Экологический проект Антропогенное воздействие на почву и методы рекультивации земель
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 179 КБ |
МОУ «Илек – Пеньковская средняя общеобразовательная школа»
Экологический проект
Раздел агроэкология
«Антропогенное воздействие на почву и методы рекультивации земель»
Руководитель проекта:
Шинкарёва Валентина Ивановна –
учитель биологии МОУ « Илёк-Пеньковская СОШ»
Выполнил:
Учащаяся 10 класса
МОУ «Илёк-Пеньковская
средняя общеобразовательная школа»
Краснояружского района
Белгородской области
Федоренко Анна
2012 год
Содержание
Введение
Актуальность проблемы.
Цели и задачи.
Список использованной литературы
Литературный обзор
В В Е Д Е Н И Е
Земля – наша кормилица. Человек живёт и трудится на ней, делит с ней радость и горе.
Жизнь человечества неразрывно связана с землёй, почвой. Ведь только на земле могут развиваться растения, которые дают людям продукты питания, корм для животных, сырьё для промышленности. Веками, тысячелетиями создавалось это величайшее природное богатство, и пользоваться им нужно разумно.
Земля – не только покорная нашим капризам кормилица, она ещё и место нашего расселения, отдыха, источник нашего вдохновения, воспитания, познания мира. Представьте себе поэта или учёного, который никогда не слышал, как поют птицы и журчат ручьи, не видел, как первый росток проламывает корку земли, не любовался красотой цветка и не замирал, восхищённый вызолотившим сосновый лес закатным солнцем.
Невозможно представить, да и не выйдет из такого человека ни учёного, ни поэта. Ибо матерью удивления и любопытства, пробуждающих в нас творческое начало, является природа. Она есть, говоря словами поэта, «тайник Вселенной» – кладезь неизвестного, источник силы успокаивающей и оздоровляющей наш дух.
С древних времён люди, как только начали обрабатывать землю, оно выбирали наиболее подходящие участки. Тогда было из чего выбирать. Наблюдения за живой природой подсказали им, что лучше всего занимать под поля земли, богатые влагой, ровные, с толстым слоем плодородной почвы, изобилием перегноя и другими питательными веществами.
В настоящее время почва всё больше нуждается в охране. На нынешнем уровне механизации сельского хозяйства машины и сельхозорудия проходят по полям до 25 раз в течение года, распыляя почву и нарушая её структуру. Именно в этом один из ответов на вопрос, почему лишь за последние столетия эрозия почвы вывела из сельскохозяйственного оборота 20 миллионов км2 земли, т.е. площадь равную территории России. Это составляет 15% всей поверхности суши или 28% обрабатываемых земель.
Государства тратят миллиарды на борьбу с эрозией, но она продолжает своё губительное наступление.
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
Умные люди и в далёкой древности знали, что счастлив тот народ, у которого поля присмотрены наилучшим образом, а самое лучшее то государство, которое способно получать наибольшую прибыль от своих земель. И ни с чем не сравнится значимость земли и крестьянства не только для прибавки хлеба насущного, а главное в том, что крестьянин, как никто другой, лелея почвы и леса, спасает жизнь, спасает природу.
На территории Краснояружского района большая часть почв представлена типичными, выщелоченными чернозёмами и оподзоленными с суглинистым основанием. Это плодородные почвы, содержащие большое количество гумуса.
На территории района расположены осадочные горные породы, кроме того, 70% территории со склоном до 30, а 30% - со склонами более 30, и в связи с этим и с климатическими, и с геологическими условиями, наши почвы легко поддаются размыву водой, появилась густая сеть оврагов, балок, речных долин.
Помимо этого бездумная, повсеместная шаблонная вспашка отвальным плугом и обработка дисковыми лущильником привели зернистую структуру наших почв в распыл, в пылеобразную сыпучую массу, ставшую лёгкой добычей водной и ветровой эрозии. В связи с этим возникла проблема защиты плодородного почвенного покрова от разрушительного действия водной и ветровой эрозии.
Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности.
Одним из видов антропогенного воздействия является загрязнение пестицидами и промышленными выбросами. Вследствие отравления почв развиваются тенденции изменения состава и свойств почвенных микробиоценозов: наблюдается обеднение состава почвы.
Цель проекта:
Изучить антропогенное воздействие на почву, выяснить причины загрязнения её и разработать методы рекультивации земель.
Задачи проекта:
4. Провести агрохимическое исследование почв:
а) изучить влияние на растения засолённости почв;
б) загрязнение почвы или внесение в неё избыточного количества минеральных солей;
5. Разработать рекомендации по улучшению состояния почв.
1.1. ПОНЯТИЕ О ПОЧВЕ.
Почва – это тонкий поверхностный слой земной коры, обладающий плодородием – так звучит современное определение почвы в школьных учебниках географии. Но такое ли определение почвы давал ей основатель науки почвоведения В.В. Докучаев? По В.В. Докучаеву, почва – это образование на поверхности земной коры, всегда более или менее окрашенные гумусом, имеющее собственное происхождение и являющееся результатом совокупной деятельности материнской горной породы, живых и отживших организмов, климата, возраста страны и рельефа местности.
В.В. Докучаев не вводил в определение почвы её плодородие, не ставя под сомнение то факт, что почва обладает плодородием, как способностью обеспечить рост и развитие растений. Почва с древних пор используется для производства сельхозпродукции, что приводит к введению в само понятие тех свойств почвы, которые наиболее важны для человека, т.е. плодородие.
1.2. ПОЧВООБРАЗУЮЩИЕ ФАКТОРЫ
В.В. Докучаев установил 5 фактов почвообразования: почвообразующие породы, растительные и природные организмы, климат и время.
2. Наиболее распространёнными почвообразующими породами на территории Краснояружского района и села Илёк-Пеньковки являются лессовидные суглинки и глины, лессы, аллювиальные и аллювиально-делювиальные отложения.
