Наибольшее содержание подвижных форм Cu, Zn и Pb обнаружено в почвах урбофитоценозов (тип почвы – урбанозем). Высоким содержанием подвижного Fe характеризуются почвы хвойных фитоценозов (тип почвы – дерново-подзолистая), а Cd – почвы лугового фитоценоза в Зеленодольском районе (тип почвы – светло-серая лесная). Наибольшим содержанием K в почве отличаются почвы широколиственного фитоценоза (тип почвы – светло-серая лесная, дерново-подзолистая смытая), а Ca – почвы площадок луговых фитоценозов (тип почвы – светло-серая лесная). Наименьшее содержание Cu обнаружено в почвах луговых (тип почвы – светло-серая лесная) и лесных (тип почвы – дерново-подзолистая) фитоценозов в Зеленодольском районе, Fe, Zn, Pb – в почве луговых фитоценозов (тип почвы – светло-серая лесная). В почве хвойных лесов Cd обнаружен не был. Наименьшее содержание K и Ca обнаружено в почве прогалины в хвойном лесу (тип почвы – дерново-подзолистая).
Сравнение значений содержания подвижных форм металлов в почве со шкалой, предложенной А.И. Обуховым (1992) указывает на то, что исследуемые участки отличаются «низким» содержанием доступных форм Cu (<0.2 мг/кг). Содержание подвижных форм Zn в почве большей части пробных площадок характеризуется как «очень низкое» (<1 мг/кг) и «низкое» (1-2 мг/кг). «Высокая» (1.5-5 мг/кг) концентрация подвижного Pb свойственна урбаноземам и светло-серой лесной почве в Зеленодольском районе. В светло-серых лесных почвах луговых фитоценозов в Зеленодольском районе обнаружено «слабое загрязнение» (0.5-1 мг/кг) подвижными формами Cd.
Для выявления взаимосвязи между валовой и подвижной формами элементов в почвах были рассчитаны коэффициенты корреляции (табл.3). Высокая положительная корреляционная связь обнаружена для содержания валовой и подвижной форм Cd, для Fe она отрицательная. Известно, что Fe с легкостью формирует нерастворимые гидроксиды, что делает его недоступным для растений (Halvorsan, Lindsay, 1972; Cline et al., 1982). Следовательно, повышенное содержание в почве прочно связанного железа в составе оксидов снижает содержание его подвижных форм в почве.
Таблица 3
Коэффициенты корреляции (rS) между содержанием валовых (в) и подвижных (п) форм элементов в почвах (n=15)
Cuв
Feв
Znв
Pbв
Cdв
Cuп
0.23
0.08
0.14
0.52
0.24
Feп
-0.76
-0.89
-0.68
-0.22
-0.47
Znп
0.08
-0.23
0.38
0.59
0.49
Pbп
-0.13
-0.47
-0.07
0.25
-0.06
Cdп
0.51
0.38
0.78
0.65
0.84
Примечание. Выделенные жирным шрифтом коэффициенты корреляции значимы при р<0.05.
При корреляционном анализе данных по содержанию подвижных форм металлов в почвах и по ее кислотности обнаружили отрицательную корреляцию между величиной рН и содержанием Fe (rS=-0.63). В кислых почвах создаются благоприятные условия для восстановления Fe3+ до Fe2+, что способствует повышению растворимости соединений железа (Битюцкий, 2005). Известно также, что дефицит Fe часто существует в почвах с высокими значениями рН, наличием карбонатов, низким содержанием органического вещества и в песчаных почвах (Lindsay, Schwab, 1982). Не было обнаружено зависимости между содержанием подвижных форм Pb и Cd и кислотностью почвы.
Обнаружена значимая (р<0.05) отрицательная зависимость между содержанием в почве гумуса и содержанием подвижных форм Fe (rS=-0.84) и Pb (rS=-0.66). Известно, что Pb и Cd в гумусированных горизонтах почвы аккумулируются в составе органического вещества (Водяницкий, 2008). Следовательно, содержание органического вещества в почве для Fe и Pb является в большей степени определяющим фактором их подвижности, чем рН.
Долю доступных для поглощения растениями микроэлементов в почве определяли как процентное содержание подвижных форм элементов от содержания их валовых форм. Расположение элементов по доступности соответствовало ряду (%): Cd (47.2) >> Pb (19.4) = Zn (19.3) > Cu (3.8) Fe (3.0). Установлено, что максимальная доступность в исследованных почвах характерна для Cd, минимальная – для Fe. Предыдущими исследованиями почв Татарстана (Иванов и др., 1994; Григорьян и др., 1994) было также выявлено повышенное содержание в них кадмия, что является природной геохимической особенностью региона.
3.2. Содержание биофильных элементов и тяжелых металлов в дикорастущих растениях
3.2.1. Фоновое содержание биофильных элементов и тяжелых металлов в дикорастущих растениях РТ
Содержание биофильных элементов и тяжелых металлов в растениях отражает биогеохимическую ситуацию республики. В таблице 4 приведены данные по содержанию исследуемых металлов в растениях, произраставших на различных типах почв.
Таблица 4
Содержание биофильных элементов и тяжелых металлов в растениях, произраставших на различных типах почв, мг/кг сухого веса
Как следует из полученных результатов, наибольшим содержанием Cu и Fe отличаются растения на дерново-карбонатной типичной почве в Бугульминском районе, Zn – растения на дерново-подзолистой почве в Зеленодольском районе, Pb и Cd – растения на светло-серой лесной почве в Зеленодольском районе, K – растения на дерново-подзолистой смытой в Пестречинском районе, а Ca – растения на урбаноземах в Казани.
Расчет критерия Краскела-Уоллиса указывает на значимость различий по содержанию всех элементов между растениями, произраставших на разных типах почв (р<0.00001).
В таблице 5 приведены значения выборочного среднего и медианные значения содержания изученных металлов в дикорастущих растениях.
