Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оценка качества почвы в Икрянинском районе Астраханской области

Введение

гранулометрический почва загрязнение плодородие

Почва - поверхностный слой литосферы Земли, обладающий плодородием и представляющий собой полифункциональную гетерогенную открытую четырёхфазную (твёрдая, жидкая, газообразная фазы и живые организмы) структурную систему, образовавшуюся в результате выветривания горных пород и жизнедеятельности организмов. Её рассматривают как особую природную мембрану (биогеомембрану), регулирующую взаимодействие между биосферой, гидросферой и атмосферой Земли. Почвы являются функцией от климата, рельефа, исходной почвообразующей породы, микроорганизмов, растений и животных (то есть биоты в целом), человеческой деятельности и изменяются со временем (wikipedia.org).

Первое научное определение почвы было дано в 1886 г. В.В. Докучаевым, который определил почву как «дневные» или близкие к ним горизонты горных пород, которые в определенной мере естественно изменены взаимным влиянием воды, воздуха и различного рода организмов - живых и мертвых. В.В. Докучаев подчеркнул, что почва является самостоятельным природным те­лом, отличающимся от других тел, в том числе и от горной породы, из которой она образовалась (mse-online.ru).

Почве принадлежит важная роль и в природной среде обитания человека. Прежде всего потому, что почва - основное средство сельскохозяйственного производства, относящееся к категории невозобновимых природных ресурсов. Международные декларации и соглашения по проблемам природопользования («Всемирная стратегия охраны природы», «Всемирная почвенная хартия», «Основы мировой почвенной политики») утверждают значение почвы как всеобщего достояния человечества, рационально использовать и охранять которое должны все люди Земли. Поэтому вопросы землепользования затрагивают комплекс сложных проблем социально-экономического характера: вопросы земельной собственности, земельного законодательства, земельного права, экономической оценки земель и т.д. (dssac.ru)

Почва - это основное средство сельскохозяйственного производства и объект труда. Сельское хозяйство целиком построено на ее использовании. В растениеводстве - это среда для развития растений. Животноводство развивается на основе продукции растениеводства. В земледелии, которое создает благоприятные условия для роста и развития растений, почва служит объектом труда (keramzit-pesok.ru).

Кроме перечисленного, почва имеет важное санитарно-гигиеническое и медицинское значение. Она является средой жизни многочисленных низших животных и микроорганизмов, оказывающих болезнетворное воздействие на человека. Известно, многие инфекционные и паразитарные болезни носят очаговый характер. Эти очаги представляют собой естественную среду, благоприятную для существования возбудителей болезней. Таковой средой часто служит почва. Так, болезнь гистоплазмоз, вызываемая особыми грибками, отмечена в США на территориях, занятых красно-желтыми оподзоленными почвами теплого климата, с осадками 1000-2000 мм в год. Там, где расположены другие почвы, болезнь эта практически отсутствует (eko-gorod.ru).

Почва способствует аккумуляции значительного количества солнечной энергии в результате фотосинтетической деятельности растений. Почва является основным звеном в процессе малого биологического и большого геологического круговорота веществ. В литосфере почва является источником веществ, которые содействуют образованию минералов, пород, полезных ископаемых. Воздействие почвы на воды проявляется в изменении химического состава грунтовых и поверхностных вод, в формировании речного стока и водного баланса, а в конечном итоге в круговороте воды на Земле. Влияние почвы на атмосферу определяется тем, что почвенная атмосфера находится в постоянном взаимодействии с воздухом атмосферы. Благодаря плодородию почва выступает как основное условие возникновения сельского хозяйства и существования человека на планете (uchilok.ne).

Целью работы является оценка качества почвы в Икрянинском районе Астраханской области.

Задачи:

1) Исследовать морфологические свойства и химические показатели почвы икрянинского района астраханской области;

2) На основании изученных показателей оценить экологическую ситуацию почв выбранного района исследований.

1. Литературный обзор

1.1 Общие свойства почв

К общим физическим свойствам относятся плотность почвы, плотность твердой фазы, капиллярность, влагоемкость и пористость. Плотностью почвы называется масса единицы объема сухой почвы, взятой в естественном сложении. Выражается в г/см³ (mse-online.ru).

Ее величина определяется соотношением в почве компанентов органических и минеральных частей почвы. Для органических веществ (сухой опад растений, торф, гумус) плотность твердой фазы колеблется от 0,2-0,5 до 1,0-1,4, а для минеральных соединений - от 2,1-2,5 до 4,0 - 5,18 г./смі. Для минеральных горизонтов большинства почв плотность твердой фазы колеблется от 2,4 до 2,65 г./смі, для торфяных горизонтов - от 1,4 до 1,8 г/смі (Вальков и др., 1999).

