лесостепях на открытых южных склонах встречаются кустарниковые заросли. Степная растительность представлена следующими основными растительными ассоциациями: разнотравно-разнозлаковая, разнозлаково-разнотравная с острецом. Отличаются друг от друга указанные ассоциации количественным соотношением типичных представителей. Разнозлаково-разнотравная группа отличается чрезвычайной пестротой своего ботанического состава. На территории республики имеются орошаемые луга, в травостое которых преобладают люцерна хмелевидная, костер безостый и др.
По долинам рек и частично на пониженных участках расположены луга, где наряду с луговой встречается болотная и остепненная растительность – люцерно-злаковая герань луговая, а на засоленных почвах – бобово-ячменная с клевером ползучим, мятлик луговой, кострец прямой, люцерна, клевер, пикульник, полевица монгольская, одуванчик лекарственный. Заболоченные участки долин покрыты осокой различных видов, пушицей, лапчаткой гусиной и бесстебельной.
И.И. Жарников (1973), С.Н. Балдаев, Г.У. Базаров (1978), исследуя содержание микроэлементов в степной и луговой растительности, нашли, что травостой степных территорий отличается низким содержанием цинка, меди, кобальта и несколько повышенным – молибдена и марганца (табл. 3).
Таблица 3
Содержание микроэлементов в пастбищной растительности, мг/кг сухого вещества (Жарников И. И. и др., 1973)
| Тип пастбища | Район | Mn | Zn | Cu | Mo | Co |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Вострецовое среднестепное | Джидинский | 70,0 | 30,5 | 3,5 | 1,2 | 0,085 |
| Селенгинский | 30,0 | 19,0 | 2,7 | 0,4 | 0,15 | |
| Мухоршибирский | 60,0 | 25,5 | 2,5 | 0,8 | 0,16 | |
| Хоринский | 29,0 | 15,3 | 2,5 | 0,7 | 0,1 | |
| Бичурский | 45,7 | 18,8 | 3,8 | 1,0 | 0,14 | |
| Полынное сухостепное | Джидинский | 42,5 | 13,2 | 0,9 | 0,8 | 0,12 |
| Селенгинский | 30,0 | 14,5 | 2,25 | 0,5 | 0,2 | |
| Мухоршибирский | 15,0 | 8,2 | 1,8 | 1,2 | 0,15 | |
| Хоринский | 27,0 | 8,7 | 1,8 | 1,8 | 0,15 | |
| Лугово- степное* | Селенгинский | 197,2 | 38,1 | 6,56 | 1,2 | 0,15 |
| Хоринский | 26,1 | 1,4 | 3,45 | 1,2 | 0,06 | |
| Кударинский | 39,8 | 23,5 | 9,43 | 2,3 | 0,08 | |
| Низинные луга* | Селенгинский | 113,0 | 38,6 | 7,89 | 4,8 | 0,16 |
| Кударинский | 71,6 | 39,0 | 23,38 | 1,9 | 0,07 |
Примечание.* Балдаев, Базаров, 1978
В Забайкалье наблюдают два максимума в накоплении биологической массы: первый – в середине июля, второй – в конце лета – начале осени. Например, в ветоши, по данным И.И. Жарникова и др. (1973), сохраняется значительное количество микроэлементов, хотя и меньшее, чем в летнем травостое (табл. 4).
Исключением является молибден, содержание которого в 2 раза выше, чем в растениях летнего периода.
Таблица 4
Микроэлементы в летнем травостое, мг/кг (Жарников И. И. и др., 1973)
| Травостой | Mn | Zn | Cu | Mo | Co |
|---|---|---|---|---|---|
| Летний | 66,0 | 30,3 | 6,1 | 2,7 | 0,13 |
| Зимой (ветошь) | 28,9 | 18,1 | 3,1 | 5,3 | 0,08 |
Таким образом, растительный покров возвращает в почву повышенное количество биогенно накопленного марганца и молибдена, мало – цинка, меди, кобальта.
Растения содержат разное количество микроэлементов в зависимости от их видового состава, фазы развития, погодных условий. Из-за низкой продукционной способности естественных угодий и малого содержания в растениях некоторых микроэлементов в процессе почвообразования не происходит значительного поступления в почву элементов-биофиллов, таких как медь и кобальт.
Относительно сезонной динамики содержания йода в растениях имеется значительное количество данных. В исследованиях разных авторов выявляются различные зависимости накопления йода в растениях в течение их вегетации: 1) повышенное содержание йода в растениях в середине вегетации (фазы бутонизации, колошения, цветения) и пониженное в начале и конце (Сазонов Н.Н., 1972; Калмет Р.Я., 1975); 2) повышенное содержание йода в начале вегетации и сниженное в середине и конце (Aderman Q., Jones D., 1967; Chamberlain, 1966); 3) повышенное содержание йода в конце вегетации (Коверга Л.В., Котышева Н.Г., 1964); 4) равномерное содержание йода в растениях в течение вегетации (Kamimae H., 1982).
