Работа на межрегиональную научно- исследовательскую конференцию «Экология, лес и человек» тема: «Исследование плодородия почвы аржаана Шивилиг после пожара»

Департамент лесного хозяйства Томской области

ОГБПОУ «Томский лесотехнический техникум»

Работа на межрегиональную научно- исследовательскую конференцию

«Экология, лес и человек»

тема: «Исследование плодородия почвы  аржаана Шивилиг после пожара»

на секцию «Вопросы охраны природы и рационального природопользования лесных ресурсов »

Выполнила: Ооржак Саглай Омаковна

учащаяся 11 класса МБОУ СОШ №2 г.Ак-Довурака

руководитель: Кужугет Н.Н, учитель биологии

МБОУ СОШ №2 г.Ак-Довурака

2017г

Содержание

  Введение ……………………………………………………………………………….……2 стр

         ГЛАВА I. Основная часть

1. Механический состав почвы…………………………………………………..…… 4 стр
2. Гумус и его роль в создании и сохранении плодородия почвы ……………..……4 стр
3. Водные свойства почвы ……………………………………………………………12 стр
4. Кислотность почв …………………………………………………………………..12 стр

ГЛАВА II. Практическая часть

2.1 Методика исследование плодородия почвы по продуктивности растений ….…15 стр

2.2. Результаты исследования…………………………………………………………..16 стр

     Заключение….………………………………………………………………………..….17 стр

     Литература ……………………………………………………………………….……...18 стр

     Приложение ……………………………………………………………………….…….19 стр

Введение

В географическом центре Азии, там, где берет начало могучий Енисей лежит древняя страна аратов-кочевников- Тыва.

Природа горной республики неповторима. Отсюда и разнообразие природных источников, озёр, издревле используемых местным населением в лечебных целях.^[1] К лечебным источникам также относится аржаан «Шивилиг» Бай-Тайгинского кожууна.  Он расположен на западе Тувы, на левом берегу р. Хемчик, в 12 км от п. Кызыл-Даг. Абсолютная отметка 1800 м. над уровнем моря.  Это холодные радоновые маломинерализованные воды.

Аржаан «Шивилиг» относится к памятникам природы республиканского значения (Постановление  Правительства Республики Тыва от 28 февраля 2007 г. N 294). Основной целью объявления природных комплексов и объектов памятниками природы является сохранение их в естественном состоянии.

Аржаан Шивилиг – один из самых посещаемых аржаанов, куда приезжают лечиться не только из Тувы, но и из других регионов России. В последнее время наблюдается негативное  влияние деятельности человека на природу аржаана.  К негативному влиянию можно отнести- загрязнение территории бытовыми отходами, загрязнение почвы и воздуха выхлопными газами автотранспорта, пожары совершаемые человекам в результате неосторожного обращения с огнем.  

Разрушающее действие человека на природу очень велико. Это, прежде всего, пожары. В 2015 году 8 августа на прилегающих территориях аржаана Шивилиг произошел пожар, в результате которого выгорела лесополоса в северной и западной части.

Пожары приводят к выгоранию леса, снижению плодородия почвы. Плодородие- это самое ценное свойство почвы, т.е. способность обеспечивать растения необходимыми питательными веществами и влагой.

В своей работе я хотела бы рассказать о плодородии почв. Плодородие почвы – это важнейшее свойство почвы, без которого почву можно считать не пригодной и бесполезной.

Цель: изучить влияние пожара на плодородие почвы  аржаана Шивилиг.

        Для решения цели я выдвинули следующие задачи:

1. Изучить очаги пожара на территории аржаана Шивилиг.
2. Изъятие образцов почвы на территории аржаана Шивилиг
3. Исследование содержания гумуса в образцах почвы.
4. Исследование плодородия образцов почвы.

        В качестве объекта для исследования была выбрана почва аржаана Шивилиг четырех разных участков:

1. верхний обгоревший слой почвы с северной части аржаана Шивилиг;
2. обгоревший слой почвы с западной части аржаана Шивилиг;
3. слой почвы с «жилой» территории аржаана Шивилиг
4. слой почвы с горной южной части аржаана Шивилиг (рядом с садом камней)
5. контроль – универсальный натуральный торфогрунт изготовленный ООО «Торфозавод «Агронефть».

