Сравнительная характеристика устойчивости различных типов почв юга России к сочетанному загрязнению

Вклад свинцового загрязнения в изменение биологических свойств почвы при сочетанном загрязнении свинцом и магнитным полем. Сходность чернозема и бурой лесной почвы по степени устойчивости к сочетанному загрязнению. Устойчивость серопесков к загрязнению.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 12.05.2017
Размер файла 29,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Южный федеральный университет

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСТОЙЧИВОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПОЧВ ЮГА РОССИИ К СОЧЕТАННОМУ ЗАГРЯЗНЕНИЮ

Мазанко Мария Сергеевна

Колесников Сергей Ильич д.с-х.н., профессор

Денисова Татьяна Викторовна д.б.н., профессор

Ростов-на-Дону, Россия

Основной вклад в изменение биологических свойств почвы при сочетанном загрязнении свинцом и переменным магнитным полем вносит свинцовое загрязнение. Вклад взаимодействия факторов составляет 20-30%. Вклад переменного поля был незначительным или недостоверным.

Чернозем и бурая лесная почва сходны по степени устойчивости к сочетанному загрязнению. Серопески имеют меньшую устойчивость

Ключевые слова: ЧЕРНОЗЕМ, БУРАЯ ЛЕСНАЯ ПОЧВА, СЕРОПЕСКИ, УСТОЙЧИВОСТЬ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ, СВИНЕЦ, ПЕРЕМЕННОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ.

Почвы юга России отличаются высоким биоразнообразием и широким спектром типов почв, отличающихся друг от друга по биологическим, физическим и химическим свойствам, почвообразовательными процессами.

К примеру, чернозём обыкновенный является ценным сельскохозяйственным ресурсом - 50% всех пашен Российской Федерации приходится именно на черноземы. Это почва, богатая гумусом, с высоким количеством и разнообразием микроорганизмов, высоким уровнем ферментативной активности и высокой поглотительной способностью.

Бурые лесные беднее чернозема, и, помимо этого, имеют подкисленную реакцию среды, а также формируются в условиях переувлажнения. Таким образом, они имеют отличный от чернозёмов видовой состав микробных комплексов, что, в свою очередь, влияет и на изменение биологических свойств почв под воздействием загрязнителей различной природы. загрязнение свинец почва чернозем

Помимо богатых гумусом и устойчивых к воздействиям окружающей среды почв, на юге России находятся и бедные, слабо устойчивые почвы. К таким почвам относятся серопески. Они бедны гумусом, их микробные комплексы бедны и неустойчивы, активность ферментов низкая. Это неустойчивые к загрязнениям почвы. [1-3]

Такое разнообразие почв требует тщательного рассмотрения устойчивости биологических свойств каждой из них для оценки общей степени устойчивости почв юга России к различным факторам окружающей среды, в том числе и к химическим и электромагнитным загрязнениям.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Объектами исследования были зональные (чернозем обыкновенный и бурая лесная почва) и интразональные (серопески) почвы юга России (табл. 1).

Почву для модельных экспериментов отбирали из верхнего слоя 0-20 см.

Таблица 1

Характеристика мест отбора почв

Название почвы

Место отбора

Угодье

pH

Содержание гумуса, %

Чернозем обыкновенный

г. Ростов-на-Дону, Ботанический сад ЮФУ

пашня

7,7

4,9

Бурая лесная почва

Республика Адыгея,

п. Никель

грабово-буковый лес

5,4

4,4

Серопески

Ростовская область,

Каменский р-н

разнотравно-злаковая степь на песках

7,4

1,3

Почву для модельных экспериментов отбирали из верхнего слоя 0-20 см. Почву высушивали до воздушно-сухого состояния, помещали в стеклянные сосуды, увлажняли до 60% от общей влагоёмкости. В увлажненную почву вносили нефть в количестве 2, 5 и 10% от массы почвы. Затем образцы подвергали воздействию ПеМП индукцией 300, 1500 и 3000 мкТл промышленной частоты 50Гц в соленоидах. Контролем служил незагрязненный образец. Помимо сочетанного загрязнения, в опыте присутствовали варианты только химического загрязнения и только электромагнитного воздействия.