1.1.4. Содержание йода в почвах
Йод входит в состав тироксина – гормона щитовидной железы, являющегося жизненно необходимым в качестве регулятора
роста организма и регулятора скорости процессов обмена веществ. В земной коре содержится 0,00004% йода (Виноградов А.П., 1957). Соединениям йода характерна высокая растворимость в воде, кислотный характер, способность легко окисляться, летучесть в элементарном состоянии. Обеднению биосферы йодом способствует горный рельеф, создающий условия для выноса йода атмосферными осадками, высокий уровень грунтовых вод и большое количество осадков. На кислых горных породах развиваются почвы, обедненные йодом, на основных горных породах – обогащенные. Удаленность от морей – один из факторов, обусловливающих дефицит йода в биосфере. Основным источником йода почвы является йод атмосферы.
В почвах количество йода колеблется от 0,1 до 40 мг/кг почвы, в среднем около 5 мг/кг, то есть в 20 раз больше, чем в земной коре. Чем богаче почва органическим веществом, тем больше в ней обнаруживается йода. Почвы черноземные, торфянистые богаты этим элементом, а йодом – дерново-подзолистые; серые лесные почвы, в особенности супесчаные и песчаные, бедны. Территория Забайкалья характеризуется дефицитом йода в почве, кормах (Сеничкина М.Г., Абашеева Н.Е., 1986).
Йод в почвах находится в водорастворимых соединениях, хорошо усваиваемых растениями, и в форме соединений, не растворимых в воде, но растворимых в кислотах и щелочах. Ю.Г. Покатиловым (1983) в биосфере Баргузинской котловины Бурятской АССР отмечено наибольшее количество валового йода в луговокаштановой почве, наименьшее – в дерново-лесной. Почвы Баргузинской котловины слабо обеспечены валовым и подвижным йодом. По профилю почвы йод распределяется в соответствии с содержанием гумуса. В процессе почвообразования происходит аккумуляция йода в гумусовом горизонте, где он связывается с органическим веществом. С течением времени устанавливается состояние динамического равновесия между атмосферой и почвой, при котором поступление йода в почву компенсируется обратным процессом и выносом элемента с поверхностным и грунтовым стоком. Водорастворимый и кислотощелочерастворимый йод обнаруживается по всему профилю почв, а уровень его содержания зависит от количества гумуса. На распределение кислотощелочерастворимого йода оказывает влияние рН почвенного раствора, с уменьшением значе-
ния которого подвижность этой формы йода возрастает. Основное и наиболее существенное количество йода в почве представлено труднодоступной формой. Почвы с более тяжелым гранулометрическим составом содержат больше йода, чем легкие. Почвы ложбин и пойм накапливают больше йода по сравнению с почвами равнинных форм рельефа. Содержание йода в верхних горизонтах почв сильно варьирует.
В почвах с низким содержанием гумуса корреляционная связь йода с ним ослабевает, так как в силу вступают следующие факторы: рН-среды, тонкодисперсные фракции. Количество йода в почвах находится в тесной связи с их механическим составом. В зависимости от механического состава по накоплению йода почвы располагаются в следующий ряд: глинистые, тяжелосуглинистые, суглинистые, легкосуглинистые, песчаные. В Бурятской АССР в каштановых, черноземных и серых лесных почвах содержание йода колеблется в пределах 0,2–1,0 мг/кг почвы (Ефимов М.В., Кашин В.К., 1975). Почвы считаются обеспеченными йодом при содержании его не ниже 2 мг/кг почвы (Виноградов А.П., 1975; Pauwels B.W., 1961).
По мнению М.В. Ефимова (1967), причинами низкого содержания йода в биосфере Забайкалья являются удаленность от океана, низкое содержание гумуса и легкость гранулометрического состава почв, обусловливающих невысокую степень адсорбции йода, а также интенсивная инсоляция и нагревание почв, способствующие активной сублимации йода с почвенных и водных поверхностей. С увеличением содержания в почве тонкой илистой фракции количество йода в ней повышается. Илистая фракция обогащена многими микроэлементами в сравнении с почвой в целом. На нее приходится от 40 до 80% валового содержания микроэлементов (Зырин Н.Г., 1973). Это обусловлено тем, что в илистой фракции содержится наибольшее количество гумуса, глинистых минералов, обладающих хорошо развитой поверхностью и большой поглотительной способностью, сильнее фиксируется йод в сравнении с крупными фракциями.
