Дегумификация почв

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Новгородский государственный университет

Имени Ярослава Мудрого

Институт экономики и управления

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Экология»

Дегумификация почв

Выполнил: студент гр. 0431 з.о.

ФИО: Иванюшко Татьяна Сергеевна

Номер зачетной книжки: 0431з.о.-05

Проверил: Васильева Галина Васильевна

Великий Новгород 2012

Содержание

Введение

1. Понятие «гумус»

2. Дегумификация почвы

3. Гумусообразование

Заключение

Литература

Введение

Важнейшим видом природных ресурсов являются земельные ресурсы. К ним относятся все земли, независимо от целевого назначения, категории и формы собственности. Значение земель как ресурса многообразно и может рассматриваться в качестве территории, недр с набором полезных ископаемых, почвенных ресурсов, пространственного базиса для нужд производства, экосистем, собственности и средств производства.

Антропогенное воздействие на земли сельскохозяйственного назначения со временем возрастает. Уже в древности усиленная сельскохозяйственная деятельность неоднократно приводила к их деградации, повлекшей за собой гибель целых цивилизаций и превращение ранее плодородных земель в пустыню. Воздействие на земли оказывают все виды хозяйственной деятельности человека - сельское хозяйство, строительство, промышленность и транспорт.

Ухудшение состояния почвенного покрова может быть связано как с естественными, так и с антропогенными факторами. К основным последствиям хозяйственной деятельности человека можно отнести: почвенную эрозию, загрязнение, истощение и подкисление почв, их осолонцевание, переувлажнение и оглеение, деградацию минеральной основы почв, их обеднение минеральными веществами и дегумификацию.

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. Избыточное внесение минеральных удобрений может вызвать их подкисление, а бессистемный выпас скота - привести к уничтожению растительного покрова, активизации ветровой и водной эрозии, загрязнению почв навозом.

1. Понятие «гумус»

Дегумификация - процесс снижения содержания гумуса, особенно гуминовых кислот, который возникает, в основном, как следствие эрозии.

Гумус -- слой почвы, составляющий основную часть её органического вещества (до 90%). Гумус содержит питательные элементы, необходимые высшим растениям и образующиеся в результате биохимического превращения растительных и животных остатков; он является важным критерием при оценке плодородности почвы.

Гумус составляют индивидуальные (в том числе специфические) органические соединения, продукты их взаимодействия, а также органические соединения, находящиеся в форме органоминеральных образований.

Гумус является продуктом жизнедеятельности почвенных организмов, прежде всего дождевых червей. На роль дождевых червей в образовании гумуса указал Чарльз Дарвин. Растения не могут непосредственно усваивать гуминовые вещества. Это в начале XX века показал Д. Н. Прянишников. Разложением гумуса для растений занимаются симбиотические микроорганизмы.

Над созданием гумуса трудятся живущие в земле организмы. Основу сообщества составляют всевозможные бактерии, актиномицеты, микрогрибы, водоросли. Свой вклад в процесс вносят черви, жуки, мокрицы, многоножки - они измельчают и подготавливают растительные остатки для переработки. На вершине этой биологической пирамиды - дождевые черви. Пропуская через себя почву, они оставляют на выходе органоминеральный комплекс, в котором количество доступных для растений элементов возрастает в среднем в одиннадцать раз.

Масса червей составляет от 50 до 70% всей биомассы почвы. Самые «прожорливые» представители почвенного микромира - кольчатые черви - дождевые, норные, подстилочные. Жизнь червей длится 10-15 лет. Каждая особь откладывает за лето от 18 до 24 коконов, в которых содержится 1-21 яйцо. У червя пять сердец, расположенных вдоль всего тела. Мнение о том, что из разрезанного пополам червя получается два, неверно. Может не остаться ни одного, если одно из сердец будет отсечено от остального тела.

Почвы состоят из органической и минеральной части (глина, песок). Но минеральная составляющая - это только каркас. Чуть ли не все свойства почвы напрямую зависят от содержания в ней гумуса.

Как известно, земля средней полосы России гумусом не богата (от 1 до 5%). В подзолистых и дерново-подзолистых почвах его немного, легкие, песчаные и супесчаные просто бедны. Зато в черноземах содержится 10-12% гумуса, а в странах Западной Европы эта цифра поднимается до 15%.

Одна из важнейших функций гумуса - накопление минерального питания растений. На его многофункциональных молекулах, как на складах, удерживаются минеральные составляющие. Такое устройство позволяет почве оставаться плодородной даже при значительных осадках и обилии талых вод.

