Антропогенные изменения состава чернозёмных почв

Введение. Россия – страна с самой большой территорией и огромными земельными ресурсами в мире. Земля и земельные ресурсы являются источником богатства для абсолютно всех государств, поскольку они являются пространственной основой различного общественного производства, жилья и жизни людей, а также являются средствами производства в нескольких секторах национальной экономики. Благодаря сельскохозяйственной деятельности наша страна получает более 90% продуктов питания. В условиях большой площади отдельных регионов имеется разнообразие природно-климатических и почвенных условий России определяет рациональное использование земельных ресурсов с учетом особенностей почвенного покрова на региональном и федеральном уровнях управления [6].

Почва выполняет множество функций, обеспечивая устойчивость отдельной биологической экологической среды и всей биосферы. Использование агрономических и экологических функций почвы обеспечивает благополучие и выживание человечества. Можно заметить, что экологическая и агрономическая роль почвы в биосфере и жизни человека незаменима, и даже плодородие почвы, как важнейшая функция почвы, является лишь частью незаменимой экологической роли почвы в биосфере и жизни человека. Защита и рациональное использование почвы является необходимым условием для нормального существования и жизнедеятельности биосферы и дальнейшего развития человеческой цивилизации [5].

В настоящее время антропогенное воздействие на почву привело к разрушению крупномасштабного почвенного покрова, загрязнению почвы и ухудшению ее характера. Убыток составляет около 1,5-2 миллиардов гектаров почв сельскохозяйственного назначения. Уменьшение количества гектаров плодородной почвы, а также продолжающееся сокращение сельскохозяйственных угодий из-за процессов разрушения создали опасную ситуацию не только для природы, но и для всего человечества.

Основные процессы деградации земель сельскохозяйственного назначения включают длительное неиспользование земель; зарастание сорняками, кустарниками и лесом; почвенную эрозию; наводнения и заболачивание; засоление, опустынивание и загрязнение опасными химическими веществами; добычу полезных ископаемых и строительные работы. В большинстве регионах России данные отрицательные явления так или иначе наблюдаются на землях сельхоз назначения [4].

В связи с этим определение степени деградационных изменений и антропогенной трансформации почв сельскохозяйственных угодий является актуальным и имеет теоретическое значение для оценки особенностей проявления и развития элементарных почвенных процессов на сельскохозяйственных землях и определяет практическую необходимость агроэкологической и гигиенической оценки почв в районах освоения сельскохозяйственных угодий. негативные процессы, ухудшающие качество земель, с целью разработки рекомендаций, направленных на предотвращение и уменьшение негативного антропогенного воздействия на экосистемы, что и определило цель и задачи нашего исследования [1].

Цель исследований: установить влияние антропогенных воздействий на аллювиальные почвы сельскохозяйственных земель.

При этом решению подлежат следующие задачи:

• 1.    Оценить степень вреда, причинённого почвам сельскохозяйственных земель, в результате снятия и перекрытия плодородного слоя почвы.

• 2.    Установить степень изменения показателей плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения по величине pH; содержанию органического вещества; степени обеспеченности доступными формами K2O и P2O5 в связи с нарушением технологии проведения вскрышных работ и рекультивации нарушенных земель.

Объекты и методы исследования: исследования проводились на основании анализа экспертного заключения сделанного на земельном участке сельскохозяйственного назначения с почвенными пробами аллювиальной зернистой почвы, отобранными на глубине 0-20 см [7].

Определение pH водной вытяжки выполняли по ГОСТ 26423-85-Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, pH и плотного остатка водной вытяжки.

Содержание подвижных соединений обменного калия и подвижного фосфора выполняли по ГОСТ Р 54650-2011-Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО.

Отбор почвенных образцов осуществляли согласно ГОСТ 17.4.3.01-2017 «Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб». Для отбора проб почвы использовали лопату копательную остроконечную «ГОСТ 19596-87».

Результаты и обсуждения. Как видно из данных, полученных на глубинах 0-20 см исследуемого участка, было установлено снижение органического вещества, содержания P2O5 и K2O, а также снижение pH солевой и водной вытяжки. Разница между контрольной пробой и пробой с минимальным содержанием органического вещества в почве составило 31,81 %. Эта же разница в содержании подвижного калия и фосфора составляет 96,51 и 91,43 % соответственно. Данная разница при измерении кислотности водной и солевой вытяжки составила 9,88 % для водной и 11,11 % для солевой вытяжки [2].