Физические свойства почвы связанны с её дисперсностью (раздробленностью на отдельные частицы) и пористостью (степенью примыкания частиц почвы друг к другу). Благодаря дисперсности и пористости в почвах можно выделить три фазы - твердую, жидкую и газообразную, находящиеся во взаимодействии друг с другом. Наименее подвижная часть - твердая фаза почвы и особенно минеральные частицы; более подвижные - органические вещества и еще более динамичные - жидкая и газообразная фазы. Поэтому физические свойства могут быть разделены на основные и функциональные, связанные с различными режимами (воздушным, водным, тепловым) (Зеликов, 1991).

Плотность почвы - это масса абсолютно сухой почвы в единице объема. В случае проектирования и оценки землекопных работ используют плотность почв при естественной влажности. В этом случае плотность измеряется массой почвы и воды в единице объема. Установлено, что плотность почвы зависит от гранулометрического состава. В реальных почвах картина зависимости плотности почв от гранулометрического состава сложнее (analiz-pochvi.ru).

Пористость (скважность) - это суммарный обьем всех пор между частицами твердой фазы почвы. Пористость выражается в процентах от общего обьема почвы. Для минеральных почв интервал показателей пористости составляет 25 - 80%, для торфяных горизонтов почв - > 80 - 90% (Кауричев и др., 2003).

Влагоемкость почвы-то есть способность почвы удерживать влагу: высокую влажность будет иметь чернозем, меньше подзолистая и еще меньше песчаная почва. Это имеет значение для создания оптимального по влажности микроклимата внутри зданий. Считается, что почвы с большой влагоемкостью являются нездоровыми (www.treeland.ru).

Плотность твердой фазы почвы - это масса сухой почвы в единице объема твердой фазы почвы без пор. Ее вычисляют, г/см³, по формуле

d = m/Vs.

где m - масса сухой почвы, г; Vs - объем, см³.

В малогумусных почвах и в нижних минеральных горизонтах плотность твердой фазы составляет 2,6 - 2,8 г/см³. С увеличением содержания гумуса плотность твердой фазы уменьшается до 2,4 - 2,5 г/см,³ а в торфяных почвах - до 1,4 - 1,8 г/см.³ Плотность твердой фазы используют для расчета пористости почвы (www.zoodrug.ru).

Капиллярная влагоемкость (капиллярность) выражается наибольшим количеством воды, которое способна поглотить почва при капиллярном ее насыщении снизу. Следует учитывать, что величина капиллярной влагоемкости зависит не только от объема капилляров почвы, но и от высоты почвенного столба при насыщении. Определение капиллярной влагоемкости производят главным образом при вегетационных опытах (aquantia.ru).

Почва является самой верхней частью коры выветривания литосферы и поэтому в общих чертах наследует ее химический состав. Представляет собой одновременно продукт воздействия на литосферу живого вещества, почва в содержании ряда элементов приобретает существенные отличия. В литосфере и в почве около половины составляет кислород; второе место занимает кремний (приходится почти четвертая часть); следующую по порядку содержания группу, примерно десятую часть, образуют алюминий и железо; еще меньшую долю, всего лишь несколько процентов, составляют кальций, магний, натрий, калий и, наконец, на все остальные элементы, исключая углерод, приходится менее одного процента. В природной «живой» почве, кроме того, представлены всегда органическое вещество, вода, газы. К числу наиболее ярких отличий химического состава почвы относится резкое возрастание в ней содержания углерода (в 20 раз) и азота (в 10 раз), обусловленное влиянием биогенных факторов. Поэтому же при сохранении общего порядка содержания элементов заметно возрастает количество кислорода и водорода, как элементов воды, на фоне уменьшения содержания алюминия, железа, калия, кальция, магния (табл. 1) (Ковда и др., 1997).

Таблица 1. Относительное содержание отдельных химических элементов в литосфереи почве колеблется в широких пределах

Элемент	Литосфера	Почва	Элемент	Литофсера	Почва
О	47,2	49	Mg	2,1	0,6
Si	27,6	33	Ti	0,6	0,46
Al	8,8	7,13	H	0,15	2
Fe	5,1	3,8	C	0,1	0,085
Ca	3,6	1,37	S	0,09	0,09
Na	2,64	0,36	P	0,08	0,5
K	2,6	0,63	N	0.01	0,8

Химический состав почвы является отражением элементарного состава всех геосфер, принимающих участие в формировании почвы. Поэтому в состав всякой почвы входят те элементы, которые распространены или встречаются как в литосфере, так и в гидро-, атмо- и биосфере (mse-online.ru).

1.2 Гранулометрический состав почвы

Гранулометрическим (механическим) составом почвы называется массовое соотношение (относительное содержание в процентах) в ее составе твердых частиц (механических элементов) разной крупности, выделяемых в пределах непрерывного ряда определенных условных групп крупности (гранулометрических фракций). При этом имеется в виду, что механические элементы почв представлены мономинеральными или полиминеральными (если это обломки соответствующей плотной породы) зернами и органическими и (или) органоминеральными гранулами, свободно суспендируемыми в воде после разрушения клеящих материалов; существование и целостность механических элементов определяется силами молекулярных взаимодействий (Ковда и др., 1997).