Лессы – это жёлто-бурые пылевые суглинки, они обладают благоприятными свойствами; на них сформировались наиболее плодородные почвы – чернозёмы. Аллювиально-делювиальные отложения распространены по днищам балок. Так на днище балки, расположенной в районе Новой деревни находится дерновая намытая почва, имеющая два гумусовых горизонта, первый – современный – на глубине от 3 до 80 см, второй – погребённый – на глубине от 172 до 195 см.
3. Рельеф Краснояружского района был сформирован в ледниковый период, в результате чего имеет много балок. Типичными формами рельефа на территории района являются речные системы реки Илёк. Грунтовые воды залегают на глубинах от 10 до 25 м, т.е. они не будут оказывать значительного влияния на формирование почв.
1.3. ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС
Горная порода превращается в почву в результате двух одновременно протекающих процессов – выветривание и почвообразование. Но термин выветривание является неудачным, т.к. часто ассоциируется с деятельность ветра, поэтому в научной литературе используют термин гипергенез. В результате выветривание приводит к качественным изменениям в слоях почвы.
1.4 Проблемы деградации земель
1.4.1 Эрозия почвы
В настоящее время от 40 до 60 % поливных земель мира подвержено засолению. Для восстановления их плодородия приходится проводить дорогостоящие и сложные работы по промывке почв и отводу с полей соляных растворов. Большие площади на земном шаре занимают различного типа переувлажненные земли. Их хозяйственное использование требует проведения осушительных мероприятий. Общая площадь осушенных сельскохозяйственных угодий на земном шаре составляет 250 млн. га. Следует сказать, что эрозия - естественный процесс, происходящий и в девственной природе. Однако, в таких условиях он развивается как правило, медленно, смыв почв компенсируется их нарастанием в результате почвообразования. Под влиянием хозяйственной деятельности человека возникает ускоренная эрозия, которая протекает в десятки и сотни раз быстрее, чем в девственной природе. Развитию ускоренной эрозии способствует и определенный комплекс природных условий: наличие участков со значительными уклонами земной поверхности, а также длинных склонов, пород, легко поддающихся размыву ( лесов, лессовидных суглинков). ). В результате развития эрозии не только снижается плодородие земель. Но часть из них просто утрачивается в связи с ростом оврагов, понижается уровень грунтовых вод, мелеют реки, затапливаются водохранилища, уменьшается продуктивность естественных лугов , происходит в целом иссушение территорий.
В засушливых районах нашей страны в сельском хозяйстве происходит ветровая эрозия, также приводящая к разрушению почв, сокращению мощности гумусового горизонта. Как видно, различным видам эрозия в той или иной степени подвержены почвы всех землевладельческих зон страны. Поэтому в нашей стране повсеместно все земельные системы землевладения имеют почвозащитный характер. Борьба с водной эрозией сводится к сокращению поверхностного стока за счёт увеличения просачивания вод в почвогрунты. Достигается это агротехническими, лесотехническими и гидротехническими методами. К агротехническим методам относится обработка почв и посевов сельскохозяйственных культур поперек склона (по горизонталям), увеличением различными приёмами водопоглащающей способности почв путём рыхления, создания неровностей на их поверхности, глубокая вспашка, снегозадержание и регулирование снеготаяния, удобрение и известкование почв. Кроме того, на полях, повреждённых эрозией, проводят специальные севообороты, а также эти земли отводят под залужение и облысение. На возвышенных и горных территориях важный агротехнический приём – террасирование склонов, создание на крутых склонах каскада плоских поверхностей, на которых размещаются поля, сады и виноградники. В районах развития линейной эрозии применяются различные гидротехнические сооружения, предназначенные для распыления концентрированного поверхностного стока. Для этих целей создают различные валики, канавы и т.д. В засушливых районах (Зауралье, Западная Сибирь и др.) для борьбы с ветровой эрозией применяется безотвальная обработка (рыхление без оборачивания пласта) почвы и сохранение жнивья (нижних частей стеблей зерновых культур, оставшихся на корню после уборки урожая), а также использование культиваторов (орудий для рыхления почвы и специальных сеялок).
Белгородская область расположена на Среднерусской возвышенности и представляет собой возвышенную равнину, приподнятую в северной части и имеющую слабовыраженные уклоны на запад-юго-запад и восток-юго-восток (рис1.). Рельеф территории области сложился после последнего оледенения. Потоки воды таявших ледников на неровной всхолмленной местности образовали сеть крупных ложбин – балок. Массовое освоение целинных земель способствовала появлению оврага, поэтому возраст их в основном не превышает 200-250 лет (Почвенно-агрохимические основы…, 1991 год).
На (рис. 2) представлена схема почвенно-эрозионного районирования Белгородской области (по Ахтырцеву, Соловиченко, 1984 г.).
На территории области выделено 5 почвенно-эрозионных районов.
Проблема эродированности почвенного покрова стоит для Белгородской области особенно остро, даже по сравнению с её соседями по Центрально-Чернозёмному району. Эродированных земель в Белгородской области в 1.6-1.8 раза больше, чем в Воронежской и Курской областях, и в 3.3-4.6 раза больше, чем в Липецкой и Тамбовской областях. Распространение эродированных почв по районам Белгородской области отличается неоднородностью: наиболее пострадали от эрозии почв восточных и юго-восточных районов (рис.2).
Как известно, интенсивность эрозионных процессов определяется совокупным влиянием природных (климат, рельеф, почвы, подстилающие породы, растительный покров) и социально-экономических (способы обработки и использование земель, организация территории, насыщение пропашными культурами севооборотов) факторов.
В белгородской области эрозии способствуют ливневый характер осадков, расчленённость рельефа, рыхлый состав пород, малая облесённость,
Высокая распаханность территории, перенасыщение севооборотов пропашными культурами. Если в 1954 году (период образования области) посевы сахарной свеклы занимали 75 тыс.га, то в настоящее время – свыше 150 тыс.га. Соответственно, площади пропашных культур возросли с 270 до 669 тыс.га.
1.4.2 Влияние водно-солевого режима на почвы.
