3.2.2. Содержание органического углерода, плотность и реакция среды почвы

Важнейшим показателем состояния городских почв и их пригодности для произрастания зеленых насаждений является плотность почвы, содержание органического углерода и реакция среды (табл. 7, 8).

В таблице 7 приведены характеристики почв в 2011 году.

Как правило, почвы города сильно переуплотнены с поверхности. Оптимальной считается почва с плотностью 0,96–1,15 г/см³. Уплотненными являются почвы школы № 133, сквера им. С. П. Дягилева и сквера им. Р. Землячки. Сильно уплотненными являются почвы парка им. Горького, ул. Старцева, сквера по ул. Чкалова. Плотность почв Черняевского лесопарка равна 1,37 г/см³, однако такая плотность характерна для почв легкого гранулометрического состава, которые преобладают на территории лесопарка.

Таблица 7

Характеристики почв и грунтов, 2011 год

№	Место отбора	Плотность почвы, г/см3	pH		Содержание органического углерода, %
			0-2 см	0-20 см
1	Д/с № 40	0,68±0,05	6,83	6,84		10,33±4,73
2	Школа № 133	1,15±0,25	6,89	7,58		2,64±0,56
3	Бульвар на ул. Крупской	1,02±0,27	7,09	7,42		2,41±0,23
4	Черняевский лесопарк	1,37±0,48	3,86	3,93		2,33±0,59
5	Парк им. Горького	1,26±0,50	5,90	5,37		2,28±0,51
6	Сквер им. С. П. Дягилева	1,20±0,11	7,32	8,03		1,87±0,43
7	Сквер Уральских добровольцев	0,58±0,22	7,78	8,190		7,90±1,68
8	Сквер по ул. Чкалова	1,27±0,02	6,90	6,47		4,40±0,79
9	Сквер им. Р. Землячки	1,20±0,36	4,69	6,13		1,45±0,57
10	Аллея по ул. Дружбы	0,85±0,20	7,29	7,21		3,23±1,00
11	Ул. Старцева	1,29±0,12	7,26	6,06		1,30±0,69
12	Южная дамба	0,89±0,06	6,64	7,82		1,43±0,19

Сильное уплотнение почвы ведет к созданию в корнеобитаемом слое условий, близких к анаэробным, особенно в период продолжительных дождей осенью и весной. В таких условиях сильно затрудняется рост мелких (активных) корней древесных и травянистых растений. Плотность почвы сильно влияет на поглощение влаги, газообмен в почве, развитие корневых систем растений, интенсивность микробиологических процессов. Уплотнение почв сопровождается уменьшением влажности и пористости, увеличением их объемного веса.

Почва с плотность менее 0,96 г/см³ считается рыхлой. В нашем случае это почвы на территории детского сада № 40, аллеи по ул. Дружбы, Южной дамбы и сквера Уральских добровольцев. Низкая плотность верхних слоев почв приводит к недостаточной прочности газонных покрытий и к их разрыву при движении людей и выгуле собак.

Переуплотненность и загрязнение поверхностного слоя обусловливает специфическое развитие корневой системы растений. Они начинают ветвиться не в верхней части профиля, как в естественных условиях, а на глубине 5-10 см [53].

Уплотнение почвы оказывает существенное влияние на величину подвижности тяжелых металлов, которые являются одними из наиболее опасных загрязнителей урбанизированных территорий. Увеличение плотности почвы от 0,6-1,0 г/см³ до 1,3-1,8 г/см³ усиливает подвижность ТМ в несколько раз. Так, процент перехода в вытяжку 1,0 н. HN0₃ возрастает: для свинца с 3,2 до 9,2%; для цинка с 6,6 до 22%; для меди с 9,8 до 22,8% [54].

Величина кислотности корнеобитаемого слоя городских почв колеблется в широких пределах, но преобладают почвы с нейтральной и слабощелочной средой. На территории Черняевского лесопарка отмечена очень сильно кислая реакция среды, на территории Розалии Землячки - среднекислая в слое 0-2 см.

В дерново-подзолистых почвах Пермского края содержание гумуса в среднем от 1,5-2,5 %.Содержание органического углерода в исследуемых почвах и грунтах колеблется в широких пределах. Как правило, количество органического вещества в городских почвах выше, чем в фоновых почвах. На всех исследуемых территориях содержание органического углерода в пределах 2-4,4%, однако на территории детского сада и сквера Уральских добровольцев его содержание оказалось очень высоким, что явно свидетельствует о высоком загрязнении проб органическими веществами: экскременты собак, моча, нефтепродукты и др.; причем растительные остатки из почвы перед анализом были тщательно удалены.

