Экологическая оценка применения технологии освоения орошаемых земель с комплексным почвенным покровом

Щелочность рассчитана по водной вытяжке [13].

Пробы проанализированы в эколого-аналитической лаборатории РосНИИПМ. На этих же площадках и в те же сроки в шурфах определялась плотность сложения почв методом режущего кольца по Качинскому в трехкратной повторности [14].

Результаты и обсуждения. Почвы комплексного покрова уже по своей природе обладают рядом негативных свойств. В исследуемых почвах - черноземе южном, расположенном в комплексе с солонцами, наблюдалось присутствие токсичной щелочности и солонцеватости. Щелочность до мелиорации находилась в пределах 1,38-1,42 ммоль (экв)/100 г почвы, что по степени деградации характеризует данную почву как среднедеградированную - 2 степень. По содержанию обменного натрия чернозем южный относился к 1 степени деградации (слабодеградированный). Солонец до мелиорации по щелочности находился в той же степени деградации, что и чернозем южный, то есть был среднедеградированным (таблица 1).

Количество обменного натрия в нем было в среднем на 38 % выше, чем в южном черноземе, поэтому он относился по этому показателю к среднедеградированным почвам - 2 степень.

Химическая мелиорация фосфогипсом оказала существенное влияние на негативные свойства почв и, соответственно, на степень их деградации.

Размещено на http://www.allbest.ru//

Таблица 1 - Экологическая оценка по степени деградации почв комплексного покрова при различных

дозах фосфогипса и способах его внесения

Размещено на http://www.allbest.ru//

Как видно из таблицы 1, токсичная щелочность на черноземе южном при внесении 10 и 5 т/га фосфогипса была устранена уже в первый год его воздействия и не проявилась ни на третий, ни на пятый год последействия. К тому же 5 т/га Ф для этого вида почв достаточно для исключения негативного процесса. Чернозем южный по вышеназванному показателю стал недеградированным (степень деградации - 0). Аналогичная ситуация произошла с обменным натрием. Несколько иные результаты получены на солонце, который имел более высокую степень деградации, чем чернозем южный. Щелочность на солонце в первый год воздействия фосфогипса в дозах 5-10 т/га хоть и уменьшилась на 6-10 %, но почва осталась по этому показателю в той же степени деградации (2 степень). К третьему году после мелиорации солонец при дозе 10 т/га Ф перешел в категорию слабодеградированных почв (1 степень), а к пятому году при этой дозе щелочность исчезла, а солонец стал недеградированным.

Половинная расчетная доза фосфогипса - 5 т/га не устранила щелочность в солонце, и он по степени деградации и к пятому году воздействия мелиоранта остался среднедеградированным.

Снижение обменного натрия в солонце в первые три года последействия мелиоранта было практически одинаковым при дозах 5 и 10 т/га Ф. Почва приобрела по этому показателю 1 степень деградации (слабодеградированная).

Фосфогипс в дозе 5 т/га к пятому году последействия выработал свой ресурс, в результате чего наметилась тенденция к восстановлению солонцеватости почв. При 10 т/га Ф, наоборот, происходило снижение содержания обменного натрия, и он достиг 5 % от суммы ППК, что позволило отнести мелиорированный солонец к категории недеградированных почв. Полученные данные, математически обработанные, доказывают, что между промелиорированными почвами и контролем существует наименьшая существенная разница (НСР).

Экологическая оценка физических свойств почв проведена по плотности сложения почв (таблица 2). Типичные значения для пахотного слоя окультуренной почвы составляют 1,1-1,3 т/м3, в среднем 1,20 т/м3 [15]. До мелиорации чернозем имел плотность сложения в среднем по опытному участку 1,38 т/м3 и относился по этому показателю к слабодеградированным почвам. Солонец с плотностью сложения от 1,51 до 1,49 т/м3 до мелиорации имел типичные значения для подпахотных горизонтов, а почва характеризовалась как среднедеградированная. Из таблицы 2 видно, что сидерация и глубокое рыхление имели мелиорирующее воздействие на физические свойства почв, что совершенно не отразилось на физико-химических свойствах (см. таблицу 1). Комплексная мелиорация, включающая сидерацию, внесение фосфогипса и глубокое рыхление еще больше содействовала разуплотнению. Чернозем южный после мелиорации приобрел по этому показателю свойства недеградированной почвы, а солонец - слабодеградированной. Такое состояние сохранилось и к пятому году последействия фосфогипса. Однако следует отметить, что для разуплотнения почв на черноземе южном достаточно внесения и 5 т/га Ф, а на солонце лучший мелиорирующий эффект получен при внесении 10 т/га Ф. Так, плотность сложения солонца к пятому году после мелиорации на варианте с внесением 10 т/га Ф составила 1,30 т/м3 (сплошное внесение) и 1,28 т/м3 (выборочное внесение), а на варианте с внесением 5 т/га Ф - 1,35 т/м3.