Актуальность: Аржаан Шивилиг является природным памятником нашей республики. В нем ежегодно отдыхают, поправляют свое здоровье не только жители республики, но и гости из других регионов. Сохранение природы аржаана является первостепенной задачей не только специалистов, но и всех приезжающих туда людей. Данная работа показывает влияние лесных пожаров на состояние почвы, его плодородие. Результаты данной работы должны побудить людей бережно относиться к природе.

Глава 1. Основная часть

1.1 Механический состав почвы

 По механическому составу почвы делятся на песчаные, супесчаные, суглинистые, глинистые и легкие суглинистые.

У песчаных почв хорошая воздухопроницаемость, благоприятные тепловые свойства, но влага в них быстро уходит в нижние слои. При увлажнении песчаных почв, их комочки не скатываются в шарик. 

Супесчаные почвы воздухопроницаемы. При увлажнении этого типа почв, комочки скатываются в шарик. 

У суглинистых почв удовлетворительная воздухопроницаемость и при увлажнении суглинистые почвы скатываются в колбаску с тонким кончиком, не ломающуюся при сгибании.  

Глинистые почвы отличаются плохой воздухопроницаемостью, при увлажнении скатываются в колбаску, не ломающуюся при изгибе^[2].

1.2 Гумус и его роль в создании и сохранении плодородия почвы

Гумус является исключительно важной составной частью почвы. Он образуется в почве при разложении микроорганизмами разнообразных органических материалов.

Содержание гумуса в почве - показатель уровня плодородия. Особая роль гумуса объясняется его многосторонним воздействием на все агрономические важные свойства почвы. Практически все свойства почвы находятся в прямой зависимости от содержания органического вещества, 90% которого приходится на долю гумуса.

1. Увлажняемый слой почвы, скрепленный корнями растений, его толщина составляет не более нескольких сантиметров.

2. Гумусный слой, являющийся основой плодородия почвы, толщиной 100 см.

3. Подпочвенный слой характеризуется пониженной активностью биологической жизни.

4. Материнские горные породы

Гумус обладает темно-коричневым до черного цветом, что придает ему способность аккумулировать и сохранять тепло. Гумусные почвы значительно быстрее прогреваются.

Гумус осуществляет в почве тройную функцию:

• Гумус - основной накопитель питательных веществ в почве. В нем содержится 95-99% всех запасов азота почвы, 60% фосфора, до 80% серы, значительная часть микроэлементов. Питательные вещества в гумусе находятся в недоступной для растений форме. Только после его разложения микроорганизмами питательные вещества переходят в доступную форму;

В составе гумуса входит гуминовая кислота - физиологически активное вещество, которое стимулирует развитие корневой системы. Гумус почвы, способствует переводу питательных веществ в доступную для растений форму;

При разложении гумуса из почвы выделяется углекислота, которая является источником воздушного питания растений;

• Гумус способствует созданию водопрочной структуры почв (склеивая мелкие пылеватые частицы в водопрочные комочки). Чем больше гумуса в почве, тем прочнее ее структура. Структурность - ценное свойство почвы. Хорошая структура обеспечивает достаточное содержание в почве воды, воздуха, благоприятный температурный режим, тем самым создаются необходимые условия для хорошего роста и развития корней и растения в целом;

• От содержания гумуса зависит важнейшее свойство почвы - ее поглотительная способность. Чем она выше, тем почва плодороднее и лучше удерживает питательные вещества;

• Гумус создает в почве благоприятные условия для развития и деятельности полезных микроорганизмов, способствующих переводу питательных веществ в доступную для растений форму.

Разные типы почв содержат разное количество гумуса. Наиболее богаты им черноземы, отличающиеся наибольшим естественным плодородием. Содержание гумуса в них колеблется от 5 до 10%.

Накопление гумуса зависит от количества поступающих в почву растительных остатков и внесенных органических удобрений.