Значения органического углерода в почвах на территории города могут оказаться завышенными также вследствие особенностей его определения методом окисления хромовой смесью. Так, при применении антигололедных реагентов, в почву попадает определенное количество хлора, который окисляется при определении гумуса. При развитии в городских почвах условий анаэробиозиса (при избытке воды, под асфальтовым покрытием, при утечке воды из водопровода, при утечке газа из газопроводов) в почвах появляется значительное количество закисных соединений железа и марганца. Их присутствие, а также наличие в почве остатков строительного мусора, СаСО₃, MgCO₃ приводит к завышенным результатам при определении гумуса в почвах по методу Тюрина.

Завышает данные по содержанию гумуса в почвах и наличие в них экскрементов, содержание которых может достигать 7 кг/м².

Содержание гумуса на условно ненарушенных территориях колеблется от 4,0 до 6,8 % (табл. 8).

Таблица 8

Содержание гумуса и реакция среды почвенной вытяжки, 2010 год

№	Место отбора	Содержание гумуса, %	Реакция среды
1	Д/с № 40	6,8±0,3	5,529±0,001
2	Школа № 133	4,8±0,6	6,951±0,003
3	Бульвар ул. Крупской	5,3±1,3	6,41±0,03
4	Черняевский лесопарк	4,0±1,4	4,463±0,003
5	Парк им. Горького	4,8±0,3	5,507±0,001
6	Сквер им. С. П. Дягилева	6,1±1,8	5,642±0,002

Самое низкое содержание гумуса было определено на территории Черняевского лесопарка, где почва песчаная, легкого гранулометрического состава. В остальных пробах содержание гумуса высокое, это объясняется отчасти тем, что все исследуемые почвенные территории покрыты листьями и растительными остатками, процессы гумификации идут интенсивнее, чем в почвах, с которых регулярно убирают растительные остатки.

Проба почвы с территории Черняевского лесопарка относится к категории сильно кислых почв. К категории слабокислых почв относятся пробы почвы с территории парка им. Горького, детского сада № 40, сквера им. С. П. Дягилева, почвы школы № 133 и бульвара по улице Крупская относятся к категории почв, близких к нейтральным. Проба почвы с территории Черняевского лесопарка относится к категории сильно кислых почв. На территории Черняевского лесопарка – хвойные леса, чем обусловлена кислая реакция среды.

Величина кислотности корнеобитаемого слоя городских почв, отобранных в мае 2012 года, также колеблется в широких пределах, но отмечено преобладание почв с кислой, нейтральной и слабощелочной средой (табл. 9).

Таблица 9

Реакция среды почвенной вытяжки, май, 2012 год

№	Место отбора	Реакция среды почвенной вытяжки
		0-2 см	0-20 см
1	Д/с № 40	6,84	6,87
2	Школа № 133	6,41	7,52
3	Бульвар на ул. Крупской	6,50	6,95
4	Черняевский лесопарк	4,42	4,52
5	Парк им. Горького	5,82	5,66
6	Сквер им. С. П. Дягилева	6,42	7,67
7	Сквер Уральских добровольцев	5,82	6,16
8	Сквер по ул. Чкалова	6,84	6,57
9	Сквер им. Р. Землячки	6,47	6,13
10	Аллея по ул. Дружбы	6,59	7,21
11	Ул. Старцева	6,49	6,02
12	Южная дамба	6,77	7,82

На территории Черняевского лесопарка отмечена очень сильно кислая реакция среды, на территории Розалии Землячки - среднекислая. Кислая реакция среды отмечена также на территории парка им. Горького, сквера Уральских добровольцев и на улице Старцева.

Сравнивая полученные значения с данными предыдущего года, можно отметить подщелачивание почвы, произошедшее на всех территориях, кроме территории Черняевского лесопарка и парка им. Горького. Прак­тически повсеместно наблюдается постепенное уменьше­ние величины рН с глубиной.

Высокую щелочность городских почв можно связать с высвобождением кальция под действием кислотных осадков из различных обломков, строительного мусора, цемента, кирпича и пр., имеющих щелочную среду, а также с попаданием в почву через поверхностный сток и дренажные воды хлоридов кальция и натрия, а также других солей, которыми посыпают тротуары и дороги зимой [15, 17, 44].

Как известно, повышение кислотности до значений близких к нейтральным, благоприятствует росту боль­шинства растений и способствует росту активности микроорганизмов, а также связыванию некоторых рас­творимых соединений тяжелых металлов. Однако даль­нейшее подщелачивание может привести к образова­нию труднорастворимых форм некоторых элементов пи­тания и микроэлементов, а, начиная со значений рН 8-9, делает почву непригодной для роста растений.

Очень кислые и очень щелочные почвы неблагоприятны для большинства растений и микроорганизмов, они обладают плохими физическими свойствами, органическое вещество в них не закрепляется, почвы обеднены питательными веществами [53].