"Экологические проблемы почв Тульской области"

Городские Толстовские научные чтения

 школьников 5 – 7 классов

«Шаг в науку».

Секция №3: « Экология и человек».

Тема: « Экологические                                    проблемы почв Тульской области».

                                                      Автор:

                                              Попов Дмитрий Андреевич,

                                             7 А класс, МБОУСОШ №19

                                                      Куратор:

            Макарова Антонина Федоровна,

                                                       учитель географии

                                          Телефон: 8-910-162-12-92

Тула, 2013

Оглавление.

Введение – стр.2

1.Типы почв Тульской области и их размещение  - стр.3

2. Экологические проблемы почв

 Тульской области – стр.3-4

 4.Основные противоэрозионные мероприятия - стр.5-8

Выводы - стр.9

Заключение – стр.9

Список литературы – стр.11

Приложение – стр.12-15

Введение.

Представленная  исследовательская работа « Экологические проблемы почв Тульской области» содержит научный материал о составе и строении почв, о типах почв Тульской области и географических особенностях их размещения, экологических проблемах и путях их решения. Актуальность выбранной темы и представленного  содержания объясняется тем, что в настоящее время остро стоит вопрос об экологическом бедствии  почв нашего региона и необходимости безотлагательных мер по решению проблем деградации почв.

 Почва служит средой обитания для многочисленных насекомых и их личинок, дождевых червей, позвоночных животных, которые улучшают свойства почвы: рыхлят ее разлагают органические остатки, изменяют химические свойства. Почва служит основным источником влаги для растительности. А в конечном итоге определяет здоровье людей и их жизнь. Поскольку почва – «Матушка – кормилица».

Цель моей работы заключается не только в глубоком изучении теоретического материала заинтересовавшей меня темы, но и в практическом исследовании конкретного типа почв. Я посчитал целесообразным разместить в данной работе материалы для практического изучения почв в полевых условиях.

Значимость данной работы определяется практическим участием школьников в исследовании  и охране почв региона.

1.Типы почв Тульской области.

Каждая местность имеет свои почвы, отличающиеся от других составом и свойствами. Тульская область географически занимает переходное положение от лесной к степной зоне. Это определило сложный характер почвенного покрова ее территории. Основные типы почв следующие: в западной и северо-западной части области дерново-подзолистые почвы; в западной, центральной, северной и северо-восточной серые лесостепные; юго-восточной, южной и частично центральной черноземы. Кроме того, на территории области развиваются современные почвенные образования в поймах речных долин пойменные, или аллювиальные почвы, почвы балок на делювиальных наносах, болотные почвы и торфяники. Иногда на одной территории имеются все три основные типа почв. Например, в Щекинском районе: на севере серые лесостепные, на северо-западе дерново-подзолистые почвы, на юге черноземы. В Тульских засеках можно встретить как дерново-подзолистые, так и серые лесостепные почвы разной степени оподзоленности. В южной части Чернского района черноземы сменяются серыми и светло серыми лесостепными почвами. Подобные явления можно наблюдать и в некоторых других районах области.

Земельный фонд по типам почв в Тульской области распределяется следующим образом: черноземы около 48 % всей пахотной площади, серые лесостепные около 20 %, дерново-подзолистые около 30 %.

                   2. Экологические проблемы почв Тульской области.

Современное состояние почвенного покрова Тульской области неудовлетворительное. Это следует из официальных данных, согласно которым 510,1 тыс. га сельскохозяйственных угодий подвержено водной эрозии, 133,32 тыс. га - переувлажнению и заболачиванию, 803, 2 тыс. га - загрязнению химическими веществами и радионуклидами. В зоне радиоактивного загрязнения оказалось 59,9% площади сельхозугодий, в том числе 11,8% этих угодий имеют плотность загрязнения более 5 кюри на кв. м. Основной причиной загрязнения земель Тульской области радиоактивными веществами является авария на Чернобыльской АЭС в 1986 году. В почве, особенно в ее верхнем горизонте, концентрируются радиоактивный стронций  и цезий,  откуда они попадают в растения или животные. Поскольку эти радиоактивные элементы имеют длительный период распада, их последующая судьба в почве, проникновения в растения представляют интерес для здравоохранения людей.