Большое внимание в нашей стране уделяется водным мелиорациям – осушению и обводнению. Осушение и орошение земель дают возможность значительно увеличить производство сельскохозяйственной продукции, при правильном использовании и хорошем качестве самых мелиоративных работ получить большой экономический эффект. Важное значение для развития животноводства имеет обводнение пастбищ, что позволяет расширить кормовую базу и улучшить условия содержания скота. Нечерноземная зона России – крупнейший и обширный сельскохозяйственный район, располагающий 52 млн.га сельскохозяйственных земель. На протяжении длительного периода, вплоть до настоящего времени, эта территория отличалась низким уровнем ведения сельского хозяйства, невысокой производительностью. Важная роль в развитии сельского хозяйства Нечерноземья принадлежит мелиорации сельскохозяйственных угодий, а среди них – земли различные по природным особенностям. Все избыточно увлажнённые участки суши подразделяются на болота и заболоченные земли.
Болото – один из обильно увлажнённых участков, имеющий слой торфа не менее 50 см. покрытый специфической растительностью, приспособленной к условиям избытка влаги и недостатка кислорода в субстрате. Этот субстрат состоит из воды на 90-95% и лишь 5-10% его приходится на сухое вещество торфа (менее 30см) или вовсе его лишённые относятся к заболоченным землям. Они отличаются от болотных характером растительности, поскольку корневая система растений проникает в минеральный грунт. Болота и заболоченные земли занимают большие площади в Нечерноземье. Среди них преобладают заболоченные земли: их площадь примерно в два раза превышает площадь болот и составляет 85 млн.га. Болота и заболоченные земли мелиорируемые для сельского хозяйства, прежде всего нуждаются в осушении. В зависимости от причин, вызывающих избыточное увлажнение, осушение осуществляется различными способами и методами. В том случае, если заболачивание земель вызывается застаиванием поверхностных вод, осушение сводится к удалению излишних вод, либо путём усиления стока вод с помощью системы осушительных каналов.
Другой важной проблемой в деле охраны почв является их засоление. Засоление почв может происходить по различным причинам. Одной из причин является полив сельскохозяйственных культур слишком солёной водой. Допустимый предел содержания солей в почвах должен находиться в пределах 0,05% на кг почвы.
Засоленность почв связана с временами года, особенно вблизи проезжих дорог. Для таяния льда на дорогах используют поваренную соль, а при попадании солёного раствора высокой концентрации в почву структура последней сильно изменяется. Весной при повышении температуры в почве происходят ионообменные реакции, результатом которых является сдвиг рН до 7-9. В результате в осадок выпадают многие вещества, необходимые растениям. Чтобы снизить этот эффект, наряду с уменьшением количества соли, используемой для посыпки дорог, целесообразно использовать удобрения, содержащие ионы калия и магния, чтобы коллоидные частицы присоединяли катионы, с трудом вступающие в обмен. При этих условиях, если в почву и будет поступать солёная вода с ионами Nа+, то последние вскоре будут вымываться снеговой и дождевой водой.
Засоленность почв связана с временами года, особенно вблизи проезжих дорог. Для таяния льда на дорогах используют поваренную соль, а при попадании солёного раствора высокой концентрации в почву структура последней сильно изменяется. Весной при повышении температуры в почве происходят ионообменные реакции, результатом которых является сдвиг рН до 7-9. В результате в осадок выпадают многие вещества, необходимые растениям. Чтобы снизить этот эффект, наряду с уменьшением количества соли, используемой для посыпки дорог, целесообразно использовать удобрения, содержащие ионы калия и магния, чтобы коллоидные частицы присоединяли катионы, с трудом вступающие в обмен. При этих условиях, если в почву и будет поступать солёная вода с ионами Nа+, то последние вскоре будут вымываться снеговой и дождевой водой.
1.4.3 Кислотные загрязнения и их химические последствия для почвы.
Наряду с засолением почв в результате образования сырого гумуса большой ущерб почвам наносят антропогенные кислотные загрязнения. Кислотные дожди возникают в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количеств окислов серы, азота, углерода. Эти окислы, поступая в атмосферу, переносятся на большие расстояния, взаимодействуют с водой и возвращаются в растворы смеси сернистой, серной, азотной, азотистой и угольной кислот, которые выпадают в виде «кислых дождей» на сушу, взаимодействуя с растениями, почвами, водами. Главными источниками поступления в атмосферу окислов является сжигание сланцев, нефти, углей, газа в индустрии, сельском хозяйстве и в быту.
В течение десятилетий кислотные загрязнения действуют на буферную ёмкость почвы. В отношении многих почв отмечается вымывание ионов, важных для питания растений. Попадающие в почву протоны замещают катионы, связанные с частицами почвы, и в результате эти катионы мигрируют в глубинные слои, становясь недоступными для корней растения. Поэтому, даже если рН почвы остаётся постоянным, плодородие почвы падает.
Изменение рН почвы может сказываться на других её свойствах. Например, снижение рН препятствует развитию микроорганизмов так же, как это происходит в не созревших гумусовых почвах. Ощутимым результатом разрушения микроорганизмов в почвах является нарушение её нормального дыхания.
Все изменения состава почвы, связанные с увеличением её кислотности, подавляют рост растений. Этот эффект характерен не только для лесных пород, он проявляется также у культурных растений. Опыт показал, что кислотные осадки с рН 3,3 снижают образование стручков бобовых растений на 7%.
1.4.4 Промышленное загрязнение.
Промышленное загрязнение почв идёт в основном через атмосферу путём осаждения паров, аэрозолей, пыли или растворенных примесей с дождём и снегом. Основная доля загрязняющих веществ попадает в воздух из домовых труб заводов и вентиляционных каналов, большая часть их осаждается вблизи предприятий, некоторая часть тяжёлых металлов передвигается далее (до 4 – 8 км). Ливневые потоки размывают и уносят грунт, покрывающий загрязнённые территории.
Таблица 1.
Основные источники загрязнения почвы.
