Оценка устойчивости почв Пензенского района к антропогенному воздействию

Основной характеристикой рельефа,  определяющей устойчивость к  деструктивным процессам, является  уклон местности. При возрастании  угла наклона увеличивается скорость  и энергия поверхности стока,  что ведёт к снижению устойчивости  почвы.Устройство поверхности Пензенского района следующее: встречаются уклоны в 1-2⁰ , 2-3⁰ градуса - что соответствует слабоволнистой и выровненной территории, составляющей  4 балла. Это означает, что чернозем выщелоченный среднегумусный мощный, чернозем типичный среднегумусный мощный, темно-серая лесная среднесуглинистая и чернозем выщелоченный среднегумусный среднемощный – эти почвы являются устойчивыми по выраженности рельефа.Уклоны 3-4⁰ - волнистая территория – ее оценка составляет 3 балла. Чернозем выщелоченный малогумусный среднемощный и чернозем оподзоленный малогумусный среднемощный легкосуглинистый – относительно устойчивы по выраженности рельефа. Уклоны 5-6⁰ – Средневолнистая территория – ее оценка составляет 2 балла. Чернозем выщелоченный малогумусный маломощный слабосмытый – неустойчив по выраженности рельефа.

в) Запасы гумуса в слое 0-20 см. 

Запасы гумуса –  величина, характеризующая содержание гумуса (органического вещества) в  отдельно взятом генетическом или пахотном горизонте или в любом выбранном  слое почвы в расчёте на условно  выбранную площадь.

 По процентному содержанию гумуса  в генетических горизонтах или  слоях почвы не всегда возможно  выявить аккумуляцию или потерю  органического вещества, поскольку  при этом одновременно изменяются  плотность почвы и мощность горизонтов. Достаточно и полной характеристикой в этих случаях служит запас гумуса. Запасы гумуса – величина, характеризующая содержание гумуса (органического вещества) в отдельно взятом генетическом или пахотном горизонте или в любом выбранном слое почвы в расчёте на условно выбранную площадь.

Таблица 4 - Оценка устойчивости почв по запасам  гумуса в слое 0-20 см

№ п/п	Название почв, уклон0	Содержание гумуса, %	Плотность сложения почвы, г/см3	Запасы гумуса, т/га	Оценка в баллах	Уровень плодоро- дия
1	Темно-серая лесная среднесуглинистая  на слабопористой бескарбонатной глине, 2-30	5,9	1,21	142,78	5	высокий
2	Чернозем оподзоленный малогумусный среднемощный легкосуглинистый на желто-буром  карбонатном суглинке, 3-40	4,7	1,10	103,4	5	высокий
3	Чернозем выщелоченный среднегумусный мощный глинистый на карбонатной  глине, 1-20	7,7	1,16	178,64	5	Высокий
4	Чернозем выщелоченный среднегумусный среднемощный тяжелосуглинистый на тяжелом суглинке, 2-30	6,6	1,15	151,8	5	высокий
5	Чернозем выщелоченный малогумусный среднемощный среднесуглинистый на элювии пород меловой системы, 3-40	5,9	1,10	129,8	5	средний
6	Чернозем выщелоченный малогумусный маломощный слабосмытый тяжелосуглинистый  на тяжелом суглинке, 5-60	4,87	1,10	107,14	5	низкий
7	Чернозем типичный среднегумусный мощный глинистый на карбонатной  глине, 1-20	6,4	1,13	144,64	5	высокий

 

Высокое содержание гумуса является  главным фактором, определяющим  оструктуренность почвы, богатство её элементами питания благоприятно влияющие на растительный покров, оптимальные водно-физические свойства, что снижает её подверженность эрозионным процессам. Гумус обладает феноменальной способностью удерживать воду и биогенные элементы. Положительное влияние запаса гумуса проявляется и в экстремальных ситуациях: в засушливые периоды благодаря повышенной влагоёмкости высокогумусированных почв, а при химическом загрязнении почв – благодаря высокой сорбционной способности органических веществ. 

Запасы гумуса, как и запасы  любых других компонентов почвы,  вычисляют по формуле:   З=СНd_V, где З – запасы гумуса, т/га; С – его процентное содержание в почве (массовая доля); Н – мощность горизонта или слоя, см; d_V – плотность почвы, г/см³.

З=5,9*20*1,21=142,78 т/га

З=4,7*20*1,10=103,4 т/га

З=7,7*20*1,16=178,64 т/га

З=6,6*20*1,15= 151,8т/га

З=5,9*20*1,10= 129,8т/га

З=4,87*20*1,10= 107,14т/га

З=6,4*20*1,13= 144,64т/га

 

г) кислотность

Почвы Пензенского района имеют близкую к нейтральной реакцию почвенного раствора (Ph_kcl от5,6 до6,7), что значительно отличает их от почв имеющих высокую степень кислотности.  Показатели для оценки устойчивости почв по их кислотности приведены в таблице 6.

