«Мониторинг гумусового состояния почв Камышловского лога»

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
дополнительного образования детей
«Дом детского творчества»
646024, Омская область, г. Исилькуль, ул. Советская, 70 тел. 22-072
«Мониторинг гумусового состояния почв Камышловского лога»
Выполнила: Сыздыкова Диана Жанбулатовна, 10 класс,
учащаяся Малой Академии учащихся
МБОУ ДОД «Дом детского творчества»
Руководитель: Невенчанная Наталья Михайловна
педагог дополнительного образования,
к.с.х.н., доцент кафедры «Почвоведения»
ОмГАУ им. П.А. Столыпина
Исилькуль, 2015
Содержание
Введение…………………………………………………………………..3
1. Обзор литературных источников………………………………………4
2. Объект, методы и условия проведения исследований………………..5
3. Результаты научного исследования и их обсуждение………………...7
4. Выводы…………………………………………………………………..13
5. Список использованной литературы………………………………….15
6. Приложения………………………………………………………….….16
2
Введение
Почва это природное богатство, обеспечивающее человека продуктами
питания, животных – кормами, а промышленность сырьем, она служит основой
сельского хозяйства всех государств. Главное свойство почвы – плодородие.
Количество гумуса в почве служит основным показателем ее плодородия. В
гумусе накапливаются и сохраняются основные элементы питания растений.
При его разложении в почвенный раствор поступают азот и элементы питания
растений, а в приземный слой воздуха - углекислота, служащая источником
углеродного питания растений. [4]
Сохранение и накопление гумуса в почве - одна из важнейших задач
современности. В настоящее время актуальность поставленной проблемы
приобрела
глобальный
масштаб.
Повсеместно
на
больших
площадях
происходит снижение продуктивности почв из-за уменьшения содержания
гумуса, вследствие хозяйственной деятельности человека. [2]
Мониторинг
—
признаков/параметров
система
описания
сбора/регистрации,
определенного
хранения
объекта
для
и
анализа
вынесения
суждения о поведении/состоянии данного объекта в целом.
Мониторинг состояния — наблюдение за состоянием объекта.
Цель исследования:
Изучить гумусовое состояние почв Камышловского лога
Задачи:
1. Заложить почвенные разрезы на территории Камышловского лога;
2. Изучить гумусовое состояние почв (содержание гумуса и его запасы);
3. Дать агроэкологическую оценку почвенного покрова Камышловского
лога;
3
1. Обзор литературных источников
Количество гумуса в почве служит основным показателем ее плодородия.
Гумусовые вещества и промежуточные продукты разложения органических
остатков активно участвуют в процессах почвообразования.
Большое значение имеет гумус в формировании профиля почвы. В гумусе
накапливаются и сохраняются основные элементы питания растений. При его
разложении в почвенный раствор поступают азот и элементы зольного питания
растений, а в приземный слой воздуха - углекислота, служащая источником
углеродного питания растений. [1]
Потери содержания гумуса зависят от зональных условий: типа почв,
механического состава, длительности и интенсивности использования поля и
проводимых мероприятий по поддержанию плодородия почв. По данным
2002г. В.М. Красницкого динамика почв по содержанию гумуса на территории
южной лесостепи Омской области следующая: почвы с очень низким
содержанием гумуса <2,0 – 0,2%; с низким содержанием гумуса 2,1-4,0 – 4,3%;
со средним содержанием 4,1- 6,0 – 60,9%; с повышенным 6,1 - 8,0– 34%; с
высоким >8 - 0,6%. Средневзвешенное содержание гумуса по полям составило
5,6%. В почвах области сохраняется тенденция к снижению гумусированности
почв.[7]
Основная причина снижения гумуса в черноземах и лугово –
черноземных почвах области эрозионные процессы (Рейнгард Я.Р.). В
настоящее время контроль над содержанием гумуса в почвах области
(пахотных) выполняет только агрохимическая служба.