Промышленность и энергетика | Твёрдые промышленные отходы, сточные воды. Выбросы в атмосферу. Радиоактивные отходы.. |
Добыча полезных ископаемых. Транспорт. Сельское хозяйство. Коммунальное хозяйство. | «Пустая» порода в отвалах и хвостохранилищах. Запыление атмосферы. Сточные воды, включая шахтные. Запыление окружающих территорий. Выхлопные газы в атмосфере. Потери при транспортировке руд, горючего, химикатов. Остатки смазочных масел и других нефтепродуктов. Минеральные удобрения. Мелиоранты. Оросительные воды. Стоки и твёрдые отходы животноводческих комплексов. Биоциды. Солёные грунтовые воды. Дымовые газы. Бытовые твёрдые отходы. Бытовые химикаты. |
Значительная часть источников загрязнения почв имеет локальное действие, но ряд загрязнителей действует в региональном или даже глобальном масштабе, особенно при загрязнении через атмосферные выпадения или при использовании, например, минеральных удобрений на больших площадях.
1.4.5 Влияние тяжёлых металлов на развитие растений.
Тяжёлые металлы антропогенного происхождения попадают в почву из воздуха в виде твёрдых или жидких осадков. Лесные массивы, сельскохозяйственные угодия с их развитой контактирующей поверхностью особенно интенсивно задерживают тяжёлые металлы.
У свинца чётко выражена способность к накоплению в почве, т.к. его ионы малоподвижны даже при низких значениях рН. В почвах, богатых фосфатами, свинец может отлагаться в виде малорастворимых фосфатов свинца, в известковых почвах – в виде Рb(NO3)2.
Растения более устойчивы по отношению к свинцу, чем люди и животные, поэтому необходимо тщательно следить за содержанием свинца в продуктах питания растительного происхождения и в фураже. У животных на пастбищах первые признаки отравления наблюдаются при суточной дозе около 50 мг Рb на кг сухого сена. Для людей предельно допустимая концентрация (ПДК), например, при употреблении салата составляет 7,5 мг Рb на кг листьев.
В отличие от свинца кадмий попадает в почву в значительно меньших количествах. Кадмий заносится в почву либо с продуктами сгорания, либо с фосфорсодержащими удобрениями. В кислых почвах с значением рН ниже 6 ионы кадмия весьма подвижны и накопления элемента не наблюдается. Однако, встречаются типы почв, где происходит аккумуляция этого элемента.
Подвижность ионов меди ещё выше, чем подвижность ионов кадмия. Это создаёт благоприятные условия для усвоения меди растениями. Растворимость соединений меди в почве значительно увеличивается при значениях рН менее 5. Хотя медь в следовых концентрациях считается необходимой для жизнедеятельности, у растений токсические эффекты проявляются при содержании 20 мг на кг сухого вещества.
К сравнительно подвижным элементам в почве также относят и цинк, поступление, в почву которого ежегодно достигает 100-2700г на гектар. Особенно загрязнена почва вблизи цинкоперерабатывающих заводов.
Растворимость цинка начинает увеличиваться при значениях рН почвы менее 6, для растений токсический эффект создаётся при содержании цинка около 200 мг на кг сухого вещества. Организм человека достаточно устойчив к цинку и опасность отравления при использовании сельскохозяйственных продуктов, содержащих цинк, невелика. Тем не менее, загрязнение почвы цинком представляет серьёзную экологическую проблему, т.к. при этом страдают многие виды растений.
Многочисленными опытами установлено, что особо токсичными для человека является хром, мышьяк, никель, сера, свинец, молибден, кадмий, ртуть, таллий, повышенные концентрации которых оказывают непосредственное вредное влияние на здоровье людей.
Сразу же после появления и внедрения средств борьбы с сельскохозяйственными вредителями (пестицидов) последние стали попадать в почву. Это было отмечено ещё в начале 40-х годов, когда первый синтетический инсектицид ДДТ был с успехом внедрён для уничтожения малярийного комара. Последствия оказались плачевными. Оказалось, что препарат не разрушается в почве, способен аккумулироваться живыми организмами и находиться в неизменённом виде долгие годы. Применение избыточного количества пестицидов приводит к тому, что каждый человек ежегодно получает вместе с продуктами питания далеко не малые дозы химических веществ, которые отнюдь не являются естественными компонентами пищевых продуктов. Дело в настоящее время доходит до того, что национальность человека можно определить по количеству ДДТ в его жировых тканях (американец с Севера – 12ррm. европеец с Запада – 1-2ррm.).
Менее известен, возможно, тот факт, что остаточные количества пестицидов проникает в глубь почвы и способны нанести ей значительный ущерб, могут влиять на микрофлору почвы и, как следствие этого, на её плодородность.
С речным стоком или почвенными водами пестициды проникают и в соседние экосистемы – пруды, озёра, реки и океаны, они способны концентрироваться в пищевых цепочках.
Устойчивость отдельных представителей важнейших классов пестицидов в почвах можно охарактеризовать следующим рядом уменьшения устойчивости: хлорсодержащие углеводороды – от 2 до 5 лет; производные мочевины. S-триазины – от 2 до 18 месяцев; карбонаты, сложные эфиры фосфорной кислоты – от 2 до 12 недель.
Последствия неумеренного применения пестицидов могут быть самыми непредсказуемыми: на смену одним видам вредных организмов часто приходят другие, которые вырабатывают иммунитет и способны выжить даже после самых эффективных обработок, особенно токсичны инсектиды для плотоядных животных, так как они постепенно концентрируются в организмах по мере продвижения к конечным звеньям пищевых цепей. Инсектиды действуют как кумулятивные яды.
В России используют 125 индивидуальных пестицидов. Гидрометеослужбы определяют остаточные количества только 34 пестицидов, а подразделения агрохимической службы контролирует лишь – 25.
В следствие отравления почв развиваются тенденции изменения состава и свойств почвенных микробиоцинозов, появлением новых форм микроорганизмов, рост численности микроскопических грибов, оказывающих токсическое действие на почву и наносящих вред сельскохозяйственным растениям (Шишов и др., 1987 г.).
1.4.7 Состояние земельных ресурсов Белгородской области.
Земельный фонд области на 1 января 1996 года составляет 2713,4 га.