Кроме этого, гумус способствует созданию хорошей структуры почвы. Гумусные почвы всегда рыхлые, комкообразные, воздухо- и влагоемкие. Вот почему даже в сильную жару в лесу или на лугу ничто не «сгорает», в отличие от обрабатываемых участков, где у почвы пылеобразная структура.

2. Дегумификация почвы

Дегумификация почв - потеря почвой гумуса по разным причинам, но главным образом, при изменении естественного хода почвообразования с освоением целинных почв и пастбищ под земледелие без применения специальных мероприятий по поддержанию гумусового состояния почв.

Поддержанию благоприятного гумусового состояния почв, сохранению и увеличению содержания гумуса способствуют введение правильных севооборотов с применением травосеяния (бобовых, злаковых трав), запашкой сидератов, внесением высоких норм органических удобрений (навоза, компостов), заделкой пожнивных остатков и применением минеральных удобрений. Многие старопахотные почвы степной и лесостепной зоны вследствие недостаточного внесения органических удобрений потеряли до 30% гумуса от исходного его содержания в целинных почвах. Потере гумуса в почвах способствует также эрозия и другие процессы, но эти процессы относятся к другому классу явлений -- разрушению почв.

Причины дегумификации почв:

· Нарушение баланса (биологического круговорота) минеральных и органических веществ в почве вследствии потерь, без соответствующего восполнения.

· Растворение и вынос с поверхностными и почвенными водами в результате дефляции и с урожаем;

· Недостаточное внесение органических и минеральных удобрений;

· Отсутствие мониторинга почвенного покрова;

· Водная и ветреная эрозия почв;

· Почвоохранные лесные насаждения недостаточны и распределены неравномерно: лесные колки, реки, озера часто не имеют лесов и водоохранных зон.

· Нарушение агротехнических почвозащитных приемов обработки (обработка сухой почвы, несоблюдение севооборотов).

· Заболачивание и вторичное засоление почв на орошаемых площадях вследствие природного процесса подъема почвенных и грунтовых вод и в результате аварии на магистральных водопроводах.

· Механическое влияние тяжелой техники.

· Недостаточные масштабы залужения оставляемых малопродуктивных пахотных земель.

Последние десятилетия, и особенно в наши дни, гумусовое состояние черноземов привлекает внимание исследователей с точки зрения деградационной дегумификации черноземов. Снижение запасов гумуса в черноземах многие считают национальной экологической катастрофой.

Факт снижения гумусового содержания в черноземах является достоверным и не вызывает сомнения. Однако географическая парадигма развития почв состоит в следующем: в процессе генезиса каждая почва и все ее свойства стремятся к устойчивому равновесию с окружающей средой.

Почвы, достигшие равновесия с окружающей средой, называют «климаксными». При неизменности факторов почвообразования вся система находится в стабильном состоянии, поддерживаемом обменом веществ и энергии между почвой и окружающей средой.

В разных почвах степной зоны темпы дегумификации неодинаковы.

Давно известен факт: более богатые в прошлом черноземы теряют гумус намного больше, чем малогумусные подтипы. Это достоверно подтверждено исследованиями за последние десятилетия. По мере снижения содержания в почвах органического вещества темпы дегумификации снижаются. Отсюда неизбежно следует вывод, что в земледелии обязательно наступит период стабилизации гумусового состояния черноземов в соответствии с относительной стабилизацией культуры земледелия.

Таким образом, почвенное плодородие после освоения целинных угодий под пашню находится в резком несоответствии с возникшими новыми условиями, новым соотношением компонентов биогеоценоза. Имеющийся фактический материал позволяет констатировать при современной системе земледелия резкий сдвиг продуктивности почв:

а) в сторону уменьшения потенциального плодородия - черноземы;

б) в сторону повышения потенциального плодородия - подзолистые почвы, сероземы, светло-каштановые и др.

Следовательно, процесс окультуривания почв, заключающийся в изменениях почвенных свойств, при одной и той же системе земледелия может приводить как к уменьшению, так и к повышению потенциального плодородия, определяемого богатством почв. Безусловно, все освоенные черноземы менее богаты, чем целинные почвы, и окультуривание, вероятно, не даст того обогатительного результата, какого может достигнуть луговая черноземная степь. Остальные почвы (в зависимости от культуры земледельца) становятся при освоении в пашню:

окультуренными, более плодородными, чем естественные почвы;

культурными - глубоко преобразованными с утратой некоторых природных свойств и приобретением новых благотворных качеств;

ухудшенными, выпаханными, истощенными, менее плодородными, чем естественные почвы.

При освоении целинных почв скорость преобразования свойств почв во времени неодинакова. С годами она меняется.

При окультуривании почв можно различать следующие стадии:

1.Стадия резкого несоответствия почвенных свойств и агроценозов.

