Почва - фильтр биосферы
Почвенный покров является своеобразным пограничным слоем, в котором, в основном, и происходит взаимодействие «живого» и «косного» веществ. Другие компоненты биосферы (микроорганизмы, растения, животные), по существу, живут благодаря существованию таких биокосных тел, как почва. Столь важное значение почв, как для нормального функционирования отдельных наземных экосистем, так и для существования биосферы в целом обусловлено разнообразием их экологических функций и относительно невысокой динамичностью многих почвенных свойств, что позволяет использовать почвенный мониторинг для индикации техногенных воздействий на окружающую природную среду. В отличие от атмо- и гидросферы, почвенный покров является в большей мере накопителем и нейтрализатором различных загрязнителей, чем средой, способствующей их распространению. Почвы служат гигантским фильтром («геомембраной»), принимающим на себя большую часть веществ, растворенных в атмосферных осадках и грунтовых водах, и, как зеркало, отражают противоречия, возникающие при взаимодействии человека и биосферы.
Оценка экологического состояния почв
Для оценки экологического состояния почв используются их физические, физико-химические, химические, агрохимические и биологические свойств, приоритетные для поддержания устойчивого функционирования естественных и антропогенных экосистем, включая их биологические компоненты, в том числе, - человека
| Показатели загрязнения почв · Концентрация кадмия, свинца, ртути, цинка, никеля, меди, мышьяка, фтора, нитратов, бензола, бенз(а)пирена, фенолов, диоксинов, пестицидов (ДДТ, ГХЦГ, метафоса, трефлана, 2,4-Д), полихлорбифенилов, кратность превышения ПДК (ОДК) · содержание нефти и нефтепродуктов, мг/кг · плотность концентрации цезия-137, стронция-90, Кu/км 2 · удельная β-активность · cнижение уровня активной микробной массы, кратность* · фитотоксичность почвы (снижение числа проростков), кратность по сравнению с фоном · уменьшение мощности почвенного профиля (А+В), %* · потери почвенной массы, т/га/год* · расчлененность территории оврагами, км/км2 · площадь подвижных (незакрепленных) песков, % от общей площади · перекрытость поверхности почвы абиотическими наносами, см · глубина провалов относительно поверхности, см · увеличение плотности почвы, кратность равновесной · уменьшение запасов гумуса в профиле почвы (А+В), %* · увеличение кислотности (щелочности), %* · превышение уровня грунтовых вод, % от критического значения (с учетом минерализации) · сработка торфа, мм/год · увеличение содержания суммы легкорастворимых солей, %* · увеличение доли обменного натрия, % от емкости катионного обмена* |
Результаты исследования
Анализируя полученные данные мы выявили:
1. Участок №1 – злаковый имеет среднесуглинистую почву, участок №2 – овощной имеет супесчаную почву. Супесчаные почвы сложены из крупных частиц, они сухие, т.е. плохо задерживают влагу. Среднесуглинистые почвы плохо пропускают воду, затрудняя ее доступ к растениям.
2. На участке №2 почва структурная. Такая почва состоит из более крупных частиц, связанных в отдельные комочки разнообразной формы и величины. В зависимости от величины комочков промежутки между ними больше или меньше. Через эти промежутки проходят вода и воздух, крайне необходимые для нормального бактериального процесса в почве и развития в ней хорошей корневой системы растений. После дождя на участке, где почва комковатая, рыхлая, вода быстро впитывается.
На участке №1 почва мелкоструктурная. В основу этих почв входят очень мелкие частички. В таких почвах плохо проходит вода и воздух. После дождя бесструктурные (мелкоструктурные) почвы образуют сплошную массу, а после высыхания становятся твердыми и трескаются.
3. Влагоемкость почвы с участка №2:
ml=50 г.; m2=43,8г.; К = ((50 – 43,8) x 100%):50 = 12,4%
с участка №1:
ml=50 г.; m2=36,7г .; К = ((50 – 36,7) x 100%):50 = 26,6%
У структурных типов почв влагоемкость меньше, чем у мелкоструктурных.
Структурная почва с участка №2 воду впитала за 1 мин23 сек., а почва с участка №1 – мелкоструктурная – за 11 мин 40 сек. Структурные почвы обладают большей водопроницаемостью. Чем меньше частицы почвы, тем меньше ее водопроницаемость.
4. Показатели аэрации:
| Тип почвы | Время выделения воздуха | Величина пузырьков | Интенсивность выделения воздуха |
| Супесчаная | 7 минут | средние | высокая |
| Суглинистая | 5 минут | мелкие | средняя |
Степень аэрации зависит от количества и величины пустот между комочками почвы. Высокая интенсивность выделения воздуха у супесчаной почвы.