Из таблиц 1 и 2 также видно, что по своим свойствам и чернозем, и солонец, промелиорированные фосфогипсом, выравниваются.

Особенно это заметно к пятому году исследований. Но для восстановления свойств чернозема южного достаточно 5 т/га Ф, а солонцу необходимо 10 т/га Ф.

Таблица 2 - Экологическая оценка по плотности сложения почв комплексного покрова при различных

дозах фосфогипса и способах его внесения

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Таким образом, при мелиорации почв с комплексным покровом следует отдать предпочтение технологии с выборочным способом внесения мелиоранта, то есть промелиорировать весь участок дозой фосфогипса, рассчитанной на полное вытеснение натрия из ППК зональной почвы. Затем внести на солонцы оставшуюся дозу мелиоранта, которая тоже рассчитана на полное вытеснение обменного натрия из почвенного поглощающего комплекса солонца. В нашем опыте это внесение 5 т/га Ф на весь участок и внесение 5 т/га Ф дополнительно на пятна солонцов.

На опытном участке проведено исследование на содержание подвижных форм тяжелых металлов, так как реальную угрозу для экосистем представляет не валовое содержание токсикантов, а содержание подвижных форм как более доступных растениям (таблица 3).

Таблица 3 - Содержание подвижных форм тяжелых металлов в почве

Степень загрязнения почв ТМ определялась путем сравнения содержания (усредненного значения) элемента с предельно допустимой концентрацией (ПДК) для подвижных форм соответствующего металла в почве или его фоновым содержанием [16, 17].

Содержание металлов в исследуемой почве в основном значительно ниже фонового уровня и ниже ПДК. Только содержание подвижной формы Pb находится в среднем в пределах фона (кларка), но ниже ПДК.

Проведенный анализ показал, что внесение фосфогипса в дозах 5 и 10 т/га не оказало воздействия на почву в отношении содержания тяжелых металлов. Можно наблюдать лишь незначительные изменения в значениях, но все они существенно ниже и ПДК и фоновых значений. Таким образом, при таком низком содержании анализируемых тяжелых металлов исключается вероятность их токсического действия на почвы.

Выводы

1 Токсичная щелочность на черноземе южном при внесении 10 и 5 т/га фосфогипса была устранена уже в первый год его воздействия и не проявилась ни на третий, ни на пятый год последействия. К тому же 5 т/га Ф для этого вида почв достаточно для исключения этого негативного процесса. Чернозем южный по данному показателю стал недеградированным (степень деградации - 0). Аналогичная ситуация произошла с обменным натрием.

2 На солонце щелочность в первый год воздействия фосфогипса в дозах 5-10 т/га хоть и уменьшилась на 6-10 %, но почва осталась по этому показателю в той же степени деградации (2 степень). К третьему году после мелиорации солонец при дозе 10 т/га Ф перешел в категорию слабодеградированных почв (1 степень), а к пятому году при этой дозе щелочность исчезла, а солонец стал недеградированным. Снижение обменного натрия на солонце происходило постепенно, и к пятому году исследований при дозе 10 т/га он достиг 5 % от суммы ППК, что позволило отнести эту почву в категорию недеградированных.

3 Устранение негативных свойств почв способствовало разуплотнению почв. По плотности сложения почвы чернозем приобрел степень недеградированной почвы, а солонец - слабодеградированной.

4 Почвы комплексного покрова при мелиорации фосфогипсом по экологическим показателям выравниваются, то есть почвенный покров становится более однородным. Но для устранения негативных свойств чернозема южного достаточно 5 т/га Ф, а солонцу необходимо 10 т/га Ф.

5 При мелиорации почв с комплексным покровом следует отдать предпочтение технологии с выборочным способом внесения мелиоранта, то есть промелиорировать весь участок дозой фосфогипса, рассчитанной на полное вытеснение натрия из ППК зональной почвы. Затем внести на солонцы оставшуюся дозу мелиоранта, которая тоже рассчитана на полное вытеснение обменного натрия из почвенного поглощающего комплекса солонца. В нашем опыте это внесение 5 т/га Ф на весь участок и внесение 5 т/га Ф дополнительно на пятна солонцов.