Высокая степень распаханности, значительная расчленённость рельефа, малая облесенность территории (10%) области, большая насыщенность структуры площадей пропашными культурами, интенсивное развитие промышленности, городов не способствуют пока прекращению негативных процессов на земле, что приводит к уменьшению плодородных земель, нарушению и изменению свойств почв, развитию эрозионных процессов.
Многие хозяйства прекратили вносить органику, сократили внесение минеральных удобрений и средств химической защиты растений, неё занимаются культур техническими, противоэрозионными, лугово-мелиоративными мероприятиями. В результате – значительные территории пахотных земель зарастают сорной растительностью, ежегодно по разным причинам 8 тыс. га пашни пустует. Не приостановлены процессы эрозии, от чего сокращается содержание гумуса в почве.
В области имеется 6,6 тыс. га нарушенных земель, из них 0,9 тыс. га - отработанных, заскладировано – 6,2 млн. м плодородного слоя почв. Однако работы по их рекультивации проводятся в недостаточных объёмах.
Основными видами нарушения земельного и природоохранительного законодательства по области являются: загрязнение земель нефтепродуктами, стоками, радиоактивное, захламление снов земель производственными и бытовыми отходами, металлоломом. В частности, содержание нефтепродуктов в районах нефтебаз (г. Новый Оскол и г. Валуйки) и некоторых предприятий (АООТ «Крахмал» Старооскольского района) в 4-37 раз превышает фоновые концентрации.
Загрязнённые почвы, прилегающие к городским свалкам ТБО. Здесь отмечено увеличение содержания нитратов – до 1,5 ПДК, фосфатов – в 1,4 – 3,7 раза и нефтепродуктов в 1,2 – 7,9 раза выше фоновых значений (г. Белгород, г. Шебекино).
Контроль за загрязнением почв в заповедных участках «Лысые горы», «Ямская степь» и заповеднике «Лес на Ворскле» показал, что содержание тяжёлых металлов (свинец, медь, цинк, марганец) и нитратов не превышает предельно допустимых концентраций.
Обследование сельскохозяйственных угодий на содержание остаточных хлорорганических пестицидов показывает, что средние концентрации суммы ДДТ значительно ниже допустимых значений.
Остаточные количества гербицида трефлана в анализируемых образцах почвы за период 1993-1995 годы не обнаружено, за исключением, когда содержание трефлана составило 0,1 – 0,5 ПДК.
Нарушение земель происходит при промышленном, гражданском и другом строительстве, а также при прокладке нефтегазопроводов и при проведении геологоразведочных работ.
Нарушенные земли характеризуются низкой хозяйственной ценностью и загрязняют окружающую среду вредными токсическими веществами, ухудшают санитарно-гигиенические условия жизни населения, создают неудобства в использовании прилегающих земель.
К нарушенным землям относятся: выемки карьеров, отвалы горных пород, хвостохранилища на Лебединском и Стойленском горно-обогатительных комбинатах, площади, занятые строительством объектов промышленного и гражданского назначения, сельского хозяйства и других отраслей.
Согласно Программе оздоровления экологической обстановки в области на ближайшие три года на охрану и рациональное использование земельных ресурсов области должно быть затрачено около 90 млрд. руб.
На (рис.3) представлена схематическая почвенная карта Белгородской области (по Б.П.Ахтырцеву и В.Д.Соловиченко 1984 г). Всю территорию Белгородской области по характеру почвенного покрова разделяют на три части: 1- западная лесостепная, 2- центральная и восточная лесостепная и 3 –юго-восточная степная.
Среди обыкновенных чернозёмов встречаются пятна солонцовых почв; на днищах балок представлены дерновые намытые почвы.
Оптимальное содержание гумуса для чернозёмов составляет 5-7% (Добровольский, 1989 г). На (рис.4) представлена картограмма содержания гумуса в почвах пашни Белгородской области, заимствованная из книги «Научно обоснованная система земледелия Белгородской области на 1992-95 годы» (1992). Эта картограмма показывает, что в почвах Ракитянского, Краснояружского, Борисовского, Грайворонского, Яковлевского, Белгородского, Шебекинского, Губкинского, Чернянского, Валуйского, Алексеевского и Красненского районов среднее содержание гумуса в почвах пашни ниже границы оптимума.
Значительная часть территории Белгородской области относилась ранее к Среднерусской провинции лесостепных среднегумусных и тучных чернозёмов, т.е. содержание гумуса в почвах составляло 6-9% и более 9%.
Экспериментальная часть
Агрохимические исследования почв.
Для того чтобы от применения удобрений получить наибольший эффект, надо хорошо знать потребности растений в питательных веществах в разные периоды жизни, свойства удобрений и агротехнические свойства почв.
Определение реакции почвенного раствора. Степени засоленности и солонцеватости почв, содержание в ней доступных форм азота, фосфора и калия помогает выяснить возможность выращивания различных культур на том или ином поле, необходимость внесения прямых и косвенных удобрений и позволяет дать рекомендации в дозах их внесения. Для получения достоверных результатов необходимо правильно взять почвенную пробу, соответствующим образом хранить её и готовить к анализу.
Очень важно выбрать наиболее подходящий для анализируемой почвы метод исследования.
Основными почвами Белгородской области являются чернозёмы (мощные, обыкновенные, выщелоченные). Все эти почвы содержат значительное количество азота, фосфора и калия. Однако доступных форм питательных веществ в них не так много. На чернозёмных почвах малодоступны соединения фосфора, основная часть их находится в виде сложных органических веществ.
В большинстве случаев на всех почвах много подвижного калия и потребность в дополнительном снабжении растений калийными солями, как правило, невелика. Доступными формами азота чернозёмы более богаты, чем какие либо другие.
В первую очередь следует проводить анализы на содержание в почве того или иного поля доступных форм азота, фосфора, засоленности почвы. В меньшей мере имеют значения анализы на калий и определение реакции почвенного раствора. На основании анализов составляются соответствующие картограммы (обеспеченности почв азотом, фосфором, калием, кислотности, засоленности и т.д.) и разрабатываются приёмы удобрений.