Поэтому тема по
изучению изменения гумусового состояния почвенного покрова территории
Камышловского лога актуальна и имеет практическую значимость для
разработки мероприятий по рациональному использованию и улучшения почв.
[7]
4
2. Объект, методы и условия проведения исследований
Исилькульский район расположен в южной части Западно–Сибирской
равнины на юго-западе Омской области, по обеим берегам бывшей реки
Камышловки – сегодня
это чередование соленых и пресных озер
среди
солонцово-солончаковых лугов. Климат района типично континентальный, с
длинной, холодной зимой, теплым, но непродолжительным летом. В целом
климат благоприятен для жизни и хозяйственной деятельности человека. 1,5]
Почвенный покров района неоднороден и представлен комплексом зональных и
интразональных почв. Наиболее плодородные - почвы черноземного ряда
почвообразования
(черноземы,
лугово-черноземные
почвы).
Из
интразональных почв наиболее распространены: солонцы, солончаки и луговые
почвы (связано формирование этих почв с условиями почвообразования).
Москаленский район находится на юге Западной Сибири в Омской
области. На юго-западной границе района расположено большое сульфатное
озеро Эбейты. Территория района напоминает далѐкие предгорья. Пологие
холмы то возвышаются, то плавно ниспадают. В ложбинах скапливающаяся
вода образует озѐра. В Москаленском районе преобладают лугово-черноземные
и
черноземно-луговые
почвы.
Лугово-черноземные
почвы
широко
распространены в лесостепной зоне, и особенно их солончаковатые и
солонцеватые разности. Лугово-черноземные почвы широко используются в
сельском хозяйстве. Черноземно-луговые почвы представляют переходное
звено от лугово-черноземных к луговым почвам. Черноземно-луговые почвы
распространены на понижениях к озерам, болотам. Отличительная черта
черноземно-луговых почв – хорошо развитый гумусовый горизонт. Основные
массивы этих почв находятся в пониженной части района, залегая в комплексе
с солонцами, солодями, солончаками.
Объект исследования - Объектом изучения послужил почвенный покров
Камышловского лога. Карты, в которых имеется информация о содержании
гумуса в данных почвах,
были составлены в 1970 – 1988 гг. Безусловно,
показатели изменились и карты требуют корректировки.
5
Предмет исследования – мониторинг гумусового состояния почв
Камышловского лога.
Методы исследования – отбор образцов проводился из почвенных
разрезов (в средней части каждого горизонта), заложенных на территории
Камышловского лога. Образцы отбирались из каждого горизонта, содержание
гумуса определяли в верхних гумусовых горизонтах, поскольку основная масса
корневой
системы
растений,
образующая
органическое
вещество,
сосредоточена в слое 0-20, 20-40 см. Содержание гумуса определяли
титриметрическим методом с солью Мора по методу И.В. Тюрина в
модификации В.Н. Симакова. [6]
6
3. Результаты научного исследования и их обсуждение
Камышловский лог – это древняя долина высохшей реки Камышловки,
которая представлена сетью засоленных и пресных озер, проходящих через
территорию
землепользования
Марьяновского,
Москаленского,
и
Исилькульского районов Омской области (лесостепная зона). При интенсивном
использовании пахотных почв возникает проблема снижения и потерь гумуса.
В результате изучения почвенного покрова нами были заложены почвенные
разрезы, дано полное классификационное название почв и отобраны образцы
для мониторинга гумусового состояния почв.
В ходе нашего исследования определено содержание гумуса в изучаемых
почвенных разностях и рассчитаны запасы гумуса по горизонтам, а также в
слое 0-20 см и дана их оценка.
Таблица 1 – Содержание гумуса в почвах Камышловского лога (средние
данные 2012 – 2014 гг.)
