Влияние осушительной мелиорации на экологическое состояние дерново-подзолистых минеральных земель

 

Подготовка к анализу

Пробу, поступившую на анализ, тщательно перемешивают. Методом квартования из нее отбирают две аналитические пробы массой 15-50 г каждая (чем ниже влажность, тем больше масса пробы).

Чистые пронумерованные стаканчики ВС-1 сушат в шкафу при температуре (105±2) °С в течение 1 ч, вынимают из шкафа, охлаждают в эксикаторе с хлористым кальцием и взвешивают с погрешностью не более 0,1 г.

Проведение анализа

Аналитические почвенные пробы помещают в пронумерованные, высушенные и взвешенные стаканчики и закрывают их крышками. Стаканчики и почву в стаканчиках взвешивают с погрешностью не более     0,1 г.

Стаканчики открывают и вместе с крышками помещают в нагретый сушильный шкаф. Почву высушивают до постоянной массы при температуре: (105±2) °С - все почвы, за исключением загипсованных; (80±2)°С - загипсованные почвы.

Время высушивания до первого взвешивания: незагипсованных почв: песчаных - 3 часа, других - 5 часов;  загипсованных почв - 8 часов. Время последующего высушивания: песчаных почв - 1 час; других почв, в том числе загипсованных - 2 часа.

После каждого высушивания стаканчики с почвой закрывают крышками, охлаждают в эксикаторе с хлористым кальцием и взвешивают с погрешностью не более 0,1 г. Если взвешивание производят не позднее 30 мин после высушивания, можно охлаждать закрытые стаканчики на открытом воздухе без эксикатора. Высушивания и взвешивания прекращают, если разность между повторными взвешиваниями не превышает 0,2 г. Почвы с высоким содержанием органического вещества могут при повторных взвешиваниях иметь большую массу, чем при предыдущих, из-за окисления органического вещества при высушивании. В таких случаях для расчетов следует брать наименьшую массу.

 

 

Обработка результатов

Массовое отношение влаги в почве (W) в процентах вычисляют по формуле:

W = ∙ 100, где

- масса влажной почвы со стаканчиком и крышкой, г;

- масса высушенной почвы со стаканчиком и крышкой, г;

- масса пустого стаканчика с крышкой, г.

За результат анализа принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений. Вычисления проводят до второго десятичного знака с последующим округлением результата до первого десятичного знака.

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 3.  РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты исследований по определению водно-физических и агрохимических свойств дерново-подзолистых минеральных почв приведены в таблице 5.

Таблица 5

Водно-физические и агрохимические свойства дерново-подзолистых минеральных почв в зависимости от особенностей их использования

 

№ площадки	Влажность, %	pH	, мг/100 г почвы	, мг/100 г почвы	Нитратный азот, мг/100 г почвы
1	22,7	6,75	25,5	24,9	5,6
2	16,3	6,79	23,7	19,0	2,9
3	19,1	6,53	22,2	21,8	4,4
4	21,1	6,0	31,3	23,4	5,2
5	18,0	6,18	27,0	25,3	3,3
6	24,0	6,51	20,1	24,2	6,1

 

Анализируя данные таблицы 5, можно сделать вывод о том, что водно-физические и агрохимические свойства дерново-подзолистых минеральных почв зависят от гидромелиоративного режима, а также от возделываемой культуры. Повышенная влажность наблюдается на неосушенных участках, а также на площадках, где выращивались многолетние травы. Значительно меньшие значения влажности наблюдаются на участках, где возделывались пропашные культуры. Это обусловлено тем, что данные участки почвы подвергаются систематической обработке, что сопровождается иссушением верхнего слоя, его распылением.

Значения pH на опытных площадках колеблются от 6,0 до 6,79. Оптимальный показатель pH (слабокислая почва) только на площадках 3 и 4, где возделывались многолетние травы и кукуруза (рис. 2). Уменьшение кислотности на остальных участках с возделываемыми культурами можно объяснить внесением извести в период с 29-30 апреля 2014 года.

 

Рис. 2.  Значение pH на учетных площадках РУП "Институт мелиорации"

 

Используя данные исследований прошлых лет, следует заключить, что на исследуемых участках на протяжении последних пяти лет кислотность почв изменялась в небольших пределах и соответствовала оптимальной области значений (рис. 3). Небольшое уменьшение кислотности в 2012 году объясняется тем, что в данные год в весенне-летний период выпало недостаточное количество осадков, а это препятствовало поступлению ионов водорода в почвенный раствор [24, с. 110].