2.1.2Взятие почвенного образца и подготовка его к анализу.
Почвенные образцы брались в течение 1,5-2 месяцев весной (до внесения удобрений и до посева) и в течение 1,5-2 месяцев осенью сразу же после уборки урожая.
Каждый образец должен характеризовать определённую площадь, однотонную по рельефу, почвенному покрову и хозяйственной истории.
Средний смешанный образец составляется из отдельных почвенных проб. Для взятия почвенной пробы лопаткой делалась прокопка на глубину 20-30 см, и со стенки брали образец, весом 1-2 кг. Пробы брали из разных из различных мест поля, по диагонали на равном расстоянии друг от друга.
Количество проб зависело от размеров участков. Все почвенные пробы ссыпались вместе, перемешивались и из полученной массы брали образец весом 300-500 грамм. Отобранный смешанный образец помещали в мешочек с этикеткой.
На этикетке указывалось:
В таком состоянии почву доставляли в лабораторию, где доводили до воздушно-сухого состояния. Для этого её рассыпали тонким слоем на бумаге, хорошо подсушивали в проветриваемом помещении, свободном от различных газов. Затем из почвы отбирали посторонние примеси, измельчали и просеивали через миллиметровое сито.
Образец готов для анализов.
Оборудование
Лопата, линейка, мешочки для образцов почвы, плотная бумага для смешивания почвы, сито с диаметром отверстий 1 мм, весы, разновесы к ним.
Эксперимент 1.
Определение засоленности почвы
Засоленность почвы связана с наличием в ней водорастворимых солей (углекислых, хлористых, сернокислых). При определении степени засоленности эти соли извлекали водой, доводили до сухого состояния и взвешивали.
Оборудование, посуда
Техника выполнения анализа
Отвешивается 50 г почвы, высыпается в колбочку, наливается в неё 250 мл дистилированной воды, встряхивается в течение 5 мин и отфильтровывается.
Взвешивается пустая фарфоровая чашечка на аналитических весах. В фарфоровую чашечку по частям наливается 200 г фильтра, добиваясь полного выпаривания (на водяной бане). Чашечка с сухим остатком ставится в термостат и при температуре 100 – 1050С просушивается в течение 3-4 часов. Затем чашечка охлаждается и взвешивается на аналитических весах. Затем чашечка снова ставится в термостат на 1 час, после чего охлаждается и взвешивается. Если вес чашечки не совпадает с предыдущим, то высушивание повторялось.
2.2.1 Результаты исследований.
Количество водо-растворимых солей определяем по разности между весом чашечки с остатком солей и пустой чашечки. Это количество солей в 200 мл фильтрата или в 40 г почвы. Для вычисления процента солей в почве (т.е. содержания их в 100 г почвы) найденное количество солей умножается на 2,5.
Процент | Засоленность почвы | Какие культуры можно выращивать |
Меньше 0 0,3 – 0,5 0,6 – 1 Больше 1 Больше 3,7 | Почва нормальная Почва слабо засоленная Почва среднезасоленная Почва сильно засолена Солончаки | Все Все, но большинство из них чувствуют угнетение Все растения чувствуют угнетение, лучше других растёт сахарная свёкла Нормально не растёт ни одно растение Растут только сорняки, приспособленные к солончакам |
2.3.1 Вывод по эксперименту.
Наиболее страшно для растений засоление углекислыми солями, особенно углекислым натрием и калием, очень вредны хлористые соли и менее – сернокислые. Наличие сернокислого кальция в составе водо-растворимых солей несколько снижает вредное действие других солей. Углекислые соли примерно в три раза вреднее хлористых и в десять раз – сернокислых.
Очень чувствительны к засоленности почвы плодовые культуры, особенно яблоня. Содержание солей выше 0,3% угнетающе действует на их рост. Перед закладкой плодового сада необходимо определить засоленность на глубине до 4-х метров и выяснить возможность засоления при поливе или под влиянием грунтовых вод.
Если засоленность высокая, то для глубокого определения все взвешивания можно производить на технических весах с точностью до 10 мг.
Эксперимент 2.
Определение карбонатности почвы
Карбонатами называются соли угольной кислоты.
Определение карбонатности почвы основано на том, что под действием более сильных кислот из карбонатов выделяется угольная кислота, которая разлагается на воду и углекислый газ. Выделение углекислого газа создаёт впечатление, что почва «вскипает». Определение карбонатов, прежде всего, нужно для того, чтобы выбрать метод анализа для выявления содержания доступных растениям фосфорной кислоты и калия.
Оборудование, реактивы
1. Фарфоровая чашечка среднего размера;
Техника проведения анализа
В фарфоровую чашечку насыпается 10-15 г почвы и по каплям льётся на неё 10%-ный раствор соляной кислоты.
Образование на поверхности почвы пузырьков (вскипание) показывает, что почва карбонатная. Чем сильнее вскипание, тем больше карбонатов в почве.
Эксперемент-3
Определение доступной растениям фосфорной кислоты в некарбонатных чернозёмных почвах.
Реактивы и оборудование:
1.Весы технические и разновесы к ним.
2.Бумага плотная для взвешивания почвы, ложечка или шпатель.
3.Цилиндр мерный на 500 мл.
4.Колориметр.
5.Бюретка для отмеривания раствора фосфата калия при приготовлении шкалы.
6.Мерные колбочки на 100 мл. – 7 шт.(при наличии колориметра 2 шт.)
7.Колба или бутылка на 50 мл.
8.Колба для фильтрования на 500 мл.
9.Воронка средних размеров для фильтрования почвенной вытяжки.
10.Фильтр беззольный и плотный.
11.Пипетка годуированная на 5-10 мл.
12.Матенькая пипетка для работы с хлористым оловом.
13.0,002 серная кислота (20 мл серной кислоты налить пипеткой, прилить до 0,5 объёма дистиллированной воды, добавив 30 мл. в мерную колбу на 1 литр сухого сульфата аммония, и довести дистиллированной водой до отметки. Встряхнуть.
