CC BY
26
Вестник Курганской ГСХА № 4, 2012 Агрономия и жрюыт^ш 23
УДК 631.618:18
М. А. Яковченко, М. С. Дрёмова
ВОСПРОИЗВОДСТВО ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ: ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛАЖНОСТИ И РЕАКЦИИ ПОЧВЕННОЙ СРЕДЫ
ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт»
M. A. Yakovchenko, M. S. Dryomova REPRODUCTION OF FERTILITY OF SOILS: RESEARCH OF HUMIDITY AND REACTION OF THE SOIL ENVIRONMENT Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education «Kemerovo State Agricultural Institute»
Изучено влияние физико-химических характеристик, в частности влажности и степени кислотности почвы на интенсивность возникновения и развития микробных и растительных сообществ, а, следовательно, восстановления почвенного плодородия.
Ключевые слова: рекультивация, технология, породный отвал, влажность субстрата, степень кислотности.
Influence of physical and chemical characteristics, in particular humidity and degree of acidity of the soil on intensity of emergence and development of microbe and vegetable communities, and, therefore, restoration of soil fertility is studied.
Keywords: Recultivation, technology, pedigree dump, humidity of a substratum, acidity degree.
Марина Александровна Яковченко
Marina Alexandrovna Yakovchenko кандидат химических наук, доцент Россия, 650005, г. Кемерово, ул. Марковцева, 5 E-mail: [email protected]
Мария Сергеевна Дрёмова
Mariya Sergeevna Dryomova кандидат сельскохозяйственных наук Россия, 650005, г. Кемерово, ул. Марковцева, 5 E-mail: [email protected]
Введение. Среди современных проблем природопользования рекультивация нарушенных горными разработками земель занимает особое положение. Во-первых, отчуждаются, а часто и уничтожаются огромные массивы ценных земель, во-вторых, изменяется экологическая ситуация. При этом нарушаются сложившиеся геохимические потоки и миграционные циклы, в биологический круговорот вовлекаются большие количества «новых», часто токсичных, элементов, дезорганизуются функциональные связи между различными компонентами экосистем.
При изучении физико-химических свойств почвы много полезной информации о качестве и пригодности ее для биологического этапа рекультивации можно получить, исследовав такие показатели, как влажность и реакция среды.
Кислотность почвы влияет на растворимость, а также усвояемость растением различных питательных веществ. На кислых почвах наиболее усвояемы такие питательные элементы, как фосфор (в определенных условиях), железо, цинк, марганец, бор и др. Вместе с тем низкое значение рН может сильно тормозить рост и даже оказывать повреждающее влияние на растения. Для каждого вида растений существуют свои границы значения реакции среды, при
которых возможен их рост, но для большинства растений наиболее благоприятной является слабокислая (рН = 5-6) или нейтральная (рН = 7) реакция. Значительное изменение значения рН в ту или иную сторону оказывает вредное, а иногда и губительное влияние на растение. Менее вреден сдвиг значения рН почвы в щелочную сторону. Это объясняется тем, что клетки корня растения выделяют СО2, а иногда и органические кислоты, которые нейтрализуют избыточную щелочность. Резкий сдвиг реакции почвы в кислую сторону, оказывает нежелательные последствия в силу нескольких обстоятельств: прямого повреждающего влияния на поверхностные слои протоплазмы; торможения поступления в клетки корня питательных катионов; перехода в раствор солей алюминия и железа. Последнее переводит фосфорную кислоту в неусвояемую для растений форму, а также оказывает непосредственное ядовитое влияние на растительный организм.
Влажность не является устойчивым признаком какой-либо почвы или почвенного горизонта. Она зависит от многих факторов: метеорологических условий, уровня грунтовых вод, механического состава почвы, характера растительности и т. д.
Влажность почвы имеет очень большое практи-
Научный журнал
Вестник Курганской ГСХА
ческое значение, являясь одним из основных факторов роста растений, потребляющих за время своего развития огромное количество влаги (в 200-500 раз больше веса создаваемого ими сухого вещества).
Методика. Учеными Кемеровского государственного сельскохозяйственного института, при участии сотрудников проблемной научно-исследовательской лаборатории рекультивации нарушенных земель, ведутся исследования технологий рекультивации в рамках гранта Министерства образования и науки РФ.
В настоящей работе представлены некоторые результаты исследований физико-химических параметров породного отвала разреза ООО «Участок «Коксовый» Прокопьевского района Кемеровской области.
На опытных участках в мае и сентябре 2010 года была проведена посадка древесных растений (береза белая, тополь белый, яблоня, сосна обыкновенная, облепиха крушиновидная) по вариантам опыта: 1 -«Технозем», 2 - «Суглинок» (потенциально плодородный слой), 3 - «Почва» (плодородный слой).