Почву инкубировали 10 суток. Через указанный срок всю массу почвы извлекали из вегетационного сосуда и перемешивали, тем самым получали «средний образец», из которого отбирали пробы на определение исследуемых показателей.

Лабораторно-аналитические исследования выполнены с использованием методов, общепринятых в биологии, почвоведении и экологии. [4]

О ферментативной активности почвы судили по активности каталазы и дегидрогеназы, которую определяли по Галстяну (1978). По рекомендации А.Ш. Галстяна (1978) активность почвенных ферментов изучали при естественной рН почвы.

Численность бактерий и микроскопических грибов учитывали методом посева почвенной суспензии на плотные питательные среды. Аммонифицирующие бактерии выделяли на МПА (мясо-пептонный агар) Численность спорообразующих бактерий учитывали так же глубинно на МПА из предварительно пастеризованной суспензии. Численность грамотрицательных бактерий определяли глубинно на среде МПА с добавлением бриллиантового зеленого. Численность грибов учитывали на подкисленной среде Чапека. Численность амилолитических бактерий учитывали поверхностным посевом на КАА (крахмало-аммиачном агаре), так же учитывали численность актиномицетов.

Для определения фитотоксичности почвы использовали изменение показателей интенсивности начального роста: длина корней, длина побегов. В качестве тест-объектов использовали редис (Raphanus sativus).

Для определения биомассы почвенных микроорганизмов пользовались регидротационным методом определения почвенной биомассы.

Статистическая обработка данных была произведена с использованием статистического пакета Statistica 6.0 для ПК. Рассчитывали основные показатели вариационной статистики: среднее среднего (M m), стандартное отклонение (s), коэффициент вариации (CV). Для оценки достоверности влияния излучений на показатели биологической активности почвы использовали дисперсионный анализ. Двухфакторный дисперсионный анализ использовали для оценки вклада каждого из факторов и их взаимодействия в наблюдаемый эффект воздействия.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДАНИЯ На основании полученных в процессе модельного эесперимента данных посредством двухфакторного дисперсионного анализа были установлены вклады каждого из загрязняющих факторов в изменение биологических свойств каждой из почв, а также вклад совместного действия факторов (Табл. 2). Подробнее о реакции каждого из факторов на сочетанное загрязнение можно прочитать в статьях [5-7].

Основное влияние на изменение биологических свойств почвы оказало загрязнение свинцом. Наибольшее воздействие оно оказало на активность ферментов - каталазы и дегидрогеназы. Вклад переменного магнитного поля в активность ферментов для всех типов почв оказался недостоверным, за исключением бурой лесной почвы, для которой он составил 14%.

Вклад сочетанного действия факторов, т.е. то воздействие, которое оказывают факторы, действуя вместе, составил 15-22% для чернозема и 17% для бурой лесной почвы. Наиболее чувствительными оказались серопески - вклад взаимодействия факторов для них составил 22-27%.

Вклад действия свинца в изменение численности почвенных микроорганизмов в целом был ниже, чем в изменение активности ферментов, за исключением численности актиномицетов.

Переменное магнитное поле не вносило достоверного вклада в численность амилолитических бактерий и актиномицетов. Для аммонифицирующих грамположительных и грамотрицательных бактерий, нефтеокисляющих бактерий вклад переменного магнитного поля составил 21-31% для разных типов почв.

Таблица 2

Вклад отдельных факторов в изменение биологических свойств чернозема обыкновенного, бурой лесной почвы и серопесков при сочетанном воздействии свинца и переменного магнитного поля