По данным Центра химизации «Тульский» и Центра химизации «Плавский» идет процесс закисления почв. На территории Тульской области 843,9 тыс. га кислых почв, которые требуют известкования. Снижается содержание гумуса в почве (4,7), требуется внесение минеральных и органических удобрений.

 Особую тревогу вызывает хищение чернозема в Веневском районе.

Специалисты из Ленинского межрайонного комитета по земельным ресурсам подсчитали, что похитителями чернозема вывезено около миллиона кубометров плодородной почвы, что равноценно участку земли на территории 50 га.

          Я заметил, что наблюдается сокращение пахотных земель в результате их заброшенности и зарастания березняком и ивняком. Этого могло бы не случиться, если был бы хозяин.

        А эти «Лунные ландшафты» (терриконы – отвалы пустой породы), возникшие в результате добычи бурого угля, не только уродуют ландшафт нашей местности, но и отнимают сельскохозяйственные угодья.

Вышеуказанные негативные процессы ведут к потере плодородия сельскохозяйственных угодий и выводу их из хозяйственного оборота.

Для преодоления дальнейшего развития деградации почв необходимо защищать почвы, проводить различные мероприятия по повышению их качества, к которым относятся мероприятия по борьбе с эрозией, различные мелиоративные мероприятия, мероприятия по рекультивации нарушенных земель, а также мероприятия по защите почв от загрязнений.

3. Основные противоэрозионные мероприятия.

1. Агротехнические мероприятия.
        Основные меры борьбы с эрозией, проводимые в процессе подготовки пашни:
- пахота поперек склона, обеспечивающая замедление и более полное задержание вод поверхностного стока,

-обработка полей, расположенных на склонах, поперек склона;
-безотвальная вспашка, при которой почва рыхлится без оборота пласта, при этом сохраняется стерня, которая играет защитную роль почв. Отрицательной стороной безотвальной вспашки является затруднение борьбы с сорняками.
2. Лесомелиоративные мероприятия.
Лесополосы оказывают большое влияние на ветровой, температурный и водный режим территории, значительно уменьшая величину поверхностного стока и соответственно эрозию почв.
Здесь выделяют полезащитное лесоразведение, лесополосы по своим конструкциям бывают плотные, ажурные, продувные.
При плотной конструкции лесополоса плохо проницаема для ветра, в связи с этим, в зимнее время здесь накапливается много снега.
В продувных лесополосах деревья расположены более редко, благодаря этому снег не концентрируется около лесополосы, а распространяется равномерно по полю.
     Ажурные лесополосы занимают промежуточное положение.
При непосредственной близости к оврагам и балкам устраивают приовражные и прибалочные лесные насаждения, для прекращения роста оврагов развивают приовражные посадки, окаймляя вершину оврага лесной полосой. Полезно проводить посадки в нижней части склона оврага, при этом они задерживают смываемый материал и способствуют формированию более пологих откосов,
На почвах подверженных смыву необходимо увеличивать долю культур сплошного сева и многолетних трав в севообороте; а на наиболее опасных участках организовывать пастбища или сенокосы.
На землях наклонных равнин (0-3°) и пологих склонах (1-5°) в полевых севооборотах необходимо увеличение доли многолетних кормовых трав в структуре посевных площадей. В случае хозяйственной необходимости на этих землях можно рекомендовать создание культурных пастбищ.
Существует  ряд биологических методов, например: выращивания растений, которые слабо реагируют на избыток тяжелых металлов в почве; выращивание на загрязненных почвах культур, которые не употребляют животные и люди. Наиболее загрязненные участки необходимо отводить под посадку леса и выращивание декоративных растений.

         Большую роль в локализации тяжелых металлов играют зеленые насаждения. Посадка вдоль автомагистралей сплошной полосы из боярышника и клена полевого снижает содержание свинца в овощах, которые выращивают в зоне влияния автострад, на 30-50%.

3. Мелиоративные мероприятия.

Так как большие площади сельскохозяйственных угодий Тульской области подвержены подтоплению и заболачиванию, а также наблюдается процесс закисления почв и снижение содержания в них гумуса, то предлагается следующий комплекс мелиоративных мероприятий по их восстановлению:

А) Осушение.