№
Название почвы
Лугово-черноземная
1
Индекс
маломощная
среднегумусовая
тяжелосуглинистая
почва
Горизонт
Содержание
гумуса, %
А
6,7
АВ
3,13
А
4,15
АВк
3,45
А
4,39
АВк
2,86
Чл31 т
(пшеница)
Лугово-черноземная карбонатная
2
маломощная
малогумусовая Члк2 т
1
тяжелосуглинистая почва (паровое
поле)
Лугово-черноземная карбонатная
3
солонцеватая
среднемощная Члксн2 т
2
малогумусовая тяжелосуглинистая
почва (травосмеси)
7
Черноземно-луговая
4
А
5,49
АВ
2,73
А1
4,9
В1к
4,1
В1
4,85
В2
4,2
Акg
6,2
Вкg
3,24
Адск
3,7
В1дск
2,2
Акс
3,2
В1кд
2,3
Ас
2,9
тяжелосуглинистый
АВgс
4,06
Солончак
Аg
3,16
поверхностный глинистый
Вg
0,7
Солончак
Ас
2,83
среднемощная
малогумусовая
Лч31 с
среднесуглинистая почва (овес)
Солонец
5
лугово-черноземный
хлоридный карбонатный средний
глыбистый
тяжелосуглинистый
Снлч3с т
(пшеница)
Солонец
6
черноземно-луговой
сульфатно-хлоридный
корковый Снчл1от
ореховатый тяжелосуглинистый
7
Лугово-болотная
иловатая
карбонатная глинистая почва
Лугово-болотная
8
ик
Лб г
иловатая
солончаковатая Лбиксч г
карбонатная
глинистая почва
Солончак
9
луговой
хлоридно-
поверхностный Счлп г
сульфатный
глинистый
Солончак
10
11
12
луговой
сульфатно-
поверхностный Счлп г
хлоридный
лугово-болотный
Счлбп г
хлоридно-сульфатный
соровый
сульфатно- Счс г
8
хлоридный
поверхностный
Вgс
0,84
глинистый
Рис. 1 Диаграмма гумусового состояния почв Камышловского лога
8
7
6
5
4
3
2
1
0
1
2
–
(1
3
Лугово
4
-
5
6
черноземная
7
маломощная
8
среднегумусовая
тяжелосуглинистая почва (пшеница); 2 – Лугово – черноземная карбонатная
маломощная малогумусовая тяжелосуглинистая почва (паровое поле); 3Лугово – черноземная карбонатная солонцеватая среднемощная малогумусовая
тяжелосуглинистая
почва
(травосмеси);
4
–
Черноземно
–
луговая
среднемощная малогумусовая среднесуглинистая почва (овес); 5 – Солонец
лугово
–
черноземный
хлоридный
карбонатный
средний
глыбистый
тяжелосуглинистый (пшеница); 6 – Солонец черноземно – луговой сульфатно –
хлоридный корковый ореховатый тяжелосуглинистый; 7 – Лугово – болотная
иловатая карбонатная глинистая почва; 8 – Лугово – болотная иловатая
карбонатная солончаковатая глинистая почва)
Из таблицы 1 и рисунка видно, что содержание гумуса в луговочерноземных почвах различается, так самое высокое содержание гумуса в
9
маломощной среднегумусовой почве без родовых признаков (6,7% в верхнем
гумусовом
горизонте).
В
лугово-черноземных
почвах
с
протеканием
карбонатного и солонцеватого процессов содержание гумуса в верхнем
горизонте снижено более чем на 2% (4,15; 4,39%), что соответствует
малогумусовым почвам. В черноземно-луговой почве содержание гумуса в
верхнем горизонте 5,49% - малогумусовая почва. Во всех почвах черноземного
ряда гумус резко убывает с глубиной. Почвы соответствуют
I, II, III
агропроизподственным группам (соответственно) – это пахотные почвы
разного качества.