Техника проведения эксперимента
Фосфорную кислоту по методу ТРУОГА извлекают из почвы очень слабой (0,002)н серной кислоты и определяют на основании яркости, получаемой при обработке почвенной вытяжки растворами молибденовокислого аммония и хлористого олова. Окраску, появившуюся почвенной вытяжки, сравнивают с окрасками образцовых растворов содержание фосфорной кислоты.
Получение почвенной вытяжки (извлечение доступной растениями фосфорной кислоты).
1. Отвесить два грамма почвы, перенести её в пол-литровую бутылку или колбу, добавить 400 мл 0,002 Н раствора серной кислоты, содержащей сульфат аммония, встряхивать в течение 30 минут и отфильтровать через беззольный фильтр. Первыми порциями фильтрата ополоснуть колбу и вылить их прочь. 50 мл. прозрачного фильтрата налить пипеткой в мерную колбу на 100 мл. добавить дистиллированной воды (примерно до 9\10 её объёма) и прилить из пипетки точно 4 мл. раствора молибденово-кислого аммония, разведённого в серной кислоте. Встряхнуть.
2. Взять 6 мерных колб на 100 мл. пронумеровать их и налить в каждую из них определенное количество образцового раствора фосфата калия в соответствии с приводимой таблицей.
№ | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
1 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,5 | 5,0 | 7,5 |
Наливается мл. образцового раствора формата калия.
Во все колбочки наливают примерно до 9\10 их объёма дистиллированной воды и точно (берут пипеткой) 4 мл. раствора молибденово-кислого раствора, содержащего серную кислоту.
3. Получение окрашенных растворов.
Во все 6 колбочек с образцовыми растворами и в мерную колбочку с почвенной вытяжкой приливают точно по 6 капель хлористого олова.
Доводят дистиллированной водой до черты и встряхивают. Получаются голубые окраски, интенсивность которых зависит от содержания фосфорной кислоты. В школе образцовых растворов должен быть постепенный переход от светло голубой окраски (в 1-й колбочке до ярко голубой) в 6-й колбочке). Яркость окраски, полученной в почвенной вытяжке, будет тем сильнее, чем больше в почве доступных растениям фосфатов.
Колбочки шкалы образцовых растворов поставить по порядку номеров на белую бумагу в светлом месте. Сравнить с ним окраску, полученную в почвенной вытяжке и отметить номер колбочки шкалы наиболее похожей по окраске.
По таблице найти содержание фосфорной кислоты в 100 г.
№ колбочек с окраской подходящей к окраске почвенной вытяжки
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Соответствующие мг. Фосфорной кислоты 100 г. | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 5,0 | 10,0 | 15,0 |
2. 4.Выводы: результаты анализа.
Мг. Фосфорной кислоты в 100 г почвы | Обеспеченность почвы доступной фосфорной кислотой | Потребность злаков и бобовых культур в фосфорных удобрениях |
Меньше – 3 8-15 Больше – 15 | Низкая Средняя Высокая | Большая Средняя Как правило, маленькая. |
Для корнеплодов и овощей возможна потребность в фосфорных удобрениях и при большем содержании фосфорной кислоты.
После проведения анализа средней дозы удобрений, под различные культуры, уточняются. При очень низком содержании фосфора, в почве доза фосфорного удобрения увеличивается на 1\3, при низком вносится полная доза, при среднем – 2\3 дозы и при высоком содержании фосфорные удобрения вносятся в рядки при посеве 1\2- 1\4 средней дозы.
Эксперемент-4
Исследование эрозийности полей
Под эрозией понимается смыв и размыв почв стекающими по поверхности атмосферными водами.
С осени исследуемые поля подготовлены под посев сельскохозяйственных культур, со склоном от 30 до 50 , вспашка глубокая, культивация, глубина пахотного слоя 32 см.
В результате резкого таяния снега весной на склонах пашни образовались ручьи, которые смыли плодородный верхний слой от 3 до 15 см, что хорошо видно на фото 1 и 2.
В результате замеров было выявлено, что с каждого м2 было унесено 2 кг плодородного верхнего слоя почвы, или с 1 га было смыто 20 тонн плодородного верхнего слоя почвы, что в целом с исследуемого участка составило 100 тонн.
На снимке №2 изображён общий вид поля со склоном до 5%.
На снимке №3 мы наблюдаем смыв плодородного верхнего слоя почвы, в результате неправильно выбранного способа вспашки почвы.
Все поля имеют уклон от 3-х и более градусов. Почвенный покров полей представлен чернозёмами типичными с тяжёлым суглинистым основанием.
Чернозёмные почвы подразделяют на виды по мощности гумусового слоя и по содержанию в нём гумуса. Так, если гумусовый слой менее 40 см, чернозём называют маломощным, от 40 до 80 см – среднемощным, а при толщине гумусового слоя более 120 см – сверхмощным. Если содержание гумуса в верхнем горизонте менее 4%, чернозём называют слабогумусированным, от 4 до 6% - малогумусированным, от 6 до 9% - среднегумусированным, более 9% - высокогумусированным типом почвенного покрова или тучным.
Вся территория области по характеру делится на три части: 1- западную лесостепную; 2 – центральную и восточную лесостепную, 3 – юго-восточную степную.
Почвы Краснояружского района входят в западную лесостепную часть, толщина гумусового слоя этих почв составляет в среднем 75-90 см, а содержание гумуса 4,5 – 5%. Следовательно, эти чернозёмы являются мощными и среднемощными малогумусными.
Учащимися Илёк-Пеньковской средней школы были проведены исследования состояния гумусового горизонта на разных полях Илёк-Пеньковского отделения АПК «Краснояружский» в зависимости от уровня стока
Таблица 2
Результаты исследования почвенного вертикального разреза.
№ /пп | Поле № | Толщина гумусового горизонта, см | Схема уровня стока |
1. 2. 3. | 1. 1. 1. | 86 76 82 |
1. 2. 3. | 3. 3. 3. | 82 76 53 | |
1. 2. 3. | 7. 7. 7. | 81 75 21 |
На первом поле установлено, что гумусовый горизонт размещается по полю ровным слоем, т.к. поле относительно ровное. Тот небольшой смыв почвы, который происходит, задерживается на полепочвозащитной контурной лесопосадкой, и почвенный гумусовый горизонт больше даже на 2 см, чем вверху поля.