         Осушение переувлажненных и заболоченных земель способствует регулированию водно-воздушного режима в корнеобитаемом слое почвы.

В зависимости от типа водного питания, почвенных, геологических условий и хозяйственного использования земель различают следующие способы их осушения:

-одиночными каналами и систематической открытой сетью на водопроницаемых почвах;

-открытыми каналами и закрытым горизонтальным дренажем в сочетании с агромелиоративными мероприятиями на слабоводо - непроницаемых минеральных почвах;

-закрытым дренажем маломощных торфяников, подстилаемых слабопроницаемыми грунтами и используемых под пашню;

-предварительное осушение мощных (более 1,5—2 м) торфяников открытыми каналами и кротовым дренажем с последующей (после осадки торфа) закладкой закрытого дренажа;

-осушение торфяников открытыми каналами в сочетании с разреженным         закрытым дренажем при использовании их под пашню и пастбища.

Б) Известкование. 

Кислые почвы имеют неблагоприятные биологические, физические и химические свойства. При внесении извести нейтрализуются свободные органические и минеральные кислоты в почвенном растворе, а также ионы водорода в почвенном поглощающем комплексе. Устраняя кислотность, известкование оказывает многостороннее положительное действие на свойства почвы, ее плодородие. При внесении извести снижается содержание в почве подвижных соединений алюминия и марганца, они переходят в неактивное состояние, поэтому устраняется вредное действие их на растения.

В результате снижения кислотности и улучшения физических свойств почвы под влиянием известкования усиливается жизнедеятельность микроорганизмов и мобилизация ими азота, фосфора и других питательных веществ из почвенного органического вещества. В известкованных почвах лучше развиваются азотфиксирующие бактерии, обогащающие почву азотом за счет азота воздуха, в результате чего улучшается азотное питание растений. Известкование способствует переводу труднодоступных растениям фосфатов алюминия и железа в более доступные фосфаты кальция и магния. Известкование влияет на подвижность в почве и доступность для растений микроэлементов.

В) Фосфоритование. 

Внесение фосфорной муки в почву приводит к повышению плодородия почвы и урожайности растений. Также фосфоритная мука – самое дешевое удобрение. Для повышения усвояемости фосфоритную муку можно компостировать с верховым торфом или навозом. В этом случае эффект более высокий, чем от внесения только фосфоритной муки или торфа. Фосфоритную муку следует вносить заблаговременно. Лучшие условия разложения фосфоритной муки в почве достигается при внесении ее под глубокую пахоту в достаточно влажный слой. При этом она перемешивается со всем пахотным слоем.

Г) Внесение калийных удобрений.

Калий играет важную роль в жизни растений. Калий способствует нормальному ходу фотосинтеза, передвижению углеводов, их накоплению в продуктивной части урожая, в частности в клубнях картофеля, корнеплодах. Калий улучшает качество сельскохозяйственной продукции. При разработке системы удобрений важно учитывать возможные потери калия из почвы в результате вымывания. На известкованных почвах потребность в калийных удобрениях возрастает, поэтому, известкуя кислые почвы, очень важно не забывать про мероприятия по повышения калийного уровня почв.

Д) Мероприятия по борьбе с загрязнением почв химическими веществами.  

В последние годы значительно сократилось использование порохообразных препаратов, и увеличился ассортимент в виде эмульсии и смачиваемых порошков, которые применяются путем опрыскивания, а также препаратов, в виде гранул. Снизить фитотоксичность остатков гербицидов могут также внесенные в почву разные вещества, которые влияют на гербициды. Такое влияние, в частности, имеет активированный уголь. Использование его в дозе от 150 до 600 кг/гектара существенно снижает или полностью устраняет фитотоксичное действие остатков гербицидов на картофеле, сахарной свекле и тому подобное.

Высокими свойствами детоксикации характеризуются перегной, торф, компосты, а также цеолит.

Выводы.

Таким образом, резюмируя вышесказанное, делаем следующие выводы:

Современное состояние почвенного покрова Тульской

области неудовлетворительное, так как большие

площади сельскохозяйственных угодий подвержены процессам деградации.