Чернозем

Бурая лесная почва

Серопески

ПеМП

Свинец

Взаимодействие факторов

Ошибка

ПеМП

Свинец

Взаимодействие факторов

Ошибка

ПеМП

Свинец

Взаимодействие факторов

Ошибка

Активность

каталазы

5%

68%*

22%*

5%

12%

62%*

17%*

9%

7%

59%*

27%*

7%

Активность

дегидрогеназы

7%

71%*

15%*

7%

14%*

70%*

5%

11%

9%

61%*

22%*

8%

Численность

аммонифици-

рующих

бактерий

28%*

45%*

17%*

10%

25%*

40%*

24%*

11%

23%*

38%*

27%*

12%

Численность споро-

образующих

бактерий

26%*

42%*

23%*

9%

24%*

56%*

12%

8%

21%*

51%*

15%

13%

Численность грам-

отрицательных

бактерий

31%*

40%*

14%

15%

28%*

44%*

19%*

9%

24%*

35%*

31%*

10%

Численность

амило-

литических

бактерий

12%

58%*

20%*

10%

10%

54%*

24%*

12%

14%

45%*

29%*

12%

Численность актиномицетов

10%

75%*

7%

8%

7%

83%*

4%

6%

7%

64%*

21%*

8%

Численность нефте-

окисляющих

бактерий

15%*

64%*

15%*

6%

18%*

60%*

10%*

12%

12%

72%*

10%*

6%

Обилие

микромицетов

20%*

52%*

20%*

8%

18%*

49%*

24%*

9%

16%*

43%*

29%*

12%

Длина побегов и корней

14%

68%*

6%

12%

10%

77%*

6%

7%

11%

66%*

8%

15%

Биомасса

17%*

43%*

27%*

13%

19%*

50%*

25%*

6%

-

-

-

-

Сочетанное воздействие, обеспечивающее взаимодействие двух загрязнителей разной природы, так же вносило вклад в изменение численности микроорганизмов. Для чернозема этот вклад составил 17-23%, бурой лесной почвы - 10-24%, серопесков - 21-31%.

Такой вклад переменного магнитного поля и взаимодействия факторов можно объяснить тем, что микроорганизмы являются более высокоорганизованными живыми объектами, по сравнению с отдельными белковыми молекулами ферментов, а значит, имеют большее количество мишеней для влияния переменного магнитного поля, а значит, и взаимодействия свинца и переменного магнитного поля.

Среди почв разных типов бурая лесная почва и чернозем имели сходную чувствительность к сочетанному загрязнению, серопески же оказались наиболее чувствительным типом.

Переменное магнитное поле не оказало достоверного влияния на фитотоксичность почв, в то время как свинцовое загрязнение внесло вклад в изменение фитотоксичности в размере 66-77% для разных типов почв.

Достоверного вклада взаимодействия свинцового загрязнения и переменного магнитного поля обнаружено не было для всех типов почв.

В изменение биомассы вклад свинцового загрязнения был ниже, чем в остальные биологические почвенные показатели, и составил 43% для чернозема и 50% для бурой лесной почвы. Так же, был отмечен значительный вклад переменного магнитного поля - 17 и 19% для чернозема и бурой лесной почвы соответственно.

Вклад взаимодействия факторов оказался сходен для чернозема и бурой лесной почвы составил 27% и 25% соответственно.

В целом можно сделать вывод, что основной вклад в изменение биологических показателей всех типов почв вносит химическое загрязнение свинцом. Вклад переменного магнитного поля был меньше, а часто оказывался недостоверным. Тем не менее, не оказывая воздействия непосредственно, переменное магнитное поле опосредованно оказывало воздействие на биологические показатели: как вклад взаимодействия факторов, который составил в среднем 20-30% для разных типов почв.

В целом, чернозем и бурая лесная почва показали сходную степень устойчивости к сочетанному загрязнению свинцом и переменным магнитным полем. Серопески оказались более чувствительными. Это можно объяснить тем фактом, что чернозем и бурая лесная почва являются почвами, богатыми органическим веществом, в том числе гумусом, обладающими сложными устойчивыми микробными сообществами, высокой степенью ферментативной активности, значительным биоразнообразием и т.д. Всё это определяет высокую степень устойчивости почв к факторам окружающей среды, в том числе к загрязняющим веществам и физическим воздействиям.

Серопески являются почвами, обладающими меньшим запасом органических вещество, более бедными по видовому составу и общей численности микробными сообществами, низкой активностью почвенных ферментов. Всё это приводит к тому, что серопески оказываются менее устойчивыми к разнообразным воздействиям окружающей среды.