Нами установлены значительные изменения в количестве доступных форм элементов питания, как в отношении количества калия и фосфора, так и для других важных значений. Проведение вскрышных земельных работ на землях сельхозназначения являлось главной причиной нарушения целостности плодородного слоя чернозёмных почв и ухудшения показателей его плодородия. Так, доказано снижение количества органического вещества в слое 0-20 см в почвах нарушенной земельной площади. А именно в сравнении с исходным контрольным количеством органических веществ в почве - 6,98 ±0,69, количество органического вещества в почве нарушенной земельной площади уменьшилось до 5,39% в среднем, или с колебаниями снижения органического вещества от 4,41 до 6,27%, что подтверждает степень утраты органического вещества в 1,3-1,6 раза. Разница в изменении количества органического вещества в сравнении с образцом, который был использован как контрольный, и образцом с низким уровнем истощения органического вещества в почве составляет 12,89 %, в сравнении со средним уровнем истощения разница имеет значение 23,35 %, а если сравнивать эталонный образец и образец с высоким уровнем истощения разница равна 31,81 % (рис. 1).

Установлено ухудшение в количестве питательных элементов – подвижных форм калия и фосфора. Так, количество обменного калия уменьшилось в 2,7 раза если в ненарушенной контрольной пробе почвы содержание обменного калия достигало 1031±103 мг/кг, то в почвенных пробах нарушенной земельной площади его количество составило в среднем 158,9 мг/кг с колебаниями в количестве от 69 мг/кг до 456 мг/кг. Разница в колебании количества подвижного калия в почве изменяется в больших диапазонах. Изменения в различии между контрольным и образцом с низкой степенью истощения составляют 4,56 %. Разница в показаниях в сравнении образца со средним уровнем истощения составляет 55,77 %, а если сравнивать образец с высоким уровнем истощения, то разница составляет 91,34 % [3].

Влияние антропогенных изменений на количественное содержаниеорганических веществ в пахотном слоечернозёмных почв

Рисунок 1 – Влияние антропогенных изменений на количественное содержание органических веществ в пахотном слое чернозёмных почв

Такие же колебания в количестве подвижного фосфора в слое почвы 0-20 см нарушенным плодородия земель, с колебаниями от 13 мг/кг до 753 мг/кг, или от «очень низкой» до «средней» степени обеспеченности подвижным фосфором. Процент потери подвижного фосфора (P2O5) в почве колеблется, составляет 43,69 % на низком уровне истощения, на средних значениях утрата достигает 90,57 %, а на высокой степени истощения утрата составила 96,51 % по сравнению с эталонными значениями, которые были взяты для контроля проб (рис. 2).

Выявлено изменение реакции среды водной вытяжки (H 2 O) пахотного слоя почвы в сторону его подщелачивания, увеличение щелочности почвы до pH 7,3-8,1 среднем значении pH водн 7,74. При этом отмечается некоторое снижение щелочности почвы с её подкислением до pH солевой 6,4-7,2 при среднем уровне pH сол 6,74 в солевой вытяжке почвы (рис. 3).

Особенности количественного изменения питательных элементов (подвижного фосфора и калия) в пахотном слое почвы

■ Массовая доля подвижного фосфора (Р2О5), мг/кг ■ Массовая доля подвижного калия (К2О), мг/кг

Рисунок 2 – Особенности количественного изменения питательных элементов (подвижного фосфора и калия) в пахотном слое почвы

Степень воздействия антропогенеза на изменение реакции среды чернозёмных почв (0-20 см)

Рисунок 3 – Степень воздействия антропогенеза на изменение реакции среды чернозёмных почв (0-20 см)

Заключение. Установленные степени снижения количественного содержания органического вещества, подвижных форм калия и фосфора в почвах нарушенной площади земель, а также изменения реакции среды как солевой, так и водной вытяжки, являются доказательствами нарушения целостности пахотного слоя чернозёмной почвы и ухудшения его производительной способности с утратой показателей количественного содержания органических веществ подвижных доступных форм фосфора и калия изменения реакции среды.