Содержание гумуса в почве не остается постоянным: он регулярно создается и теряется.

Благодаря оптимальному балансу гумуса в почве поддерживаются и улучшаются ее фильтрующие и связывающие способности. Питательные вещества удерживаются в органическом поверхностном слое почвы с развитой корневой системой, вредные вещества распадаются или в составе коллоидов дезактивируются и не представляют опасности для почвенной фауны и растений.

Под плодородием понимают способность почвы удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, воздухе и тепле для нормального роста и развития.

Свойства, определяющие уровень плодородия почвы

1. Химический состав и физико-химические свойства: высокое содержание гумуса и доступных для растений форм азота, фосфора, калия и других питательных элементов, наличие микроэлементов, близкая к нейтральной реакция среды, насыщенность ППК преимущественно кальцием, низкое содержание поглощенного водорода, отсутствие поглощенного натрия и избытка легкорастворимых солей.

2. Физические свойства: агрономически ценная водопрочная зернистая или комковатая структура, высокая пористость, обеспечивающая аэрацию, хорошая впитывающая и водоудерживающая способность и др.

3. Благоприятный гидротермический режим, обеспечивающий теплом и влагой оптимальное развитие растений в течение всего вегетационного периода.

4. Биологические свойства: высокий уровень микробиологической активности различных групп микроорганизмов, обусловливающих процессы гумификации и мобилизации элементов питания растений в доступной для них форме.

1.3 Водные свойства почвы

Чтобы питательные вещества могли поглощаться корнями растений, они должны быть растворены в воде. Поэтому очень важно нормальное и своевременное поступление воды в почву. Однако не всякая почва способна принять нужное количество воды. В сильно утоптанных местах почва становится очень плотная, и вода стекает с ее поверхности не впитываясь. Таким образом, уплотнение почвы и уменьшение ее механических частиц способствуют плохой инфильтрации.

    Вода, попадающая в почву, должна сохраниться в поверхностном слое для того, чтобы поддерживать жизнедеятельность растений в засушливое время. Растения на почвах с плохой водоудерживающей способностью могут пострадать даже во время непродолжительной засухи. Чем мельче почвенные частицы, тем больше молекул воды и питательных частичек могут к ним присоединится и задержаться в почве до поглощения корнями растений. Густой растительный покров также защищает почву от избыточного испарения.

    При попадании воды в почву и нормальном ее сохранении там, питательные вещества переходят в растворенное состояние и становятся доступными не только растениям, но и различным факторам среды, способствующим вымыванию полезных веществ из плодородного слоя. Поэтому почва должна обладать способностью связывать и удерживать ионы необходимых веществ, а также обеспечивать возможность поглощения их корнями растений.

    Отношение почвы к воде во многом зависит от ее механического состава. Суглинки и супеси наиболее благоприятны по водному режиму. При преобладании крупных частиц вода легко впитывается и вымывается из почвы вместе с питательными веществами. В глинистые почвы вода плохо проникает, но попадая, надолго там удерживается.

    Индикаторами влажной почвы являются такие растения как гравилат речной, крапива, лютик ползучий, незабудка болотная. На избыточную влажность могут указывать такие растения как калужница болотная, рогоз узколистный, чистец болотный, пушица влагалищная, водяной перец, сабельник болотный, дербенник иволистный, белокрыльник, тростник обыкновенный. Недотрога желтая и таволга вязолистная говорят о близком залегании грунтовых вод.

1.4 Кислотность почв

Кислотность почвы характеризуется величиной рН (водородный показатель).

 Нейтральная реакция почвы соответствует рН7.

Если рН выше 7, то реакция почвы щелочная, ниже — кислая.

При этом кислые почвы классифицируются следующим образом:

очень кислые почвы — рН 3,8 - 4,0,

сильнокислые почвы — рН 4,1 - 4,5,

среднекислые почвы — рН 4,6 - 5,0,

слабокислые почвы — рН 5,1 - 5,5,

близкие к нейтральной почвы — рН 5,6 - 6,9.