При проведении исследований выявлено, что между солонцом луговочерноземным средним и солонцом черноземно-луговым корковым резких
отличий на изучаемой территории нет. Содержание гумуса по профилю
снижается постепенно, что не характерно для данной почвы, в частности для
коркового солонца. Возможно, это обусловлено задержкой органических
соединений в иллювиальном горизонте В2, который при взаимодействии с
водой сильно набухает и препятствует вымыванию органических соединений в
нижележащие горизонты. Тем не менее, эти почвы относятся к разным
агропроизводственным группам. К III агрогруппе – пахотные почвы среднего
качества относится солонец лугово-черноземный хлоридный карбонатный
средний глыбистый тяжелосуглинистый. А солонец черноземно-луговой
сульфатно-хлоридный корковый ореховатый тяжелосуглинистый принадлежит
к VIII агропроизводственной группе – почвы мелиоративного фонда, так как
мощность гумусового горизонта недостаточна для развития корневой системы
растений.
Резкие отличия по содержанию гумуса наблюдаются в лугово-болотной
иловатой карбонатной глинистой (гор. Аkg – 6,2%) и лугово-болотной иловатой
карбонатной солончаковатой глинистой (гор. Аgск – 3,7%) почвах. В обоих
случаях
содержание гумуса резко убывает с глубиной. Различия в почвах
связаны с протеканием щелочного гидролиза
карбонатной
солончаковатой
глинистой
в лугово-болотной иловатой
почве.
Происходит
процесс
10
разрушения органической и минеральной части почвы, и обеднение гумусом.
Обе почвы относятся к VI агрогруппе – переувлаженные сенокосы.
К VIII агрогруппе – почвам мелиоративного фонда относятся солончаки.
Исследуемые в работе солончаки не имеют больших различий в содержании
гумуса. По всему профилю оно низкое. В верхнем горизонте варьирует от 2,5
до 3,2% (таблица 1). Снижение этого показателя по профилю происходит резко,
в
связи
с
щелочным
гидролизом.
Использовать
солончаки
в
сельскохозяйственных целях без мелиорации невозможно. /4/
Таблица 2 – Запасы гумуса в почвах Камышловского лога (средние
данные 2012 – 2014 гг.).
Запасы гумуса, т/га
Индекс
Горизонт
А
Плотность,
г/см3
1,02
в
в слое
горизонте
0-20 см
64,6
3
Чл 1 т
106,1
АВ
Чл
А
к2
1
1,1
т
АВк
Чл
1,29
ксн2
А
1,2
1,1
2 т
АВк
А
1,2
1,1
41,5
91,3
66,24
91,75
3с
96,58
85,8
90,59
3
Лч 1 с
91,3
АВ
1,2
55,69
А1
0,96
79,1
Снлч т
120,78
81,4
В1к
1,34
87,9
Оценка
по
Орлову Д.С.,
Гришиной
Л.А.
средние
запасы
низкие
запасы
низкие
запасы
средние
запасы
низкие
запасы
11
В1
Снчл1о
0,89
69,8
ик
В2
1,18
93,7
Акg
1,3
80,47
Лб г
Лб
иксч
Счлп
Счлп
низкие
69,8
запасы
131,17
Вкg
1,35
101,4
Адск
1,3
91,39
г
91,39
В1дск
1,35
59,4
Акс
1,1
35,2
г
46,24
В1кд
1,2
11,04
Ас
1,14
62,8
г
62,8
Вgс
Аg
1,22
74,3
1,2
37,92
Счлбп г
42,65
Вg
1,35
16,1
Ас
1,1
49,81
Счс г
1,23
запасы
низкие
запасы
очень низкие
низкие
запасы
очень низкие
низкие
53,94
Вgс
средние
12,4
запасы
Из таблицы 2 видно, что самые высокие запасы гумуса в слое 0-20 см
характерны для почв: лугово-болотной иловатой карбонатной глинистой,
черноземно-луговой среднемощной малогумусовой среднесуглиностой
лугово-черноземной
маломощной
среднегумусовой
и
тяжелосуглинистой.
Связано это с большей мощностью гумусового слоя. Самое низкое содержание
гумуса в солончаках, что соответствует низким запасам гумуса (таблица 2).