Выводы

1. Основной вклад в изменение биологических свойств почвы при сочетанном загрязнении свинцом и переменным магнитным полем вносит свинцовое загрязнение. Вклад взаимодействия факторов составляет 20-30%. Вклад переменного поля был незначительным или недостоверным.

2. Чернозем и бурая лесная почва сходны по степени устойчивости к сочетанному загрязнению. Серопески имеют меньшую устойчивость.

Список литературы

1. Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Почвы Юга России. Ростов-на-Дону: Изд-во «Эверест», 2008. 276 с.

2. Вальков В.Ф., Колесников С.И., Казеев К.Ш. Почвы юга России: классификация и диагностика. Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ, 2002. 168 с.

3. Казеев К.Ш., Вальков В.Ф., Колесников С.И. Атлас почв Юга России. Ростов н/Д: Изд-во «Эверест», 2010, 128 с.

4. Казеев К.Ш., Колесников С.И., Вальков В.Ф. Биологическая диагностика и индикация почв: методология и методы исследований. Ростов н/Д: Изд-во Рост. ун-та, 2003. 204 с.

5. Мазанко М.С., Колесников С.И., Денисова Т.В., Казеев К.Ш., Даденко Е.В., Кузнецова Ю.С., Кузина А.А. Изменение численности микроорганизмов серопесков под влиянием сочетанного загрязнения свинцом и переменным магнитным полем // Политематический сетевой электронный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ). 2012. № 08(82). http://ej.kubagro.ru/2012/08/pdf/74.pdf.

6. Мазанко М.С., Акименко Ю.В, Денисова Т.В., Колесников С.И. Устойчивость аммонифицирующих бактерий различных типов почв юга России к сочетанному загрязнению свинцом и переменным магнитным полем // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. - Т. 15, № 3 (5). С. 1359-1363.

7. Мазанко М.С., Денисова Т.В., Колесников С.И., Вернигорова Н.А., Чернокалова Е.В., Никитенко К.А., Бубнова А.А. Устойчивость чернозема обыкновенного к сочетанному загрязнению свинцом и электромагнитным полем // Инженерный вестник дона. 2013. № 3. http://ivdon.ru/magazine/archive/n3y2013/1792.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Прогресс развития адаптивно-ландшафтного земледелия. Описание и поиск решения проблем возобновления биологических свойств почв Центрального региона Российской Федерации. Сущность биологической деградации почв. Методы повышения наукоемкости агротехнологий.

    реферат [52,3 K], добавлен 22.01.2015

  • Характер и величина изменения свойств почвы при сельскохозяйственном использовании. Особенности строения профиля почвы на многолетней залежи и пашне. Содержание гумуса и подвижных элементов питания. Наличие подвижного фосфора на пашне в верхних слоях.

    статья [19,4 K], добавлен 31.07.2013

  • Исследование механического состава и физических, химических и биологических свойств почвы, механизмов самоочищения почвы. Анализ влияния почв на температурно-влажностный режим животноводческих помещений, санитарно-гигиеническое состояние территории ферм.

    реферат [36,1 K], добавлен 24.01.2012

  • Рассмотрение плодородия почвы как способности удовлетворять потребности растений в элементах питания и воде. Виды плодородия почв, роль гумуса. Изучение плодородия почв с помощью космических методов. Обзор динамики свойств почвы Чувашской республики.

    курсовая работа [32,2 K], добавлен 29.03.2011

  • Особенности почвы, ее некоторые свойства. Методы воздействия на почвы. Специфика определения свойств почвы. Мелиорация - комплекс приемов по улучшению свойств почвы. Почва для растений защищённого грунта. Основные правила составления плодородного грунта.

    реферат [15,6 K], добавлен 29.09.2011

  • Понятие почвы как среды обитания различных микроорганизмов, ее сущность, классификация и свойства. Основные виды, характеристика жизнедеятельности и методы определения состава микроорганизмов почвы, а также их роль в формировании почв и их плодородия.

    курсовая работа [36,0 K], добавлен 21.06.2010

  • Диагностика почвы по ее морфологическим признакам. Факторы почвообразования, ее морфология. Интерпретация данных состава, физических и физико-химических свойств почвы. Количество гумуса и характер его распределения по профилю. Реакция почвенного раствора.