Гранулометрический состав - один из главных факторов, определяющих структурное состояние почвы и ее противодефдяционную стойкость. Среди пахотных степных почв сильнее всего подвержены ветровой эрозии наиболее легкие и наиболее тяжелые по гранулометрическому составу. Легким почвам не хватает цементирующего материала (ила и мелкой пыла) для формирования достаточно крупных и механически прочных структурных отдельностей. В тяжелых по гранулометрическому составу почвах цементирующего материала достаточно, однако эти почвы, в силу своего генезиса характеризуются относительно пористой мелкокомковатой или комковато-зернистой структурой имеющей низкую противодефляционную стойкость. При прочих равных условиях наиболее устойчивыми оказались почвы с содержанием ила 27% и с максимальным возможным содержанием пыли. Увеличение содержания ила сверх 27% сопровождалось увеличением подверженности почв ветровой эрозии (www.soil-science.ru).

В зависимости от размера частиц различают следующие гранулометрические элементы (табл. 2) (ygeo.ru).

Таблица 2. Классификация гранулометрических элементов почвы

Группы фракций	Фракции
Название	Размер частиц	Название	Размер частиц
Валуны (окатанные) и камни угловатые	более 20 см	крупные средние мелкие	Более 80 см 80-40 40-20
Булыжники, галька (окатанные) и щебень (угловатый)	20Ї4 см	булыжник и крупный щебень крупная галька и щебень мелкая галька и мелкий щебень	20-10 см 10-6 6-4
Гравий (окатанный) и хрящ (угловатый)	40Ї2 мм	Крупные средние мелкие очень мелкие	40-20 мм 20-10 10-4 4-2
Пески	2Ї0,05 >	грубые крупные средние мелкие тонкие	2-1 мм 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 0,1-0,05
Пыль	0,05Ї0,005 мм	крупная (грубая) мелкая (тонкая)	0,05-0,01 мм 0,01-0,005
Глина	Менее 0,005 мм	глинистые	< 0,005 мм

Гранулометрический состав оказывает влияние не только на противодефляционную стойкость, но и на характер развития процесса ветровой эрозии. В ходе переноса частиц почвы ветром происходит их разрушение, а также истирание почвенной поверхности скачущими частицами. Оба процесса приводят к увеличению содержания в зоне дефляции мелких, легко перемещаемых ветром частиц, и оба зависят от прочности (связности) почвенных агрегатов (www.soil-science.ru).

1.3 Морфологическое строение почвы

В результате почвообразовательного процесса из материнской почвообразующей породы формируется новое природное тело - почва. Она приобретает ряд важных свойств и признаков, в ней образуются новые вещества и соединения, которых не было в материнской породе. Почва расчленяется на генетические горизонты и приобретает только ей присущие внешние, или морфологические, признаки. Таким образом, почва отличается от почвообразующей породы не только плодородием, но и морфологическими признаками, по которым можно отличить почву от породы, а также одну почву от другой. По ним можно приблизительно судить о направлении и степени выраженности почвообразовательного процесса (Кауричев и др., 2003).

Морфологические элементы почвы - это ее генетические горизонты, структурные отдельности, новообразования, включения и поры (пустоты, заполненные водой или воздухом). Морфологические признаки почвы, отличающие морфологические элементы один от другого, - это форма элементов, характер их границ, окраска при определенной влажности, гранулометрический состав (механический состав, текстура), сложение, характер поверхности, плотность и твердость, некоторые определяемые без специальных приборов физические свойства (липкость, пластичность) (Ковда и др., 1997).

Почвенный профиль

Почвенным профилем называется совокупность почвенных горизонтов, Объединенных единым процессом почвообразования. Строение почвенного профиля определяется морфологическими признаками отдельных почвенных горизонтов, закономерно переходящих из одного в другой. Строение профиля большинстве почв, если их рассматривать в разрезе сверху вниз, сравнительно однотипно (рис. 1): сверху лежит небольшой слой растительных остатков, образующих лесную подстилку, травяной войлок, или дернину; глубже расположен горизонт, в разной степени окрашенный гумусом, или перегноем, а под ним образуется горизонт, переходный к материнской породе (Зеликов, 1991).

Принцип расчленения почвенной толщи на генетические горизонты установлен впервые В.В. Докучаевым, им же были введены для них первые буквенные обозначения. В различных типах почв генетические горизонты существенно отличаются, однако в первом приближении выделяют два типа строения почвенного профиля - автоморфный и гидроморфный (www.tyiya.ru).

Профиль почвы характеризует изменение его свойств по вертикали. В зависимости от направления почвообразования наблюдается закономерный распределение и изменение гранулометрического, минералогического и химического состава, физических, химических и биологических свойств почвенного тела от поверхности до подстилающей породы. Эти изменения могут быть постепенными, отображаемыми плавным ходом профильной кривой, а также резкими, с несколькими максимумами и минимумами (www.krugosvet.ru).