К факторам, определяющим подвижность йода в почве и его доступность растениям, относятся его абсолютное содержание, форма, в которой он присутствует в почве, содержание органического вещества, рН-среды, взаимодействие и соотношение с другими химическими элементами, увлажненность. В.К. Кашин (1987) ука-
зывает, что на почвах с высоким содержанием валового и подвижного йода концентрация его в растениях была в 220 раз выше, чем в растениях, растущих на почвах с низким содержанием йода.
На торфянистых почвах, несмотря на высокое содержание йода, в растения поступает в 3 раза меньше йода, чем на дерновоподзолистых почвах. Это происходит в результате того, что в торфянистых почвах йод прочно связан с органическим веществом в форме йодно-гумусовых комплексов, а в дерново-подзолистой почве йод находится в легко доступном для растений состоянии. Подвижность йода увеличивается с повышением влажности и при кислой реакции почвенного раствора. Щелочная реакция (рН 8,5–9,5) способствует переходу йода в доступные для растений соединения.
Реакция среды почвенного раствора определяет степень подвижности и уровень накопления йода в почвах. В кислых подзолистых почвах отмечается самое низкое содержание йода, так как в них создаются условия для вымывания и улетучивания его. Щелочные почвы обладают свойствами переводить ионы йода в связанное состояние и накапливать его в больших количествах, образуя в некоторых случаях почвенные геохимические аномалии йода с концентрациями 80–300 мг/кг.
Аномально высокие концентрации йода наблюдаются в щелочных солончаковых породах в Азербайджане и Барабинской степи в Западной Сибири (Зеленова А.И., 1954; Аничкина А.П., 1975). Содержание йода в почвах достигает 80–340 мг/кг. Такие высокие концентрации йода характерны для солончаковых почв. В почвах остальных типов этих же регионов йод содержится в пределах средних концентраций для соответствующих типов почв. Причина высокого йодного уровня заключается в своеобразии солончаковых пород и условий их образования. Изучая поведение иодидов при испарении растворов с различной рН-среды, Б.П. Виноградов и И.А. Лапп (1971) отмечают, что в щелочной и сильнощелочной средах наблюдается увеличение концентрации йода по мере испарения воды из раствора. Б.Я. Розен (1970) установил увеличение накопления йода и брома в водных растворах, содержащих хлориды и сульфаты, при повышении концентрации солей. То же самое наблюдается в естественных условиях в соленых озерах, морских водах и крепких подземных рассолах: при увеличении минерализации воды содержание йода в них повышается. Щелочные условия среды, обилие
легкорастворимых солей в почвах и залегающих под ними грунтовых вод, преобладание испарения над выпадением осадков в летнее время являются причинами формирования и содержания йода в солончаковых почвах.
Среднее содержание йода в почвах земного шара составляет 5 мг/кг при колебаниях в диапазоне 0,5–50 мг/кг (Fellenberg P., 1924; Whitehead D.C., 1973).
Из атмосферы йод поступает в почву с атмосферными осадками и сухим осаждением. Ф.А. Тихомиров (1983) отмечает, что при выпадении дождей, от 60 до 90% содержащегося в дождевой воде йода не задерживается растениями и поступает непосредственно на почву. Сухое осаждение йода на почву происходит ранней весной и поздней осенью, когда почва лишена растительности. В летнее время в условиях плотно сомкнутого растительного покрова основная часть йода в составе сухих выпадений задерживается земной биомассой и не достигает поверхности почвы.
Почвы приморских районов богаче йодом, чем почвы тех же типов, расположенные в глубине материка. Концентрации йода в различных типах почв данного региона существенно различаются. В глубине континентов отмечаются различные уровни содержания йода в почвах. Большая разница в концентрациях йода, достигающая нескольких десятков раз, наблюдается между кислыми дерново-подзолистыми почвами и торфянистыми. Такие различия в содержании йода в разных типах почв приморских и внутриконтинентальных районов обусловлены их генетическими свойствами и количеством органического вещества, которое определяет емкость и прочность поглощения почв по отношению к этому элементу.
В процессе почвообразования происходит аккумуляция йода в гумусовом горизонте, где он связывается органическим веществом. С течением времени устанавливается состояние динамического равновесия между атмосферой и почвой, при котором поступление йода в почву компенсируется обратным процессом и выносом элемента с поверхностным и грунтовым стоком.
Дерново-подзолистая почва имеет слабокислую реакцию среды в дерновом горизонте – рН=6,0 и сильнокислую в нижних горизонтах – рН=2,8. В дерновом горизонте отмечается наибольшее содержание гумуса – 5,1%. Содержание валового йода в профиле почвы колеблется от 0,16 до 0,76 мг/кг. В верхнем горизонте содержа-