Для преодоления дальнейшего развития деградации почв необходимо защищать почвы, проводить различные мероприятия по повышению их качества, к которым относятся мероприятия по борьбе с эрозией (особенно водной), различные мелиоративные мероприятия, в частности осушение, известкование, фосфоритование, внесение калийных удобрений, а также мероприятия по борьбе с загрязнением почв химическими веществами (тяжёлыми металлами, пестицидами) и радионуклидами.

Среди мероприятий, направленных на охрану почв, я хотел бы предложить не допускать безхозяйственности при использовании сельскохозяйственных земель:

-не бросать поля, которые используются под посевы зерновых и технических культур, на произвол судьбы;

-засыпать овраги пустой породой, возникшей при добычи угля.

Заключение.

Исследуя экологические проблемы почв Тульской области, я увидел насколько остро ощущается эта проблема сегодня. Я понял, если мы не начнем заботиться о ней - нашей кормилице, то наше здоровье, а в конечном итоге и жизнь будет подвергнуты опасности. Я считаю, что каждый школьник должен знать, что наше будущее – в наших руках. Поэтому вопросы исследования почв требуют безотлагательных мер.

Полевое исследование почв поможет ученикам не только закрепить полученные знания, но и применить их  на практике.

 Посильное участие в решении экологических проблем  почв Тульской области могут внести и школьники. Ученики нашей школы высаживают деревья и кустарники на склонах близлежащих оврагов, тем самым препятствуют их дальнейшему развитию.

Список литературы.

1. «Физическая география Тульской области». Е.Л. Горбунов. Тула. «Пересвет»,2002 год.

2. «Учебные материалы по географии Тульской области 8-9 класс». Издательство Московского университета, 2003 год.

3. Почвенная карта Тульской области.

4.Варламов А.А., Хабаров А.В. Экология землепользования и охрана природных ресурсов. — Москва «Колос», 1999 год.

5.Муравин Э.А. Агрохимия — Москва «Колос», 2003год.

6.Управление Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии по Тульской области. Доклад о состоянии и использовании земель в Тульской области в 2010 году [сайт]. URL: http://www.to71.rosreestr.ru (дата обращения: 04.10.2011).

7.Защита почв [сайт]. URL: http://freqlist.ru/ekologiya/teoreticheskaya-ekologiya-briginec/zashita-pochv.html (дата обращения: 04.10.2011).

8.Мелиоративные мероприятия [сайт]. URL: http://agronomiy.ru/meliorativnie_meropriyatiya_2.html (дата обращения: 04.10.2011)

Приложения.

Приложение 1.

Техника полевого исследования почвы.

Для описания почв, изучения их морфологических признаков, установления границ между различными почвами, отбора образцов для анализов закладывают специальные ямы, которые называются почвенными разрезами. Они бывают трёх типов: полные разрезы, полуямы и прикопки. Для правильного выбора места заложения почвенного разреза необходимо тщательно осмотреть местность, определить характер рельефа и растительности. Почвенные разрезы не должны закладываться вблизи дорог, рядом с каналами и  т.п. На выбранном участке местности копают почвенный разрез так, чтобы три ступенька его были отвесными, а четвертая спускалась ступеньками. Передняя, лицевая стенка разреза, предназначенная для описания, должна быть обращена к солнцу. При рытье разреза почву надо выбрасывать на боковые стороны, чтобы не привести к загрязнению, изменению мощности и разрушению верхних горизонтов лицевой стенки. Полные разрезы закладывают на глубину от 1,5 до 5 м, чтобы вскрыть верхние горизонты материнской породы. Такие разрезы служат для специального детального изучения морфологических свойств почв и взятия образцов для физических и химических анализов. Полуямы закладываются на глубину от 75 до 125 см (до вскрытия материнской породы). Они служат для изучения мощности гумусовых горизонтов, глубины вскипания от соляной кислоты и залегания солей степени оподзоленности, солноватости и др. признаков. Прикопки (глубиной менее 75 см) служат главным образом для определения границ почвенных группировок. Обычно они закладываются в местах предположительной смены одной  почвы другой.