Главные факторы образования почвенного профиля, т.е. дифференциации исходной почвообразующей породы на генетические горизонты, - это, во-первых, вертикальные потоки вещества и энергии (нисходящие или восходящие в зависимости от типа почвообразования и его годовой, сезонной или многолетней цикличности) и, во-вторых, вертикальное распределение живого вещества (корневые системы растений, микроорганизмы, почвообитающие животные) (Ковда и др., 1997).

Включения и новообразования

Новообразования - скопления веществ различной формы и химического состава, которые образуются и откладываются в горизонтах почвы. Различают новообразования химического и биологического происхождения. Химические новообразования возникают в результате химических процессов, которые приводят к образованию различного рода соединений (углекислой извести, железа и марганца, различных солей кремниевой кислоты). Новообразования биологического происхождения образуются в результате жизнедеятельности представителей животного мира, обитающих в почве, а также развития корневых систем растений. К ним относятся червоточины (извилистые ходы червей), капролиты (экскременты дождевых червей), кротовины (пустые или заполненные землей ходы сусликов, сурков, кротов), «узоры» мелких корней на гранях структурных отдельностей, корневины (сгнившие крупные корни). Новообразования являются важными морфологическими признаками, по которым можно судить о генезисе и об агрономических свойствах некоторых почв. (nedvi-jimosti.ru).

Химические новообразования в почве являются результатом химически процессов, которые приводят к образованию различного рода соединений. Эти соединения могут или осаждаться на месте образования или перемещаясь с почвенным раствором в горизонтальном, вертикальном направлениях, выпадать в некотором (иногда значительном) расстоянии от места своего возникновения (Кауричев и др., 2003).

К новообразованиям органической природы относятся такие перегнойные вещества, как гумусовые плёнки, пятна, потёки, налёты на гранях структурных отдельностей. Новообразования могут достигать очень крупных размеров: округлой формы - до 10 см, в форме плит - до нескольких метров. Они являются важными носителями информации о почвенных процессах, режимах и условиях почвообразования (www.activestudy.info).

Включения в почве - это случайные органические или минеральные тела или предметы, генетически не связанные с почвенными процессами. Они группируются в четыре группы по своему происхождению.

К включениям, например, относятся: валуны и другие обломки горных пород; раковины и кости животных; кусочки кирпича, стекла, угля и т.п. (Кауричев и др., 2003).

Цветность почвы

Очень важным и наиболее доступным для описания морфологическим признаком почв является цвет (окраска) того или иного горизонта, или образца почвы горизонта. Окраска является характерным диагностическим признаком, позволяющим косвенно судить и о других свойствах почвы. Подтвержденитем этому служат названия типов почв, заимствованные от того характерного цвета, который несет на себе верхний гумусовый горизонт. По цвету верхнего почвенного горизонта или одного из горизонтов получили типовое название многие почвы мира - подзолистые, серые лесные, черноземы, каштановые, бурые, красноземы и др. (Муравьев, 2000).

В окраске почвы, в ее оттенках и переходах очень ярко отражаются особенности почвообразовательного процесса. Поэтому наблюдения за окраской, за изменением цветовых оттенков в различных почвах, а также в одной и той же почве, но в разных ее горизонтах могут дать много для понимания сущности происходящих в почве процессов и для раскрытия их происхождения (генезиса) (Балакай, 2010).

Окраска почвы в сильной степени зависит от ее увлажнения (влажная почва всегда темнее, чем сухая), степени агрегирован-ности. Обычно окраска внутренних частей структурных отдель-ностей почвы существенно отличается от окраски их поверхностных слоев, отражая соответствующие различия в составе и строении почвенной массы (Ковда и др., 1997).

1.4 Роль почвенного плодородия

Под плодородием понимают способность почв удовлетворять потребность растений в воде и питательных веществах. Важными факторами, определяющими плодородие почв, является также свет и тепло. Условия, определяющие плодородие могут быть прямыми, непосредственно влияющие на рост и развитие растений, и косвенными. К прямым условиям относятся запасы доступной воды, аэрация, реакция и их соотношение. К косвенным условиям могут быть отнесены: количество микроорганизмов, глубина залегания ограничивающих корнеобитаемый слой почвы плотных горизонтов и обработка почвы. Прямые и косвенные условия взаимосвязаны и оказывают большое влияние на урожай растений (Зеликов, 1991).

С давних времен при использовании почвы человек оценивал ее прежде всего с точки зрения способности производить урожай растений. Поэтому понятие о плодородии почвы по существу было известно еще до оформления почвоведения как науки. Под плодородием следует понимать способность почвы удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха и тепла для нормальной деятельности (Артемьева, 2010).