Рис. 3. Динамика изменения pH дерново-подзолистых минеральных почв в период с 2010 года по 2014 год

Разброс значений содержания подвижных форм фосфора – от 20,1 до 31,3 мг/100 г почвы (рис. 6). На всех опытных площадках наблюдается превышение этого показателя (по градации почв по методу Скофилда), что расценивается как результат химической адсорбции фосфора и его недостаточной подвижности вследствие низкой влажности.

Рис. 4. Содержание подвижных форм фосфора на учетных площадках РУП "Институт мелиорации"

 

Содержание калия на опытных площадках изменяется от 19,0 до      25,3 мг/100 г почвы (рис. 5). Превышение оптимального значения содержания подвижных форм калия наблюдается на площадках 1, 4, 5, 6. Это обусловлено тем, что в почвы не вносились удобрения (снижен уровень органики), происходило бактериальное выщелачивание, а также наблюдалось выветривание почвенные минералов.

Содержание нитратов на опытных площадках колеблется от 2,9 до  6,1 мг/100 г почвы. При этом даже самый высокий показатель не достигает оптимального значения (рис. 4). Это связано с тем, что процесс нитрификации проходил слабо. Слабое протекание процесса нитрификации обусловлено низкими значениями влажности на учетных площадках (необходимы значения в 60 – 80% влажности).

 

Рис. 5. Содержание подвижных форм калия на учетных площадках РУП "Институт мелиорации"

 

 

Рис. 6. Содержание нитратного азота на учетных площадках РУП "Институт мелиорации"

 

 

 

 

Исходя из данных прошлых лет, можно сделать вывод о том, что изменение содержания подвижных форм калия и фосфора в период         2010-2014 гг. незначительно (рис. 6). Небольшое снижение показателей в 2012 году можно расценить как ответ на снижение pH в соответствующий период [24, с. 124].

Рис. 7. Динамика изменений содержания подвижных форм фосфора и калия в дерново-подзолистых минеральных почвах в период с 2010 по 2014 гг.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что ни одна из исследуемых площадок не находится в состоянии равновесия по учитываемым показателям, но наиболее оптимальным вариантом использования дерново-подзолистых минеральных почв является возделывание многолетних трав, так как они в большей степени отвечают природным особенностям исследуемых почв. Многолетние травы хорошо адаптированы к гидромелиоративным условиям минеральной осушенной почвы и способствуют сохранению равновесия по всем вышеописанным показателям.

 

 

 

 

 