    курсовая работа [109,2 K], добавлен 28.07.2011

  • Характеристика почвы - рыхлого, поверхностного слоя земной коры, обладающего плодородием. Содержание гумуса, характерное для различных типов почв. Взаимосвязь почв, растительности и климата. Свойства почв: плодородие, кислотность, структурность.

    презентация [4,0 M], добавлен 07.12.2015

  • Природные условия почвообразования и характеристика процесса. Агрохимическая и агрофизическая характеристика серой лесной среднесуглинистой почвы. Валовой химический состав. Групповой состав гумуса. Рекомендации по рациональному использованию почв.

    курсовая работа [190,0 K], добавлен 11.12.2011

  • Агроклиматическая характеристика Пошехонского района. Анализ агрохимических свойств почвы. План внесения органических удобрений в севооборот в период ротации. Определение потребности почвы в известковании. Баланс гумуса, питательных веществ в севообороте.

    курсовая работа [125,0 K], добавлен 06.03.2015

  • Наблюдение за изменением плодородия почвы в связи с глубиной ее обработки и внесением органических удобрений. Визуальный осмотр проб грунта с пришкольного участка. Описание опыта "Влияние почвы на урожай капусты" и результаты наблюдений за растениями.

    реферат [2,1 M], добавлен 05.04.2012

  • Характеристика морфологических элементов и признаков почвы. Типы строения почвенного профиля. Система символов для обозначения генетических горизонтов почв. Влияние химического состава на окраску почв. Классификация почвенных новообразований и включений.

    реферат [178,5 K], добавлен 22.12.2013

  • Рациональная обработка почвы как важное звено в системе мероприятий по обеспечению культуры земледелия, методы и особенности. Характеристика почв Крыма. Чизелевание как эффективный способ безотвального рыхления почвы, его применение на крымских почвах.

    реферат [13,8 K], добавлен 07.04.2009

  • Диагностика почвы по ее морфологическим признакам. Факторы почвообразования. Интерпретация физических свойств почвы: гранулометрический состав, плотность твердой фазы и сложения, порозность. Количество гумуса и характер его распределения по профилю.

    курсовая работа [116,6 K], добавлен 28.07.2011

  • Характер эксплуатации плугов в лесном хозяйстве. Разнообразие обрабатываемых площадей. Обработка почвы плугами в междурядьях садов. Озеленение площадей после застройки. Виды основной обработки почвы. Вспашка почвы под лесные и плодовые культуры.

    презентация [2,9 M], добавлен 22.08.2013

  • Механическая обработка почвы в сочетании с внесением удобрений и другими агротехническими приемами — одно из условий получения высоких и устойчивых урожаев. Способы обработки почвы зависят от ее качества, зоны и биологических особенностей культуры.

    лекция [18,2 K], добавлен 28.05.2008

  • Изучение свойств и определение территорий распространения подзолистых почв как типичных почв хвойных и северных лесов. Природно-климатические условия подзолистых почв. Морфология, генезис формирования и агрономическое использование подзолистых почв.

    реферат [33,4 K], добавлен 12.09.2014

  • Агрохимическое обследование почв и его роль в диагностике питания. Значение и методы определения актуальной, обменной и гидролитической кислотности почвы. Диагностика азотного, фосфорного и калийного питания. Оценка показателей эффективного плодородия.

    курсовая работа [129,6 K], добавлен 27.04.2014

  • Основные морфологические признаки почвы: профиль, новообразования, почвенная структура, цвет (окраска) и включения. Гранулометрический состав почв. Сельскохозяйственное использование и охрана бурых лесных почв. Элементы буроземообразовательного процесса.

    курсовая работа [37,3 K], добавлен 01.03.2015

  • Критерии взаимовлияния леса и почвы. Влияние различных параметров почвы и почвообразующей породы на лесопригодность и другие условия местности. Анализ современной почвенной ситуации в Российской Федерации и методики повышения уровня ее лесопригодности.

    реферат [44,8 K], добавлен 02.09.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.