Оценка показателей влажности и степени кислотности почвы производилось трижды в течение вегетационного периода 2010 года. Влажность почвенных образцов определяли согласно ГОСТ 28268-89. Степень кислотности почвы определяли ионометри-ческим методом по ГОСТ 26951-86 [1, 2].
Результаты. Влажность почвы (выражают в процентах к массе абсолютно сухой почвы) показывает содержание в ней воды. Не вся влага, содержащаяся в почве, одинаково доступна корням растений. При проведении опытов, учитывают две основные формы почвенной влаги: сорбированную, или связанную, недоступную растениям, и свободную, доступную им % (за вычетом влажности устойчивого завядания), которую принято называть продуктивной влагой.
На рисунке 1 приведены усредненные данные трехкратных определений продуктивной влажности почвы в течение вегетационного периода.
По всем стационарным точкам варианта «Технозем» влажность грунта однозначно ниже показателей вариантов «Суглинок» и «Почва». Средний показатель влажности по варианту составил 2,9 %. Максимум влажности грунта 6,06 %, а минимум 0,69 %.
Таким образом, колебание значений влажности грунта составляет 5,37 %, что говорит о неравномерности увлажнения субстрата. С этим фактом связано неравномерное распространение растительности на учетной площадке.
Для оценки качества почвы большое значение имеет знание уровня ее кислотности, который соответствует степени концентрации водородных ионов в почвенном растворе. В общепринятой практике обозначается латинскими буквами рН и называется показателем кислотности.
Реакция почвенного раствора имеет большое значение для растений и живущих в почве микроорганизмов. Реакция среды оказывает большое влияние на биологические и химические процессы в почве. От нее зависит характер поступления питательных веществ в растение. Результаты исследования субстрата на степень кислотности почвы представлены на рисунке 2.
Кислотность, как и другие физико-химические свойства, прежде всего, зависит от происхождения самой почвы (естественная или искусственная насыпная). Большая часть растений лучше всего произрастает при нейтральной или слабокислой/щелочной реакции почвенной вытяжки. Сильнокислая или сильнощелочная среды для них губительны.
Наименьший диапазон колебаний по стационарным точкам установлен на опытном участке «Почва», среднее значение рН=7,6, тт=7,5, тах=7,9, что является слабощелочной реакцией среды. Для большинства растений рН=7,5 является благоприятной, такой субстрат пригоден для проведения биологической рекультивации без проведения предварительных мероприятий по его улучшению.
технозем
30 35 40
• ••• суглинок № точки
Рисунок 1 - Влажность почвы на стационарных точках по вариантам опыта
Вестник Курганской ГСХА № 4, 2012 Афт^я и ирттпогия 25
рН
8,3
8,2
8,1
7,9
7,8
7,7
7,6
7,5
7,4
Г -
—IV /\ л 1 \ А\ А \ А , 1 •• г \ А ■ Лг/^лАГ--
10
15
20
25
30
35
40
суглинок
№ точки
Рисунок 2 - Степень кислотности почвы на стационарных точках по вариантам опыта
Реакция среды почвенной вытяжки по варианту «Суглинок» составила в среднем 7,9, что говорит о защелачивании субстрата, максимальный уровень рН=8,2. На территории опытной площадки кислотность субстрата не равномерна и колеблется на 0,55 единиц рН, что шире диапазона колебаний варианта «Почва» в 2 раза.
Вариант «Технозем» имеет средний показатель рН=7,97, при максимальном 8,2 и диапазоне колебаний, в пределах опытной площадки, 0,76 единиц рН, что в 3 раза выше данного показателя на «Почве». Сильное защелачивание грунта требует мер по подкислению, а неравномерность распределения кислотно-щелочного баланса на площадке создает определенные трудности и требует мер по выравниванию общего фона рН.
Выводы. По результатам проведенных исследований субстратами, пригодными для проведения биологической рекультивации, следует считать суглинок и плодородный слой почвы. Показатель влажности почвы благоприятен для роста и развития растений на опытных площадках «Суглинок» и «Почва». Показатель кислотности почвы наиболее приближен к оптимальному на варианте «Почва» (7,6), субстрат участка «Суглинок» нуждается в подкислении, но в целом пригоден для жизни растений.
Малопригодным для проведения биологической рекультивации по исследованным показателям признан участок без нанесения плодородного и потенциально плодородного слоев почвы «Технозем», данная территория наиболее неоднородна по степени кислотности, а уровень влажности не превышает 5 %, что недостаточно для полноценной жизнедеятельности растений и микроорганизмов.
Список литературы
1 ГОСТ 28268-89. Почвы. Методы определения влажности, максимальной гигроскопической влажности и влажности устойчивого завядания растений. - М.: Стандартинформ, 2006. - 8 с.
2 ГОСТ 26484-85. Почвы. Метод определения обменной кислотности. - М.: Стандартинформ, 1985. - 3 с.
8
0
5
