	66430±4159,1	84128±888,1
Биофильные элементы
P	1346±123,1	2817±23,1	2510±23
S	19266±1566,1	78553±6455,1	2180±199,1
Неметаллы
B	±	746±64,1	±
Металлы
Na	-	7330±656,1	-
Mg	-	5719±456,5	-
Al	45577±3564,8	47246±4124,1	-
Ga	9±0,7	16±1,3	22±18,9
Ge	0,99±0,08	1,07±0,1	1,58±0,09
Y	17±1,2	16±1,2	17±1,2
Zr	87±8,1	90±7,6	65±5,2
Nb	3,7±0,2	4,4±0,3	4,2±0,39

Pd	0,58±0,04	0,45±0,03	0,34±0,02
Ag	4,9±0,4	19,5±1,3	0,6±0,04
Sn	2,6±0,13	2,0±0,16	2,3±0,19
Te	0,56±0,04	0,60±0,03	0,47±0,03

Среди элементов первого класса токсичности основная нагрузка приходится на свинец, мышьяк и цинк; второго класса – на медь, никель и хром; третьего класса – на барий, марганец и ванадий.

В настоящее время о почвах региона имеется фундаментальная информация по эколого-генетическим характеристикам, антропогенной динамике свойств, технологиям регулирования плодородия, защиты от деградации. На ближайшую перспективу необходимы инновационные технологии воспроизводства плодородия, агроэкологических функций почв, защиты от деградации, соответствующие условиям современных изменяющихся земельных отношений, и организация почвенноэкологического мониторинга.

В условиях возрастания антропогенной нагрузки объективная оценка содержания химических элементов в почвенном покрове, особенно сильно загрязненных, приобретает возрастающую экологическую и социальную значимость [14, 15, 17, 18]. Однако информация об их содержании в почвах некоторых районов Республики Башкортостан практически отсутствует. Поэтому необходимы регулярные режимные наблюдения за источниками поступления различных химических элементов и уровнем их содержания в компонентах окружающей среды: почве, атмосферном воздухе, питьевой воде, и в продуктах питания, а также сопоставление почвенногеохимических карт со сведениями о здоровье и смертности населения. Приращение информации в области геохимии и агроэкологии – актуальная задача как для общей экологии, так и для естественных наук в целом. Особенно важны исследования экологических функций почвенного покрова Стерлитамакского района, который является крупнейшим промышленным и сельскохозяйственным центром Республики Башкортостан. Результаты почвенных исследований всегда востребованы научно-производственной общественностью.