На втором и третьем поле мы видим уменьшение гумусового горизонта прямо пропорционально увеличению склона, даже с выходами в отдельных местах материнской породы на поверхность почвы. Это чревато экологическим бедствием. К сожалению, на территории Белгородской области, нашего района, наблюдается целый ряд признаков деградации почвы, что обусловлено высоким уровнем её распаханности. Для нас очень острыми проблемами остаются эрозия почвы, потеря почвами главного носителя плодородия – гумуса и уничтожение ценной зернисто-комковатой структуры.
Эрозия почвы – это процесс разрушения верхних, наиболее плодородных горизонтов почвы и подстилающих пород талыми и дождевыми водами или ветром.
Распашка склоновых земель, особенно вдоль направления склона, ведёт к смыву 10-15 т/га в год, а в период ливней – до 75 т/га.
В нашем районе степень эродированных и эрозионно-опасных пахотных земель составляет 70%.
В Белгородской области эрозии способствует повышенный и расчленённый характер рельефа, ливневыё характер выпадения осадков, рыхлый состав пород, малая облесенность территории, высокая распаханность и перенасыщенность севооборотов пропашными культурами.
Наблюдается потеря почвами гумуса, о чём свидетельствует сопоставление его содержание с уровнем, установленным В.В. Докучаевым в 1883 г. По его определению, на территории области содержание гумуса в почвах составляло от 3,9 до 7,6%. В 1983 году, т.е. через сто лет, повторные измерения в тех же почвах показали уровень от 3,3 до 4,9%.
Сегодня уже очевидно, что природные ресурсы не безграничны, что плодородие земли не бесконечно. Без естественных почв людям не обойтись, поэтому налаживаются новые отношения с ними, заботясь об их сохранении и умножении. Примером тому служит внедряемая повсеместно безотвальная система земледелия, автор Ф.Т. Моргун, разработанная и притворяемая в практике всей Белгородской областью система полевого травосеяния, контурно-мелиоративная система земледелия, разработанная и внедрённая в практику Котляровой О.Г., принятая правительством Администрации Белгородской области программа «Лес на склонах».
Охрана почв от эрозии.
Химическое загрязнение почв:
Для охраны от переуплотнения почв необходимо строго следить, чтобы почвы не обрабатывались во влажном состоянии, сократить до минимума число обработок почвы. Принципиальное же решение вопроса требует замены машинно-тракторного парка.
Рекультивация почв включает в себя:
3. Выводы по работе.
3.1. Рекомендации по улучшению состояния почвенного покрова
3.2 Меры по стабилизации экологического состояния Белгородской области.
3.3. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ПРОЕКТА (ВНЕДРЕНИЕ).
До настоящего времени существовало несколько проблем в земледелии в Краснояружском районе.
Для их решения были созданы проекты внутрихозяйственного землеустройства по внедрению контурно-мелиоративной системы земледелия, с последующей посадкой лесополос по фактическим контурам местности.
Соответственно изменилась обработка почв по контурам, которая защищает территорию от смыва.
В целях увеличения плодородия внедрено в производство травопольная система земледелия. Она предусматривает использование многолетних трав в полевом севообороте (севооборот 4-х полный) и почвозащитном севообороте.
4-х-польный полевой севооборот предусматривает следующее чередование культур:
Основное условие: многолетние травы запахивают после 1-го укоса в первый год жизни. Это позволило накопить питательные вещества в почве, приравненное к внесению 20 тонн органических удобрений на 1 га.
В почвозащитном севообороте схема чередования следующая:
За последние два года наблюдается увеличение урожайности
зерновых, сахарной свёклы по пласту многолетних трав. Особенно
наглядны эти показатели по отделениям Вязовское, Илёк-
Пеньковское, Колотиловское.
В последние 10 лет в хозяйстве полностью внедрена безотвальная обработка почвы под озимые. Ставятся эксперименты при
подготовке почвы под сахарную свёклу. Но учитывая присутствие
суглинистого основания в наших чернозёмах будет применяться и
культурная вспашка.
Агрономы вовремя объективно оценили гибельность отвальной плужной пахоты. При внедрении новой технологии в хозяйствах района - стабилизировались и выросли урожаи, резко уменьшилась эрозия почв. Хлеборобы убедились, что плоскорез значительно лучше уничтожает осот, пырей и другие корнеотпрысковые
сорняки. В почве, обработанной плоскорезом, надёжно сохраняется влага. Дождь, даже интенсивный ливень, полностью поглощается , уменьшается сток и эрозия. При этом семена сорных растений дружно прорастают и их легко уничтожают широкозахватными культиваторами без применения ядохимикатов. Эта технология способствует повышению урожаев, чистоте полей, уменьшению гербицидных нагрузок, сохранению техники и здоровья людей, а главное - спасение почвы от эрозии, сноса гумуса в овраги и водоёмы.
В хозяйствах района имеется 24 тыс. га пашни, плоскорезная
обработка почвы переступила 50%.
В Белгородской аграрной академии решено создать кафедру
экологически чистого земледелия.
Не отстаём и мы в этом плане. В районе работает комитет
экологии совместно с управлением сельского хозяйства над экологическими направлениями в сельском хозяйстве. В хозяйстве «Те-
ребренское» внедряется контурно-мелиоративная система. На площади 33 га посажены лесопосадки по контуру. Ведутся работы по
защите почвенного покрова от разрушительного действия водной
эрозии. В районе успешно работает программа «Зеленая столица.»
Заложен свой лесопитомник, озеленены балки, зоны отдыха, посажены парки. Это дополнительно создает для защиты почв положительные факторы.
Литература
Рисуем акварельное мороженое
Голубая лягушка
Где спят снеговики?
Невидимое письмо
«Яндекс» открыл доступ к нейросети "Балабоба" для всех пользователей