В различных почвенно-климатических зонах условия, определяющие почвенное плодородие, различны. Ограничивающими условиями в зоне тундры будут низкие температуры и избыточное увлажнение почв, в лесной зоне - избыточное увлажнение и кислотность почв, в лесостепной и степной зонах - недостаток воды и нередко избыточное содержание в почвах натрия хлора. На песчаных почвах сказывается недостаток влаги и элементов питания, а на тяжелосуглинистых - низкая аэрация и большая плотность почв. Таким образом, плодородие ограничивается различными условиями, связанными с факторами почвообразования (tyatya.ru).

Почвенное плодородие имеет важное экологическое значение, так как оно увеличивает ценность земель сельскохозяйственного назначения не только как объектов производственной деятельности, но и как компонентов биосферы. Состояние почвенного плодородия напрямую связано с экологической и продовольственной безопасностью населения всех регионов России, тем самым является существенным фактором социальной стабильности в стране (Балакай, 2010).

Малый биологический круговорот веществ, лежащий в основе почвообразования, является причиной возникновения, развития и поддержания плодородия почвы. В результате малого биологического круговорота веществ элементы питания растений удерживаются от вовлечения их в большой геологический круговорот и остаются в сфере почвообразования. Происходит постепенная аккумуляция в верхнем слое фрмирующейся почвы зольных элементов питания растений и азота. При этом важнейшее значение в концентрации элементов питания имеют гумусовые вещества, как новый сложный продукт почвообразования (Кауричев и др., 2003).

1.5 Источники загрязнения

Загрязнение почвенного покрова происходит практически при всех видах хозяйственной деятельности человека. Основными источниками загрязнения почв в России являются промышленные отходы производства черных и цветных металлов, а также отходы химической промышленности и её продукция (органические химические соединения, продукты неорганической химии, ПАВ и др.) Не следует забывать, что значительный вклад в загрязнение окружающей среды вносят выбросы предприятий этих производств в атмосферу: диоксид серы, оксид углерода, твердые вещества (пыль, зола, сажа, дым, сульфаты, нитраты и др.), оксиды азота, углеводороды и летучие органические соединения (innovtech.ru).

Антропогенное воздействие на почвы носит прямой и косвенный характер и, как правило, приводит к нарушениям почвы, т.е. к изменению состава и свойств почвы как динамической системы, выражающемся в нарушении равновесных экологических процессов. Практически всегда нарушения почвы являются сложными, имеющими черты как прямого, так и косвенного воздействий. Нарушения почвы могут быть вызваны и природными процессами - пожарами, сезонными климатическими явлениями, Вулканическими процессами, стихийными бедствиями и др. (Муравьев, 2008).

Согласно данным лабораторных исследований, проводимых ежегодно территориальными органами Госсанэпиднадзора, в последние годы возрастает доля проб почвы по санитарно-химическим показателям, не отвечающим гигиеническим нормативам в селитебной зоне. Так, ежегодно загрязненность проб почвы увеличивается на 2-4%. В среднем по России 17% проб почвы в селитебной зоне не соответствуют гигиеническим нормативам по микробиологическим показателям (ecologysite.ru).

Состав бытовых сточных вод более или менее однообразен. Концентрация загрязнений в них зависит от количества расходуемой (на одного жителя) водопроводной воды, т.е. от нормы водопотребления. Загрязнения бытовых сточных вод обычно подразделяют на:

- нерастворимые, образующие крупные взвеси (в которых размеры частиц превышают 0,1 мм) либо суспензии;

- эмульсии и пены (в которых размеры частиц составляют от 0,1 мм до 0,1 мкм);

- коллоидные (с частицами размером от 0,1 мкм до 1 нм);

- растворимые (в виде молекулярно-дисперсных частиц размером менее 1 нм) (Гогмачадзе, 2002).

Различают загрязнения бытовых сточных вод: минеральные, органические и биологические. К минеральным загрязнениям относятся песок, частицы шлака, глинистые частицы, растворы минеральных солей, кислот, щелочей и многие др. вещества. Органические загрязнения бывают растительного и животного происхождения. К растительным относятся остатки растений, плодов, овощей, бумага, растительные масла и пр. Основной химический элемент растительных загрязнений - углерод. Загрязнениями животного происхождения являются физиологические выделения людей и животных, остатки тканей животных, клеевые вещества и пр. Они характеризуются значительным содержанием азота. К биологическим загрязнениям относятся различные микроорганизмы, дрожжевые и плесневые грибки, мелкие водоросли, бактерии, в том числе болезнетворные (возбудители брюшного тифа, паратифа, дизентерии, сибирской язвы и др.). Этот вид загрязнений свойственен не только бытовым сточным водам, но и некоторым видам производственных сточных вод, образующимся, например, на мясокомбинатах, бойнях, кожевенных заводах, биофабриках и т.п. По своему химическому составу они являются органическими загрязнениями (Ступин, 2009).