 

 

 

 

д) Степень насыщенности основаниями

Таблица 5 – оценка устойчивости почв по кислотно-основным свойствам

№ п/п	Название почв, уклон 0	Phkcl	Оценка в баллах по кислотности	Хаар-ка почв по уровню Ph	Сумма обменных оснований (S)	Гидролитическая кислотность (Hг)	Степень насыщенности почв основаниями, %	Оценка  в баллах по степени насыщенности почв основаниями	Нуждаемость в известковании
1	Темно-серая лесная среднесуглинистая  на слабопористой бескарбонатной глине, 2-30	5,6	4	Близкие к нейтраль-ной	28,7	5,7	83,4	5	Отсутст-вует
2	Чернозем оподзоленный малогумусный среднемощный легкосуглинистый на желто-буром  карбонатном суглинке, 3-40	5,95	4	Близкие к нейтраль-ной	16,4	4,4	78,8	4	Отсутст-вует
3	Чернозем выщелоченный среднегумусный мощный глинистый на карбонатной  глине, 1-20	6,3	5	Близкие к нейтраль-ной	39,0	5,7	87,2	5	Отсутст-вует
4	Чернозем выщелоченный среднегумусный среднемощный тяжелосуглинистый на тяжелом суглинке, 2-30	6,1	5	Близкие к нейтраль-ной	34,0	7,0	82,9	5	Отсутст-вует
5	Чернозем выщелоченный малогумусный среднемощный среднесуглинистый на элювии пород меловой системы, 3-40	5,7	4	Близкие к нейтраль-ной	21,6	6,3	77,4	4	Отсутст-вует
6	Чернозем выщелоченный малогумусный маломощный слабосмытый тяжелосуглинистый  на тяжелом суглинке, 5-60	5,9	4	Близкие к нейтраль-ной	30,0	6,1	83,1	5	Отсутст-вует
7	Чернозем типичный среднегумусный мощный глинистый на карбонатной  глине, 1-20	6,7	5	Близкие к нейтраль-ной	39,0	2,9	93	5	Отсутст-вует

Степенью насыщенности почв основаниями  называется отношение суммы обменных  оснований к емкости поглощения. Степень насыщенности почв основаниями  тесно связана с почвенными  характеристиками как: реакция  среды, степенью оструктуренности, устойчивость почвенного поглощающего комплекса, биологической активностью и т.д.Увеличение значения данного  показателя оказывает благоприятное  воздействие на устойчивость  почв. В состав обменных катионов  почв входят поглощённые основания  (Ca и Mg), если же почвы кислые входят ещё и поглощённые ионы водорода и алюминия. Степень насыщенности показывает, какую часть, всех поглощённых  катионов составляет поглощённые  основания. Степень насыщенности  вычисляют по формуле: , где V- степень насыщенности основаниями, %; S – сумма обменных оснований, мг-экв./100 г. почвы; H- гидролитическая кислотность, мг-экв./100 г. почвы; S+H – емкость поглощения кислых почв; 100- коэффициент пересчета в проценты.

Расчет:

1.(28,7*100)/(28,7+5,7)=83,43

2. (16,4*100)/(16,4+4,4)=78,84

3. (39,0*100)/(39,0+5,7)=87,83

4. (34,0*100)/(34,0+7,0)=82,2

5. (21,6*100)/(21,6+6,3)=77,41

6. (30,0*100)/(30,0+6,1)=83,10

7. (39,0*100)/(39,0+2,9)=93,07

Нуждаемость почвы в известковании определяют, используя следующие показатели Ph солевой вытяжки, степень насыщенности основаниями, гранулометрический состав. Потребность почвы в известковании можно установить по Ph солевой вытяжки, руководствуясь следующими данными : В нашем случае Ph изменяется в пределах от 5,6 до 6,7 – следовательно почва не нуждается в известковании (Ph >5,5).

ж) Первичная биологическая продуктивность

  Высокая биологическая продуктивность территории является косвенным свидетельством экологического благополучия почвы и, следовательно, её высокой устойчивости к антропогенному воздействию. Поскольку высокая биологическая продуктивность обуславливает регулярное поступление органического вещества в почву и является фактором улучшения гумусного состояния, водно-воздушного, термического и других режимов почвы, следовательно, она оказывает совершенно определённое прямое влияние на устойчивость почв.

 

Таблица 6– Оценка устойчивости почв по биологической продуктивности

№ п/п	Культура	Площадь	Урожайность основной продукции, ц/га	Коэффициент	Кол-во корневых и пожнивных остатков, ц/га	Оценка  в баллах
1	Горох	210	15	1,5	22,5	0
2	Кукуруза з/м  Оз. Пшеница	225 160	188 26	0,18 1,4	33,84 36,4	0 0
3	Однолетние травы	140	120	1,0	26,4	0
4	Кормовая свекла	270	220	0,07	15,4	0
5	Сах. свекла Ячмень	290 215	200 16	0,09 1,3	18 20,8	0 0
6	Гречиха Оз.пшеница	145 190	10 23	2,7 1,6	27 36,8	0 0
7	Подсолнечник (семяна)	210	10	1,3	13	0

Расчет Кол-ва  корневых и пожнивных остатков осуществляется путем умножения урожайности основной продукции на коэффициент, взятый из приложения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и) степень сельскохозяйственной освоенности

В связи с тем, что сельскохозяйственное освоение территории чаще всего ухудшает свойства почв (потеря гумуса разрушение пахотного слоя, развитие эрозионных процессов, подкисление и т.п.), данному  показателю целесообразно присвоить  отрицательный балл.