Развивается в начальный период освоения почв. Происходит весьма интенсивное изменение почвенных свойств. Запасы гумуса или резко уменьшаются, или резко возрастают.

2.Стадия постепенных изменений почвенных свойств наступает по мере уравнивания несоответствия почвенных свойств и агроценозов.

3.Стадия равновесия: почвенные свойства -- агроценозы. На этой стадии обогащение почвы за счет растительных остатков, вынесения удобрений и жизнедеятельности агроценозов компенсируется минерализацией и отчуждением веществ с урожаем.

Плодородие почв с культурными биоценозами развивается вместе с развитием производительных сил.

Каждому уровню развития производительных сил соответствует своя продуктивность агроценозов. Это понятно, так как объем биологического круговорота определяется интенсивностью сельскохозяйственного использования. Данная черта является важнейшей в антропогенном почвенном процессе.

3. Гумусообразование

Гумусообразование (образование гумуса) -- процесс преобразования органических остатков в почве в гумус, состоит из процессов разложения органических остатков, синтеза вторичных форм и их гумификации.

В гумусообразовании активное участие принимают микроорганизмы и почвенные животные, которые перемешивают с почвой органические остатки и продукты их разложения и гумификации.

Микроорганизмы выделяют ферменты, при участии которых проходят процессы разложения и минерализации органических остатков. Разложение белков происходит до аминокислот, жиров -- до глицерина и различных жирных кислот, углеводов -- до моносахаридов, аминосахаров, уроновых кислот. Одновременно при этом протекают процессы гидролиза, окислительно-восстановительные процессы, приводящие к полной минерализации органических остатков. В аэробных условиях при гумусообразовании доминируют процессы окисления, в анаэробных - процессы восстановления.

Наряду с процессами разложения и минерализации остатков органики в почве протекают процессы их гумификации, в результате которых образуются гумусовые вещества, относительно устойчивые против разложения. антропогенный гумус удобрение эрозия

Сохранение гумуса - это одна из важнейших задач земледелия. В настоящее время в почвах России продолжается процесс разрушения гумуса, причем черноземы потеряли за последние 50 лет примерно половину гумуса. Причиной снижения запаса гумуса являются эрозия, при которой с почв смывается или сдувается верхний наиболее богатый гумусом слой.

Для повышения содержания гумуса в почвах используют органические удобрения такие как: навоз, солому и торф, а также выращивают почвовосстанавливающие культуры: многолетние травы, отказываются от применения высоких доз азотных минеральных удобрений. Сохранению гумуса способствует отказ от глубокой отвальной вспашки почвы.

Заключение

Повышение и поддержание почвенного плодородия -- одна из сложных и важнейших задач практической и теоретической работы земледельцев и ученых, тем более в условиях дороговизны и нехватки минеральных удобрений, горюче-смазочных материалов, техники и малого использования органических удобрений. Особенно остро эта проблема всегда стояла для черноземов. Многие десятилетия нашей истории использование их потенциального богатства, естественного состояния было едва ли не единственным источником поддержания жизненного уровня страны. Среди многих почв мира чернозем уникален. Он способен долгие годы сохранять свою производительную силу, создавая урожай растений без внесения удобрений. Важнейшим источником такой природной силы чернозема является его богатство органическим веществом.

Дегумификация является неизбежным процессом для почв, имеющих в естественном состоянии высокие запасы гумуса. Это в первую очередь касается черноземов. Практика сельскохозяйственного производства свидетельствует: при высокой культуре земледелия и насыщенности севооборотов многолетними травами малогумусные почвы, а также рекультивируемые горные породы, имеют тенденцию к росту содержания органических веществ в корнеобитаемом слое. Высокая урожайность сельскохозяйственных растений -- залог стабилизации гумусового состояния почв.

Литература

1. Акимова Т.В. Экология. Человек-Экономика-Биота-Среда: Учебник для студентов вузов/ Т.А.Акимова, В.В.Хаскин; 2-е изд., перераб. и дополн.- М.:ЮНИТИ, 2006.- 556 с

2. Акимова Т.В. Экология. Природа-Человек-Техника.: Учебник для студентов техн. направл. и специал. вузов/ Т.А.Акимова, А.П.Кузьмин, В.В.Хаскин - М.:ЮНИТИ-ДАНА, 2006.- 343 с

3. Воронков Н.А. Экология: общая, социальная, прикладная. Учебник для студентов вузов. М.: Агар, 2006. - 424 с.

4. Коробкин В.И. Экология: Учебник для студентов вузов/ В.И. Коробкин, Л.В.Передельский. -6-е изд., доп. И перераб.- Ростон н/Д: Феникс, 2007.- 575с.

Размещено на Allbest.ru