6 Сравнительный анализ содержания ТМ показал, что значения подвижной формы анализируемых металлов Zn, Pb, Ni, Cd, Cu не превышают предельно допустимых концентраций на исследуемых почвах комплексного покрова.

Список использованных источников

1 Андреев, Г. И. Экологическое состояние орошаемых почв на Нижнем Дону: монография / Г. И. Андреев, Г. А. Козлечков, А. Г. Андреев. - Днепропетровск, 2007. - 262 с.

2 Щедрин, В. Н. Теория и практика альтернативных видов орошения черноземов юга Европейской территории России: монография / В. Н. Щедрин, С. М. Васильев. - Новочеркасск: Лик, 2011. - 435 с.

3 Зайдельман, Ф. Р. Деградация мелиорированных почв России и сопредельных стран в результате изменения их водного режима и способы защиты / Ф. Р. Зайдельман. - Воронеж: Кварта, 2014. - 269 с.

4 Методы оценки степени деградации сельскохозяйственных земель: науч. изд. / ФГБНУ ВНИИ «Радуга». - Коломна: Воробьев О. М., 2015. - 32 с.

5 Экологическая оценка взаимодействия удобрений и мелиорантов с почвой. - М.: Росинформагротех, 2005. - 324 с.

6 Жуков, З. С. Почвенно-экологическая оценка полей с неоднородным почвенным покровом / З. С. Жуков // Экология Южной Сибири и сопредельных территорий: сб. тр. конф.: в 2 т. - Абакан: Хакасский государственный университет им. Н. Ф. Катанова, 2014. - С. 132.

7 Гончаров, В. М. Проблемы агрофизической оценки комплексного почвенного покрова / В. М. Гончаров // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2009. - № 6(100). - С. 560-564.

8 Булгаков, Д. С. Об оценке территории землепользования с неоднородным почвенным покровом / Д. С. Булгаков, Н. П. Сорокина, И. И. Карманов // Почвенно-земельные ресурсы: оценка, устойчивое использование, геоинформационное обеспечение. - Минск: Изд-во Центр БГУ, 2012. - С. 41-43.

9 Рекомендации по оптимизации мелиоративного состояния орошаемых почв солонцовых комплексов / Н. С. Скуратов [и др.]. - Новочеркасск, 1990. - 82 с.

10 Докучаева, Л. М. К обоснованию способа внесения мелиорантов на почвы с комплексным покровом / Л. М. Докучаева, Р. Е. Юркова // Современные проблемы использования мелиорированных земель и повышения их плодородия: материалы междунар. науч.-практ. конф., г. Тверь, 27-28 июня 2013 г. / ГНУ ВНИИМЗ Россельхозакадемии. - Тверь: Изд-во ТвГУ, 2013. - С. 244-248.

11 Методика определения размеров ущерба от деградации почв и земель [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:complexdoc.ru/ntdpdf/480032/metodika_oprede-leniya_razmerov_ushcherba_ot_degradatsii_pochv_i_zemel.pdf, 2017.

12 Зональные системы земледелия Ростовской области на 2013-2020 годы: в 3 ч. - Ростов н/Д., 2013. - Ч. 1. - 248 с.

13 Зимовец, Б. А. Изменение щелочности почв при орошении в Нижнем Заволжье / Б. А. Зимовец // Бюллетень ин-та им. В. В. Докучаева. - М., 1975. - Вып. IX. - С. 28-56.

14 Вадюнина, А. Ф. Методы исследования физических свойств почв / А. Ф. Вадюнина, З. А. Корчагина. - М.: Изд-во Агропромиздат, 1986. - 416 с.

15 Агроэкологическая оценка земель проектирование адаптивно-ландшафтных систем земледелия и агротехнологий: метод. рук. - М.: Росинформагротех, 2005. - 784 с.

16 Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве: ГН 2.1.7.2041-06: утв. Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г. Г. Онищенко 19.01.06: введ. в действие с 01.04.06. - М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2006. - 15 с.

17 Виноградов А. П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах / А. П. Виноградов - 2-е изд. - М.: Изд-во АН СССР, 1957. - 239 с.

Размещено на Allbest.ru