В бытовых сточных водах минеральных веществ содержится около 42% (от общего количества загрязнений), органических - около 58%; осаждающиеся взвешенные вещества составляют 20%, суспензии - 20%, коллоиды - 10%, растворимые вещества - 50%. Содержащиеся в сточных водах органические вещества, скапливаясь в почве, быстро загнивают и ухудшают санитарное состояние водоёмов и атмосферы, способствуя распространению различных заболеваний. Потенциально все объекты образования хозяйственно-бытовых сточных вод загрязняют почву и подземные воды. Загрязнения считают «потенциальными», так как исследования их масштабов не проводили. Поэтому вопросы очистки, обезвреживания и утилизации сточных вод являются неотъемлемой частью проблемы охраны природы, оздоровления окружающей человека среды и обеспечения санитарного благоустройства городов и др. населённых мест (Вальков и др., 1999).

1.6 Почвы Астраханской области

Астраханская область расположена на юго-востоке Восточно-Европейской равнины в пределах Прикаспийской низменности, в умеренных широтах, в зоне пустынь и полупустынь. Область узкой полосой протянулась по обе стороны от Волго-Ахтубинской поймы на расстоянии более 400 км (geo.astrakhan.ws).

В природно-ландшафтном отношении Астраханская область принадлежит к умеренному географическому поясу, располагаясь в его внутриконтинентальном секторе. Этим обьясняются главные гидроклиматические особенности данной территории: при достаточно высокой теплообеспеченности, составляющей 3 500 - 3 600°С по сумме активных среднесуточных температур выше 10°С, территория испытывает дефицит общего увлажнения - среднегодовые осадки составляют порядка 250 мм, а коэффициент увлажнения имеет значение 0,1 - 0,2 (при оптимуме 1,0). Эти общегеографические особенности имеют самое непосредственное влияние на формирование природно-ландшафтной структуры территории и её современную экологическую обстановку (Кочуров и др., 2004).

Ландшафтная структура Астраханской области представлена 8 ландшафтами. В полупустынной зоне сформировались Волго-Сарпинский и Баскунчакский ландшафты. Пустынная зона представлена Волжско-Уральским, Волжско-Приергенинским, Западным и Восточным ильменно-бугровым ландшафтами. К внутризональным ландшафтам относится Волго-Ахтубинская пойма и дельта реки Волга. В каждом ландшафте выделяются несколько местностей с характерным для них набором урочищ (dic.academic.ru).

Почвенный покров области формируется за счет основных почвообразующих факторов: подстилающей поверхности, рельефа и климатических условий, а в последнее годы - за счет антропогенного влияния (geo.astrakhan.ws).

На территории Астраханской области распространены различные типы почв. Они представлены в северных районах зональными светло-каштановыми почвами, в более южных районах - бурыми полупустынными, в Волго-Ахтубинской пойме, дельте и подстепных ильменях - пойменными. Интразональные - солонцы и солончаки - встречаются повсеместно среди всех типов почв. Главным фактором образования почв области является засушливый климат и разреженный характер растительности (innovtech.ru).

В пределах Волго-Ахтубинской поймы в зависимости от типа водного режима и связанных с ним растительным покровом и процессами обмена сформировались группы дерновых насыщенных, луговых насыщенных и лугово-болотных почв, в той или иной степени засоленных. Источник засоления - реликтовое засоление материнских пород и минерализованные грунтовые воды. В результате сезонной динамики режима подземных вод степень засоления почв непостоянна (ebook-russia.ru).

2. Материалы и методы

2.1 Характеристика района исследований

Икрянинский район расположен в юго-западной части Астраханской области и граничит: на севере - с Наримановским районом и городом Астрахань; на востоке и юго-востоке - с Приволжским и Камызякским районами; на юге и юго-востоке - омывается Каспийским морем; на западе - с Лиманским районом.

Протяженность с севера на юг более 100 км, с запада на восток - более 44 км. Общая площадь земель в административных границах района составляет более 1,95 тыс. кмІ. Территория района включает пойменные земли центральной и западной части дельты реки Волга и участки придельтовых западных ильменей. Из природных ресурсов на территории района имеются месторождения кирпичных глин и строительного песка, по прогнозам - запасы высоко минерализированных вод и лечебных грязей. Более 51% площади района или 1,00 тыс. кмІ покрыто водной поверхностью - это реки, озера, протоки, пруды. Основу транспортных магистралей района составляют автодороги с твердым покрытием общей протяженностью 232,3 км (в том числе автодорога федерального значения - 53,3 км) и автодороги территориального значения - 179 км (ikradm.ru).

Пробы отбирались на равнинной местности, 20 апреля 2013 года в 12:30, после небольшого дождя.

Точки отбора проб расположены в 30 м от зоны жилой застройки, расположен приток Волги - река Бакланенок
(рис. 2). В 30 метрах на север проходи дорога, в нескольких метрах от нее расположен искусственный водоем, производственные предприятия на территории населенного пункта отсутствуют. Растительность представлена родами характерными для пустынной и полупустынной зон.