5. Реакция рН на участке №1 соответствует нейтральной (рН =5.5).Почва имеет торфяной состав. В злаковом отделе (участок №2) реакция рН была слабокислой (рН=7). Следовательно, нет никакой необходимости проводить работу по раскислению почвы. На основании полученных результатов составили агрохимическую характеристику почвы на учебно-опытном участке и на пришкольной территории.
6. Химический анализ почвы:
Содержание карбонат – ионов: в почве с участка №2 под действием соляной кислоты интенсивность «вскипания» слабая, с участка №1 – средняя.
В обеих пробах почвы: содержание сульфат – ионов - медленно появляющаяся муть (слабая), сульфат - ионов 1-0,5 мг. на 100 мл. раствора, тысячные доли грамма на 100 грамм почвы (%); наличие хлорид – ионов - ополисценция содержания хлорид – ионов 1 – 0,1 мгр на 100 мл раствора вытяжки, тысячные доли грамма на 100 гр. почвы (%); наличие ионов кальция – слабая муть, выделяющаяся при отстаивании, содержание ионов кальция 1 – 0,1 мг в 100 мл раствора вытяжки, тысячные доли грамма на 100 гр. почвы (%). Содержание катионов и анионов в почве не превышает ПДК.
Выводы
Исходя из изученной литературы и результатов анализа исследования экологического состояния почвы, можно сделать следующие выводы:
1. Изучив литературу о значении почвы, мы пришли к выводу, что данная проблема является актуальной для современного общества;
2. Проанализировав методики исследования можно с уверенностью сказать, что они приемлемы для исследовательской работы обучающихся;
3. В результате проведенных исследований было выявлено: почва с участка №2 – супесчаная, структурная; с участка №1 – среднесуглинистая, мелкоструктурная.
4. При изучении влагоемкости и водопроницаемости почв исследования показали, что структурные почвы обладают меньшей влагоемкостью, но большей водопроницаемостью; а бесструктурные почвы обладают большей влагоемкостью, но меньшей водопроницаемостью.
5.Исследование аэрации почвы показали, что менее всего аэрация выражена у суглинистых почв, а максимально – у супесчаных.
6. Содержание катионов и анионов в почве с обоих участков не превышает ПДК.
7. Составили план по улучшению состояния почвы (приложение №1).
8. Разработали рекомендации по внесению необходимых минеральных удобрений
и по выбору возделываемых культур (приложение №2).
9. Рекомендации по внесению оптимальных видов и доз органических и минеральных удобрений – NО3 – 15-20 мг/кг; P2 O5 -15-26 мг/кг; К 100-600 мг/кг
Рекомендации по внесению удобрений:
- Для получения высокого урожая на 1 участке необходимо вносить органические удобрения – 200-300 кг на сотку, а также азотные удобрения (аммиачная селитра) – 1,5 – 2,0 кг на сотку, весной под вспашку или культивацию. Из сложных удобрений рекомендуется вносить нитрофоску 3,0 – 3,5 кг на сотку.
Если трудно достать органические удобрения, можно использовать компосты. Компостные кучи лучше устраивать в тени деревьев.Длина компостной кучи произвольная, ширина в основании – 2 м, по верхнему краю – 60 см, высота – 1,2 м. Только при этом условии идет хорошее проветривание и нормально протекают микробиологические процессы.
Чтобы получить хороший компост, растительные остатки переслаивают известью через каждые 20-30 см, из расчета 1 кг извести на 1 м3 растительных остатков. Компост вносят в почву из расчета 6-10 кг на 1 м2.
-При слабокислой реакции на суглинистой почве вносить 500 г. известковых удобрений на 1м2. Известь оказывает благотворное влияние на состав почвы в течение 10 лет.
- Для улучшения структурыпочвы использовать опилки при осенней вспашке из расчёта полведра на 1м2.
- Составить схему севооборота на 3 года.
- При внесении минеральных удобрений следить за уровнем рН в почве. Не допускать повышения кислотности. В случае необходимости принять меры по раскислению почвы.
Как изменить кислотность почвы?
Любая почва склонна к закисанию. Минеральные удобрения ускоряют процесс повышения кислотности.Навоз, компост и другие органические удобрения – замедляют.
Меньше всего подкисляют почву такие минеральные удобрения, как кальциевая селитра, калийная селитра, натриевая селитра, двойной суперфосфат, костная мука.
Известь и зола.
Для снижения кислотности почву известкуют. Внесение извести снижает кислотность, улучшает структуру почвы, уменьшает деятельность сорняков, повышает деятельность полезных микроорганизмов.
Под древесные породы известь вносят раз в четыре – семь лет. Чем мельче помол известняка, тем сильнее его действие. Иногда вместо извести применяют мел, который лучше вносить вместе с навозом.
Вместо извести можно применить древесную или растительную золу.