Агроэкологический мониторинг сельскохозяйственных угодий

1. Агроэкологический мониторинг сельскохозяйственных угодий

 

1. Цели  и задачи агроэкологического мониторинга

        Агроэкологический мониторинг представляет  собой наблюдение за состоянием  окружающей среды без вмешательства.

    Цель  экологического мониторинга заключается в следующем:

    1) наблюдение за происходящими в окружающей природной среде химическими, биологическими, физическими процессами, а также за уровнем загрязнения атмосферного воздуха, почв, водных объектов и последействием его влияния на растительный и животный мир;

2) обеспечение заинтересованных организаций и населения текущей и экстремальной  информацией об изменениях в окружающей природной среде, а также прогнозирование ее состояния.

    Задачи  экологического мониторинга:

1. Организация систематических наблюдений за изменениями биосферы;
2. Оценка наблюдаемых изменений и выявление антропогенных явлений;
3. Прогноз и определение тенденций в изменении биосферы.

 

2. Методика  агроэкологического мониторинга

     Согласно  методике отбора проб обследуемая территория делится на элементарные участки правильной формы размером 1-2 га. Каждый элементарный участок характеризуется одним смешанным образцом, составленным из 15-20 индивидуальных образцов, отобранных по методу конверта. Чтобы дополнить результаты изучения почвенного покрова данными по профильному распределению анализируемых элементов, закладывается почвенный разрез и производится отбор образцов послойно (из слоев 0-20, 20-40, 40-60, 60-80,80-100 см).

     Образцы почвы для анализа просушивают  до воздушно-сухого состояния, растирают и просевают через сито. Затем образцы анализируют на содержание гумуса, подвижного фосфора и обменного калия, минерального азота и микроэлементов. Проводят оценку физико-химических показателей: обменная и гидролитическая кислотность,  сумма поглощенных оснований, степень насыщенности почв основаниями.  Кроме того, определяют основные элементы – загрязнители: тяжелые металлы в валовых и подвижных формах.

     Одним из основных блоков – компонентов  агроэкосистем являются растения. В процессе мониторинга фиксируют как количество, так и качество урожая. Растительные образцы отбираются в местах закладки полуям, после чего проводится анализ на содержание нитратов и тяжелых металлов в продукции растениеводства.

     Наряду  с изучением химического состава  почв и растений в процессе агроэкологического мониторинга проводят анализ грунтовых, снеговых и дождевых вод.

     Грунтовые воды отбираются в ближайших к  реперным участкам колодцах или родниках. Дождевые воды собираются в емкости на реперном участке в июле, а пробы снега отбирают в начале снеготаяния. Воду анализируют на кислотность, содержание сульфат - и нитрат-ионов, тяжелые металлы.

     По  данным обследования составляют почвенные  и агрохимические очерки, в которых  дают всестороннюю характеристику реперного  участка и рекомендации по его улучшению. 

3. Характеристика  объекта исследования

    Реперный  участок расположен в лесостепной зоне и относится к среднерусской лесостепной провинции Кстовского района Нижегородской области. Номер реперного участка – 4, площадь – 55 га.

    Географические  координаты:  широта – 56° 01′

     долгота – 44° 20′

    Реперный  участок, расположенный на территории ОАО «Новоликеевское» Кстовского района Нижегородской области разделён на 28 элементарных участков, на которых проводится отбор проб воды и растительной продукции, а также почвенных образцов.

1. Климатические условия

По климатическим  условиям Кстовский район входит в агрорайон, который относится к умеренно-тёплым, с безморозным периодом 130–135 дней. Последний весенний заморозок отмечается около 10 мая, а первый осенний – 30 сентября, продолжительность удержания снежного покрова 140–145 дней. Среднегодовая температура воздуха 3,2⁰С, сумма среднесуточных температур больше 10⁰ – 2080, годовое количество осадков 467 мм, количество осадков за вегетационный период 240 мм.

2. Топографические условия

      Кстовский район относится к Приволжской возвышенности. Эта территория сильно рассечена реками, балками, оврагами, рельеф крупно-увалистый. Увалы имеют абсолютные высоты до 160–200 м, а относительные – до 50–100 м. Склоны увалов длинные, составляющие  1–3 км и более. Преобладают выпуклые склоны. Экспозиция уклона 1–2⁰.

3. Почвенные условия

    Почвообразующими  являются лессовидные суглинки, которые  очень легко подвергаются разрушению водой. На всей территории агрорайона доминируют серые и светло-серые лесные легкосуглинистые и среднесуглинистые почвы.

4. Тип землепользования

    Тип хозяйства – акционерное общество. Основное направление земледелия – производство кормовых культур (зернофуражных, многолетних и однолетних трав), что хорошо увязывается с защитой почв от эрозии и стимулирует развитие интенсивного животноводства. 