12
4.Выводы
В целом, хотелось бы отметить, что исследуемая территория отличается
большим разнообразием почвенных разностей, каждая из которых имеет свои
индивидуальные
особенности.
Факторы,
влияющие
на
формирование
почвенного покрова, содержание и распределение гумуса в профиле почв:
1. Близкое расположение к поверхности минерализованных грунтовых
вод;
2. Микро рельефность изучаемой территории;
3. Минерализованные почвообразующие породы;
4. Близость соленых озер.
С течением времени, под влиянием сельскохозяйственной деятельности
почвенный покров сильно изменяется. Главный вид деятельности, вызывающий
негативные изменения в состоянии почвенного покрова - сельское хозяйство.
Интенсивное освоение земель повлекло за собой развитие дефляции, а пахота
вдоль склона активизирует водно-эрозионные процессы. Орошение часто
вызывает вторичное засоление почв. Недостаточное внесение органических
удобрений, не компенсирующее потери органических веществ, приводит к
дегумификации, нерациональное использование пестицидов - к загрязнению
почв. Бессистемный выпас скота - приводит к уничтожению растительного
покрова, активизации ветровой и водной эрозии.
Таким
образом,
в
результате
деятельности
человека
изменение
природных экосистем может достигать огромных размеров и иметь негативные
последствия. В этой связи эффективное природопользование, в частности
сельскохозяйственное использование почв, может осуществляться только при
строжайшем учете и контроле воздействия всех факторов на почву.
Для улучшения свойств и экологического состояния почвенного покрова
необходимо проведение комплекса мероприятий. Для улучшения структуры и
предотвращения уплотнения почв необходимо соблюдать сроки обработки
почв. Для снижения дегумификации – внесение органических удобрений. В
условиях сильной расчлененности рельефа система земледелия должна быть
13
почвозащитной. Соблюдать установленные нормативы качества и поливные
нормы оросительной воды. Чтобы не допустить вторичного засоления и
осолонцевания почв на пахотных почвах, необходимо проводить анализы
оросительной воды. На солонцах необходимо гипсование.
14
5. Список использованной литературы
1. Ковриго В.А. Почвоведение с основами геологии / В.П. Ковриго, И.С.
Кауричев, Л.М. Бурлакова. – М.: Колосс, 2009. – 447 с.
2. Мищенко, Л.Н. Почвы Омской области и их сельскохозяйственное
использование / Л.Н. Мищенко, В.М. Прудникова - Омск: ОмСХИ, 1986 -105 с.
3. Семенкин А.И., Аваева О.С. Методические указания к учебной практике по
курсу почвоведение: 3-е изд-е перер.и доп. – ОмГАУ, 1994. –43 с.
4. Убогов В.И., Халидова С.Д. Методические указания к курсовой работе по
почвовоедению: 3-е изд-е перер. – ОмГАУ , 2005. -27 с.
5. Леонова В.В., Мищенко Л.Н., Азаренко Ю.А. /Лабораторный практикум по
почвоведению/Омск: ОмГАУ, 2002 г.
6. Попова В.В. Почвоведение. Учебно-методическое пособие для выполнение
лабораторно-практических работ / Галеева Л.П.
- Новосибирск: «Агро-
Сибирь», 2006, - 67с
15
Приложение 1
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
1
2
3
Bgc
Аc
Bg
Аg
АВgc
Ас
В1кд
сс
0
Акс
0,5
4
(1- Солончак луговой сульфатно – хлоридный поверхностный глинистый; 2 –
Солончак
луговой
сульфатно
–
хлоридный
поверхностный
тяжелосуглинистый; 3 – Солончак лугово – болотный хлоридно –
сульфатный поверхностный глинистый; 4- Солончак соровый сульфатно
– хлоридный поверхностный глинистый)
16
Приложение 2
17
Приложение 3
18
Приложение 4
19