Точки отбора проб

2.2 Отбор проб почвы

Отбор проб почвы начинается с выбора места для исследования почвы. Отбор производился самым распространенным методом - методом конверта. Данный метод применяется для исследования почвы гумусового горизонта. Из точек контролируемого участка было отобрано пять точечных проб почвы. Точки расположены так, чтобы, мысленно соединенные прямыми линиями, дают рисунок запечатанного конверта (длина стороны квадрата может составлять от 2 до 5-10 м). Была отобрана проба гумусового горизонта (А) с глубины около 20 см, что соответствует штыку лопаты. Из каждой точки было отобрано около 1 кг. Расстояние между точками отбора проб равно расстоянию сторон квадрата - 10*10 м.

2.3 Подготовка проб к анализу

Сушка образца была выполнена заблаговременно накануне исследований, 100 г. почвы на открытом поддоне в теплом помещении слоем не более 2 см. Из почвы были зъяты камни, корни растений, почвенных насекомых, инородные включения. Высушенный и охлажденный до комнатной температуры почвенный образец был просеян через сито с размером ячеек 1-2 мм.

Дозировка порций высушенной почвы может была выполнена взвешиванием.

Для оценки засоленности почвы (определение содержания в почве растворимых солей - хлоридов, сульфатов, карбонатов, гидрокарбонатов, солей кальция и магния) была протестирована водная вытяжка, для оценки кислотности - солевая. Кислотная вытяжка использовалась для определения содержания нерастворимых в воде и солевом растворе компонентов - главным образом тяжелых металлов, которые могут находиться в почве в разных формах и переходят в растворимые формы только в сильно кислой среде (Муравьев и др., 2000).

Водная вытяжка приготавливалась добавлением к почве дистиллированной (либо прокипяченной водопроводной) воды в соотношении 15 мл воды на 3 г почвы (5:1); солевая - добавлением раствора в дистиллированной воде хлорида калия (KCL) с концентрацией 1,0 н. (для приготовления 1,0 н. раствора хлорида калия (38 г.) было расстворенно в 0,5 л прокипяченной чистой водопроводной воды в соотношении 7,5 мл раствора на 3 г почвы (2,5:1). Кислотная вытяжка приготавливалась добавлением к почве раствора азотной кислоты в концентрации 1,5 г-моль/л в соотношении 2,5 мл раствора на 1 г почвы. Необходимый раствор азотной кислоты можно приготовить, растворив 68 мл (0,5 г-экв) концентрированной азотной кислоты в 0,5 л дистиллированной воды (Муравьев и др., 2000).

Количественный анализ компонентов вытяжки
проводился с помощью соответствующих реагентов,
растворов и принадлежностей из комплекта модификации «Пчелка-У/хим». В водной вытяжке определяют минеральный состав (содержание солей). Значение концентрации определяемого минерального компонента (С_х) в мг/г образца рассчитывается по формуле (1):

 (1)

где С - концентрация контролируемого компонента в водной вытяжке, определенная с помощью теста, мг/л;

V - объем вытяжки, л;

m - масса воздушно-сухого почвенного образца, г.

Тестирование водной вытяжки основано на выпаривании небольшого (1 капля) количества вытяжки на предметном стекле микроскопа и визуальной оценке количества сухих солей, оставшихся на стекле после испарения влаги. Наличие сухого остатка на предметном стекле после испарения влаги свидетельствует о содержании солей в вытяжке, а количество сухих солей в остатке - о степени засоления. Степень засоления также может быть оценена, путем тестирования нескольких почвенных образцов из разных мест и сравнения количества сухого остатка (Муравьев и др., 2000).

2.4 Методы анализа проб

Оценка экологического состояния почвы была произведена с помощью комплекта НКВ. Тестирование солевой вытяжки при оценке кислотности проводится с использованием имеющегося в комплекте «Пчелка» рН-теста «Экопротект». Тестирование проводится в порядке, указанном в инструкции по применению теста «Экопротект».

Метод определения водородного показателя (рН) основан на образовании характерной окраски анализируемой воды в присутствии универсального индикатора. Значение водородного показателя определяют визуально-колориметрическим методом, сравнивая окраску раствора с контрольной шкалой образцов окраски:

для рН: 4,5; 5,0; 5,5; 5,8; 6,0; 6,5; 7,0; 7,5; 8,0 - в случае пленочной шкал

для рН: 4,5; 5,0; 5,4; 5,6; 5,8; 6,0; 6,2; 6,4; 6,6; 6,8; 7,0; 7,2; 7,4; 7,6; 7,8; 8, С

в случае шкалы в виде модельных эталонных растворов.

0,0; 5,0; 15; 30; 50 - в случае пленочной шкалы;

0,0; 5,0; 10; 15; 20; 30; 40; 45; 50; 60 - в случае шкалы в виде модельных эталонных растворов.