5. Потенциальные источники загрязнения

    Вблизи  реперного участка находятся  следующие потенциальные источники загрязнения:

    1) нефтеперерабатывающий завод (дистанция  – 4000 м), – загрязнение нефтью и продуктами её переработки;

    2) животноводческая ферма (дистанция – 800 м), – загрязнение органическими веществами, а также оксидами азота и углерода;

    3) федеральная трасса Москва–Казань  (дистанция – 3000 м), – загрязнение тяжёлыми металлами и их соединениями, а также нефтепродуктами;

    4) склады минеральных удобрений  (дистанция – 3000 м);

    5) свалка (дистанция – 100 м). 

1.4  Результаты проведенного агроэкологического мониторинга

     

1.4.1  Характеристика почв

     Для более детального исследования почвенного покрова и оценки распределения по профилю анализируемых элементов на реперном участке закладывается почвенный разрез и производится отбор образцов послойно (из слоев 0-20, 20-40, 40-60, 60-80,80-100 см). Реперный участок расположен на светло-серых лесных почвах,  агрохимическая характеристика профиля которых представлена в таблице 1.

     Таблица 1

Агрохимическая  характеристика метрового слоя почвы

 

     Анализ  отобранных образцов (послойно) из разреза  показал, что значение обменной кислотности в горизонте А_п и А₂В равно 7,0 единицам рН, то есть исследуемая почва характеризуется нейтральной реакцией среды. Необходимо отметить, что данное значение обменной кислотности не соответствует рН_KCl для естественных аналогов рассматриваемых почв, так же как и распределение кислотности по профилю (Кауричев И.С., 1969). Гидролитическая кислотность находится в пределах значений, характерных для естественных аналогов.

     Содержание  подвижных форм фосфора характеризовалось  как очень высокое, а с глубиной профиля содержание фосфора уменьшается, и лишь в горизонте ВС его содержание увеличивается в 2,4 раза по сравнению с пахотным горизонтом. Содержание гумуса в пахотном горизонте исследуемой почвы составляет 1,6%, что характерно для аналогов светло-серых почв (Кауричев И.С., 1969). С глубиной содержание гумуса постепенно снижается.

      Таким образом, можно отметить, что почвенный покров реперного  участка практически не подвергся антропогенному воздействию, а увеличение содержания фосфора и повышения рН в горизонтах, близких к материнским породам связано с тем, что данные почв образовались на лессовидных суглинках, в состав которых входят карбонаты и фосфаты.

      

1.4.1.1 Характеристика почвенных разрезов

     Почвенный разрез был заложен  на реперном участке весной 2007 года, где возделываемой культурой  являлся рапс.

  А_п (0–22) – пахотный слой тёмно-коричневого цвета,                                                                        легкосуглинистого гранулометрического состава, бесструктурный, присутствуют затёки красного цвета.

A₂B (22–28) – элювиально-иллювиальный горизонт красно-коричневого цвета, легкосуглинистого механического состава, комковатой структуры.

B₁ (28–32) – иллювиальный горизонт розово-коричневого цвета, ореховато-комковатой структуры, среднесуглинистого механического состава, присутствуют затёки чёрного цвета.

B₂ (32–59) – иллювиальный горизонт белёсого цвета, среднесуглинистого механического состава, с затёками гумуса и конкрециями розовой краски.

BC (59–120) – горизонт жёлто-оранжевого  цвета, тяжелосуглинистого механического  состава, с гумусовыми вкраплениями, ореховато-комковатой структуры, присутствует прослойка из мелких камней.

     Заключение: светло-серая лесная остаточно-карбонатная на лессовидных суглинках.

Таблица 2

Агрохимическая  характеристика полуямы

 

    Согласно данным таблицы 2 можно сказать, что обменная кислотность почвы по всему профилю характеризуется нейтральной реакцией среды, гидролитическая кислотность практически не изменяется с глубиной, а вот сумма обменных оснований и емкость поглощения почвы увеличиваются вниз по профилю. Содержание фосфора снижается вниз по профилю с 332 до 228 ^мг/_кг.

Характеристика  горизонтов

    А_п (0–20) – пахотный слой светло-коричневого цвета, пронизан корнями растений, легкосуглинистого механического состава, ореховато-комковатой структуры, содержание гумуса составляет 2–3%.

    A₂B (30–40) – гумусово-иллювиальный горизонт тёмно-коричневого цвета, содержание гумуса примерно 1%, серые рыхлые включения пластинчатой структуры.

    B (40–55) – иллювиальный горизонт  рыжего цвета, содержание гумуса  – 1%, среднесуглинистого механического  состава, ореховатой структуры

    Реперный  участок для полного детального агроэкологического обследования разбивается на 28 квадратов и в каждом из них проводится анализ агрохимических показателей.