Уменьшение pH на каждую единицу означает увеличение кислотности почвы в 10 раз.

Большинство культурных растений хорошо растут и развиваются в условиях слабокислой или нейтральной реакции почвы. Однако природа распорядилась так, что почва бывает и кислой, что угнетает культурные растения.

На кислых почвах растения плохо усваивают питательные вещества, недостаточно развивается корневая система растения, накапливаются вредные для растений вещества, не формируются полезные почвенные микроорганизмы, способствующие повышению и поддержанию плодородия почвы, элементы питания на таких почвах переходят в недоступные для растений формы.

Глава 2. Практическая часть

2.1 Методика исследования плодородия почвы по продуктивности растений (метод биотестов)^[3]

Оборудование и материалы: пластмассовые стаканчики; образцы почвы, взятые в разных участках, грунт из магазина; семена капусты.

 Методика исследования:

1. Отобрала образцы почвы в аржаане Шивилиг:

№1- верхний выгоревший слой почвы с северной части аржаана Шивилиг;

№2- выгоревший слой почвы с западной части аржаана Шивилиг;

№3- слой почвы с жилой территории аржаана Шивилиг

№4- слой почвы с горной южной части аржаана Шивилиг (рядом с садом камней)

№5- контроль – универсальный натуральный торфогрунт изготовленный ООО «Торфозавод «Агронефть».

2. Образцы почвы поместила в пластмассовые стаканчики. Контроль – универсальный натуральный торфогрунт изготовленный ООО «Торфозавод «Агронефть». Объем почвенных образцов в каждом сосуде не менее 250-300 г.
3. Посадила семена при температуре 20-23C.
4. Вела учет сроков прорастания семян с 19-27 октября 2015г.
5. Когда проростки выросли, их осторожно вытащила из почвы, промыла водой и высушила фильтрованной бумагой.
6. Измерила длину трубчатого листа и корневой системы отдельно, данные внесла в таблицу.
7. Определила плодородие почвы по срокам всхода семян, высоте проростков (по отношению к контролю, который принимается за 100%). Для этого составила шкалу оценок.

Результаты исследования.

Быстрее проросли семена, высаженные в контрольном образце. Позже всех проросли семена, высаженные на почве отобранном в обгоревшем участке.

Результаты замеров растений.

Результаты замеров растения показали, что наибольшие размеры у всходов образца почвы №5, низкие результаты у всходов образца почвы № 4.

Заключение.

1. Быстрее всех появились всходы, высаженные в контрольном образце, т.к данный образец почвы содержит все необходимые компоненты почвы для благоприятного роста растений.
2. Позже всех проросли семена, высаженные на почве отобранном в обгоревшем участке, т.к в результате пожара разрушился плодородный слой почвы.
3. Замеры размеров всходов показали, что всходы на контрольном образце выше чем в других образцах почвы, т.к почва имеет полный набор питательных веществ.
4. Самые низкие размеры всходов в образце №4 (слой почвы с горной южной части аржаана Шивилиг (рядом с садом камней). Возможно почва данного участка малоплодородная.
5. Пожар, произошедший в августе 2015 года, не разрушил плодородный слой почвы.

Литература

1. Карпачевский Л.О. «Экологическое почвоведение» М.: ГЕОС, 2005. 336 стр.
2. Кара-кыс А.Д «Слово об аржаанах» М., «ПолиКом», 1995г.
3. Морозов А.И. «О почве и почвоведении»  ГЕОС, 2007, 286 стр.
4. «Я познаю мир» (экология) Издательство Астрель МОСКВА 2000г. А.Е. Чижевский.
5. Энциклопедия, «География»  Издательство центр «Аванта +» 2005г.  Аксенова М.
6.  «Я познаю мир» (география России),Издательство «Астрель»  Р.К. Баландин.
7. «Я познаю мир» (Россия) Издательство «Астрель»  Е.В. Шелкун.
8. ru.wikipedia.org
9. http://www.brocgaus.ru/text/080/706.htm
10. http://uchilok.net/geografia/99-pochva.html