ВЫВОДЫ

По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Водно-физические и агрохимические свойства осушенных дерново-подзолистых минеральных почв зависят от гидромелиоративного режима, а также от возделываемой культуры.
2. Уменьшение кислотности осушенных дерново-подзолистых минеральных почв объяснятся недостаточным количеством осадков, что препятствует поступлению ионов водорода в почвенный раствор.
3. Накопление подвижных форм фосфора в осушенных дерново-подзолистых минеральных почвах расценивается как результат химической адсорбции и его недостаточной подвижности вследствие низкой влажности.
4. Причинами повышенного содержания подвижных форм калия стали отсутствие органических удобрений, бактериальное выщелачивание и выветривание почвенных минералов.
5. Содержание небольшого количества нитратов в дерново-подзолистых минеральных почвах – это результат медленного протекания процесса нитрификации в условиях низкой влажности.
6. Оптимальным вариантом использования дерново-подзолистых минеральных почв является возделывание многолетних трав, так как они в наибольшей степени отвечают природным особенностям исследуемых почв.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв: Учебник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во МГУ, 1989, - 143 с.
2. Брусиловский Ш.И. Мелиорация минеральных почв. – М.: Ураджай, 1981. – 160с.
3. Величко В.А. Биологические аспекты снижения кислотности почв // Проблемы воспроизводства почвенного плодородия: Материалы конференции – Горки: Белорусская сельскохозяйственная академия, 2001. – С. 39-42.
4. Вильдфлуш И.Р., Цыганов А.Р., Лапа В.В. Фосфор в почвах и земледелии Беларуси. – Мн.: Бел изд. Тов-во «Хата», 1999. – 196 с.
5. Газизуллин А.Х. Почвоведение. Общее учение о почве: учеб. пособие.   – М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2007. – С. 240-265.
6. Горбылева А.И., Воробьев В.Б., Петровский Е.И. Почвоведение: учебное пособие; под ред. Горбылевой А.И. – 2-е изд., перераб. – Минск: Новое знание; М.: ИНФРА-М, 2012. – С. 112-153, [2] л. ил.: ил. – (Высшее образование).
7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. – М.:Агропромиздат, 1985. – 375 с.
8. Иванов А.И. Фосфатный режим хорошо окультуренной дерново-подзолистой почвы северо-запада Российской Федерации // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук / Под ред. А.И. Иванова, В.И. Ильющенкова. – М.: Агропромиздат, 2000. – С. 197-213.
9. Карловский В.Ф. Экологические аспекты реконструкции мелиоративных систем // Мелиорация переувлажненных земель: Сб. науч. тр. – 1996. – T. XLIII. – С. 3-8.
10. Карпачевский Л.О. Экологическое почвоведение. – М.: ГЕОС, 2005. – С. 84-203.
11. Кирюшин В.И. Агрономическое почвоведение. – М.: КолосС, 2010. – С. 89-167: ил. – (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).
12. Кобзаренко В.И., Батура И.Н. Потенциальные ресурсы фосфатов дерново-подзолистых легкосуглинистых почв // Приемы повышения плодородия почв и эффективности удобрений: Материалы международной научно – практической конференции, посвященной 90-летию со дня рождения заслуженного работника Высшей школы БССР, доктора с.-х. наук, профессора А.А. Казакинского. – Горки. Белорусская государственная сельскохозяйственная академия, 2006. – С. 88-92.
13. Ковриго В.П., Кауричев И.С., Бурлаков Л.М. Почвоведение с основами геологии (2-е изд., перераб. и доп.). – М.: КолосС, 2008. – С. 114-165: ил. – (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).
14. Кулеш С.В. Повышение продуктивности периодически переувлажняемых дерново-подзолистых почв тяжелого гранулометрического состава: Автореф. дис. … д-ра сельскохоз. наук. – Мн., 1991. – 36с.
15. Куликов Я.К. Почвенные ресурсы: учеб. пособие / Я.К. Куликов. – Минск.: Высш. шк., 2013. – С. 53-154, [2] л. цв. вкл.: ил.
16. Леонов Ф.Н., Андреева Д.М., Емельянова В.Н., Золотарь А.К. Плодородие пахотных дерново-подзолистых почв Гродненской области в современных условиях // Приемы повышения плодородия почв и эффективности удобрений: Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию со дня рождения заслуженного работника Высшей школы БССР, доктора с.-х. наук, профессора А.А. Казакинского. – Горки. Белорусская государственная сельскохозяйственная академия, 2006. – С. 134-138.
17. Леуто И.Э., Стельмах М.М., Василенок А.Я. Опыт окультуривания низкопродуктивных осушенных минеральных почв // НТИ и рынок. – 1996. - №7. – С. 34-35.
18. Леуто И.Э. и др. Окультуривание низкопродуктивных переувлажненных минеральных земель // Мелиорация переувлажненных земель: Сб. науч. работ БелНИИМиЛ. – 1997. – T. XLIV. – С. 136-146.
19. Лихацевич А.П., Леуто И.Э., Саквенков  К.М. Приемы повышения продуктивности переувлажняемых минеральных земель со сложным почвенным покровом и неоднородным водным режимом // Мелиорация и водное хозяйство. – 2003. - №4. – С. 20-22.
20. Мажайский Ю.А. Сохранение и повышение продуктивности мелиорируемых земель Центра Нечерноземной зоны России и Беларуси : Моногр. / Под общ. ред. Ю.А. Мажайского, А.П. Лихацевича. – Рязань: Ряз. гос. сельскохоз. акад. им. П.А. Костычева, 2005. – С. 395-408.
21. Мамонтов В.Г., Панов Н.П., Кауричев И.С., Игнатьев Н.Н. Общее почвоведение. – М.: КолосС, 2006. – 376с.: ил. – (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).
22. Марчик Т.П. Почвоведение с основами растениеводства [Текст] : учебное пособие по одноименному курсу для студентов специальностей 1-31.01.01-02 - Биология, 1-33.01.01- Биоэкология /     Т. П. Марчик, А. Л. Ефремов, 2006. – С. 67-87.
23. Муха В.Д., Картамышев Н.И., Муха Д.В. Агропочвоведение. – М.: КолосС, 2003. – С. 129-180: ил. - (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).
24. Национальная система мониторинга окружающей среды Республики Беларусь: результаты наблюдений, 2013 / Под общей редакцией М.А. Ересько [Электронный ресурс]. Электрон. текстовые, граф. данные. (31,5 Мб), – Минск, «Бел НИЦ «Экология».–2014. Электрон. текстовые, граф. данные. (31,5 Мб), – Минск, «Бел НИЦ «Экология». – 2014.
25. Смирнов П.М., Муравин Э.А. Агрохимия. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Колос, 1984. –  98 с., ил. – (Учебники и учеб. пособия для высш.  с.-х. учеб. заведений).