Таблица 7 – Оценка устойчивости почв по степени их сельскохозяйственной освоенности

№ п/п	Культура	Кол-во внесенных органических удобрений		Количество  внесенных минеральных удобрений, кг/га			Оценка  в баллах
		т	т/га	N	P	K
1	Горох			30	30	40	-3
2	Кукуруза з/м  Оз. Пшеница			40 30	50 30	60 40	-2 -3
3	Однолетние травы
4	Кормовая свекла			40	50	60	-2
5	Сах. свекла Ячмень	4485	8,8	40 30	50 30	60 40	-2 -3
6	Гречиха Оз.пшеница			30 30	30 30	40 40	-3 -3
7	Подсолнечник (семяна)			40	50	60	-2

Из таблицы 2 - Использование органических и минеральных удобрений в  хозяйстве были взяты значения количества внесенных органических удобрений.  Значения  внесенных удобрений  под зерновые и пропашные складываются и сопоставляются с внесенными органическими  удобрениями.

 

 

 

 

 

 

3.2Оценка устойчивости почв хозяйства

Таблица 9 – Сводная ведомость оценки почвенного покрова по показателям, определяющие его интегральную устойчивость

Показатели	Номера разновидностей почв хозяйства
	1	2	3	4	5	6	7
Рельеф	4	3	4	4	3	2	4
Почвообразующая порода	4	4	4	3	2	4	4
Биологическая продуктивность	0	0	4	0	0	0	0
Запас гумуса в слое 0-20	5	5	5	5	5	5	5
Кислотность	4	4	5	5	4	4	5
Степень насыщенности почв основаниями	5	4	5	5	4	5	5
Сельскохозяйственная  освоенность	-3	-2		-1,5	-2	-2	-1,5
Суммарная оценка	19	18	23	20	16	17	21
Степень устойчивости	относительноУстойчивая	Относительно устойчивая	устойчивая	Устойчивая	Относительно устойчивая	Относительно устойчивая	устойчивая
Средневзвешенный балл по хозяйству							18,5
В целом по хозяйству почвенный  покров относительно устойчив к антропогенному воздействию

Показателем устойчивости почвенного  покрова Пензенского района оцениваем путём суммирования баллов по всем анализируемым показателям, с учётом отдельных категорий интегральной устойчивости почв.

Для характеристики устойчивости почв хозяйства  в целом можно использовать  средневзвешанный балл устойчивости, рассчитываемый по формуле

Б= ,

где Б- средневзвешанный балл устойчивости хозяйства;

S- площадь хозяйства;

б_1,2,3,..n –интегральные баллы устойчивости по отдельным полям;

S_{1,2,3,..n –} площади отдельных полей;

Б= (29*210)+(18*385)+(23*140)+(20*270)+(16*505)+(17*335)+(21*210)/2055 = 18,5

Мы  получили результат 18,5 балла, следовательно  в целом по хозяйству почвенный  покров относительно устойчив к антропогенному воздействию. Относительно устойчивые почвы пригодны для сельскохозяйственного  использования, их можно использовать под многие культурные растения. Однако имеются и некоторые ограничения, которые можно преодолеть, используя  агротехнические и мелиоративные  мероприятия и противоэрозионными мероприятиями: известкование, углубление пахотного слоя, применения минеральных и органических удобрений, и т.д. Так же могут вводиться специальные почвозащитные севообороты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы и предложения

Исходя  из того, что мы получили средневзвешенный балл по хозяйству Пензенского района, составляющий 18,5 балла, можно сказать, что почвы относительно устойчивы к антропогенному воздействию. Однако при последующем использовании они могут стать непригодными для сельскохозяйственного использования. Необходимо соблюдать мероприятия по борьбе с ветровой и водной эрозией.

Кроме этого необходимо принимать мероприятия  для улучшения свойств самой  почвы. К таким свойствам относятся  структура, водно- физические свойства, тепловой режим, содержание гумуса, кислотность. На устойчивость почв влияет так же рельеф и почвообразующие породы- но человек не может повлиять на эти факторы. Чтобы улучшить оструктуренность, водно-физические свойства, необходимо в первую очередь увеличивать  запасы гумуса в почве. Содержание гумуса можно увеличить путем внесения минеральных и органических соединений в почву, посев многолетних трав, использование промежуточных культур, сидератов. Кроме этого нужно  вводить специальные почвозащитные  севообороты и использовать современную  технику.

Предложения:     

  На основании расчётов и бальной  системы почвы Пензенского района ‹‹относительно устойчивые›› к антропогенным условиям, и пригодны для возделывания сельскохозяйственных культур. Следовательно некоторые проблемы возникшие по обработки почв могут быть решены простыми агротехническими, мелиоративными и противоэрозионными мероприятиями. Так же необходимо снижать кислотность почв –проводить известкование.