На стенке обнажения измерить толщину гумусового и других горизонтов почвы. Важно рассмотреть корни растений, остатки органических веществ.

1. Влажность почвы.

Сухая – почва пылит, руку не холодит.

Свежая – почва не пылит, слегка холодит руку.

Влажная – на руку налипают отдельные структурные агрегаты, почва сжимается в комки.

Сырая – при сжатии почвы можно выжать воду.

Мокрая – вода сочится из стенок почвенного разреза.

2. Окраска почвы.

При характеристике цвета генетического горизонта устанавливают основной фон, а затем отмечают оттенки, примеси, вкрапления. В названии цвета почвы сначала идет цвет оттенка, а затем - основной фон: желтовато - бурый с сизоватыми пятнами, буровато - коричневый, белесовато - серый и т.д. Таким образом, для определения окраски почвенного горизонта необходимо:

а) установить преобладающий цвет;

б) определить насыщенность этого цвета (темно-, светлоокрашенная);

в) отметить оттенки основного цвета.

При описании почвы необходимо указывать и степень однородности окраски. Например, буровато - светло- серый; коричнево - светлый и т.д.

При определении окраски почвы в полевых условиях Необходимо учитывать влажность почвы и степень освещенности почвенного разреза.

3.  Структура почвы.

         Под структурностью почвы подразумевают ее способность естественно распадаться на структурные  отдельности и агрегаты, состоящие из склеенных перегноем и иловатыми частицами механических элементов почвы. В поле определяют структуру следующим образом: на передней стенке из исследуемого горизонта ножом вырезается небольшой образец грунта и подбрасывается несколько раз на ладони, пока он не распадётся на структурные отдельности. Рассматривая эти структурные элементы, определяют степень их однородности, размер, форму, характер поверхности. Если структура неоднородна, то для её характеристики пользуются двойными названиями (комковато - зернистая, ореховато – призматическая). Последним словом указывая преобладающий вид структуры.

4. Сложение почвы.

В поле сложение определяется приемом, при котором пытаются вонзить нож в почвенный: горизонт. По лёгкости вхождения лезвия ножа в почвенную массу и характеризуют сложение почвы, которое бывает:

рыхлым - нож легко входит в почвенную массу на значительную глубину, почва легко рассыпается;

уплотнённым - нож входит в почву на глубину в 3-5 см при небольшом усилии» агрегаты почвы легко разламываются;

плотным - нож входит в почву на глубину до 2 см при достаточно большом усилии;

весьма плотным - нож входит в почву на несколько миллиметров.

5.Механический состав почвы.

-Определение на ощупь и при помощи скатывания влажной почвы.

Песчаная почва: ощущаются песчинки, которые видны невооружённым глазом, на ладони не остаётся глинистых частиц; комочек не скатывается в шарик, рассыпается.

Супесчаная почва: ощущаются песчинки, которые также видны невооружённым глазом; влажная почва немного мажется, на ладони оставляет пылевато-глинистые частицы; скатывается в трещиноватый шнур, кольцо сделать невозможно.

Суглинистая почва: песчинки едва прощупываются и видны в лупу, влажная почва мажется; хорошо раскатывается, но кольцо получается с трещинами.

Глинистая почва: песчинки не прощупываются, их не видно в лупу, влажная почва сильно мажется; комочек почвы можно раскатать в шнур и свернуть колечком вокруг пальца, кольцо не лопается.  

  - Сухой способ приблизительного определения механического устава почв в поле:

глинистые почвы - в сухом состоянии с большим трудом растираются между пальцами, но в растертом  состоянии оказывается однородный тонкий порошок;

суглинистые почвы - при растирании в сухом состоянии дают тонкий порошок, в котором прощупывается некоторое количество песчаных частиц;

супесчаные почвы - легко растираются между пальцами. В растертом состоянии явно преобладают песчаные частицы, заметные даже на глаз;

песчаные почвы - состоят только из песчаных зерен с небольшой примесью полистных и илистых частиц.

Общее название почвы по механическому составу дается по данным механического анализа верхнего горизонта (0-25 см)

  Приложение 2.

Описание почвенного разреза.

( Район исследования: смешанный лес  близ п. Иншинский.)

Название почвы: серая лесная.