Метод определения массовой концентрации катиона кальция аналогичен методу определения общей жесткости (с реактивом трилоном Б), с той разницей, что анализ проводится в сильнощелочной среде (рН 12-13) в присутствии индикатора мурексида. Определению мешают карбонаты и диоксид углерода, удаляемые из пробы при ее подкислении.

Метод определения массовой концентрации хлорид-аниона основан на его реакции с ионом серебра с образованием практически нерастворимого хлорида серебра (метод аргентометрического титрования). В качестве индикатора используется хромат калия. Титрование можно выполнять в пределах рН 5,0-8,0.

Метод определения массовой концентрации карбонат-аниона основан на его реакции с ионами водорода

Анализ проводится титриметрическим методом (методом объемного титрования) в присутствии индикатора фенолфталеина. Присутствие аналитических концентрации карбонат-аниона возможно лишь в водах, рН которых более 8,0-8,2,

Метод определения массовой концентрации гидрокарбонат-аниона основан на реакция гидрскарбонат-аниона с ионами водорода.

Анализ проводится титриметрическим методом (методом объемного титрования) в присутствии индикатора метилового оранжевого.

Метод определения массовой концентрации сульфат-аниона основан на реакции сульфат-анионов с катионами бария с образованием нерастворимой суспензий сульфата бария. О концентрации сульфата анионов судят по количеству суспензии сульфата бария, которое определяют турбидимет-рическим методом. Данный вариант турбидиметрического метода основан на определении высоты столба суспензии по его прозрачности и применим при концентрациях сульфат-анионов не менее 30 кг/л.

Анализ выполняют в прозрачной воде (при необходимости воду фильтруют) (А.Г. Муравьев, 2000).

3.Результаты и обсуждения

В результате проделанных исследований почвы, были выявлены следующие её характеристики представленные в таблицах:

По данным таблицы 3 можно заметить, что механический состав трех исследуемых проб не имеет существенных различий: коричневый цвет, рыхлое сложение, мелкокомковатая структура, включения идентичны. При растирании влажной массы почва довольно хорошо втирается в ладонь, следовательно относится к среднесуглинистому типу почв.

Таблица 3. Механический состав

№	Признак	1 проба	2 проба	3 проба
1	Ощущения при растирании влажной массы	Довольно хорошо втирается в кожу	Довольно хорошо втирается в кожу	Легко стряхивается
2	Скатывание	Длинный тонкий шнур, с небольшими трещинами	То же	««
Морфологические признаки
№	Признак	1 проба	2 проба	3 проба
1	Окраска	Коричневая	То же	««
2	Сложение	Рыхлое	Рыхлое	Слабоуплотненная
3	Структура	Мелкокомковатая	Мелкокомковатая	Зернистая
4	Включения	Корни растений, кусочки раковин моллюсков

В результате исследования проб было выявлено, что химические показатели почвы исследуемого района не превышают установленных законодательством предельно допустимых концентраций (табл. 4), но можно заметить что рН реакция среды имеет значение в среднем - 5, что характерно для слабокислых почв, но при этом также не превышает ПДК.

Таблица 4. Химический состав

№	Показатель	1 проба	2 проба	3 проба	ПДК
1	рН	5,5	5	5	(4,5 - 7)
2	Сульфаты мг/л	80	70	80	500
3	Хлориды мг/л	0,35	0,4	0,4	350
4	Щелочность мг/л	0,6	0,5	0,5	0.5-6,5
5	Гидрокарбонаты мг/л	8	9	9	40
6	Кальций мг/л	0,2	0,2	0,3	0,4

Заключение

Изучение почв необходимо не только для сельскохозяйственных целей, но также и для развития лесного хозяйства, инженерно-строительного дела. Знание свойств почв необходимо для решения ряда проблем здравоохранения, разведки и добычи полезных ископаемых, организации зеленых зон, парков и скверов в городском хозяйстве и т.д. Однако ценность почвы определяется не только ее хозяйственной значимостью для сельского, лесного и других отраслей народного хозяйства; она определяется также незаменимой экологической ролью почвы как важнейшего компонента всех наземных биоценозов и биосферы Земли в целом. Через почвенный покров Земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле и в земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмосферой (ecosystema.ru).

Сущность экологической оценки состояния почвы состоит в комплексной оценке биолого-почвенных, гео-морфологических, геохимических, геофизических и др. факто-ров и параметров ее состояния. Только такой взгляд на почву позволяет приблизиться к пониманию роли почвы в биосфере, имея в виду ее способность к воспроизводству биогеохимичес-ких циклов, круговороту веществ и обмену энергией. Подобный взгляд позволяет также понять связанные с состоянием почв экологические проблемы, в числе которых:

· процессы опустынивания, приуроченные к регионам антропогенной активности и сопровождающиеся деградацией растительного покрова, разрушением и засолением почв, активизацией эрозионных процессов;

· деградация почвенного покрова - снижение или потеря плодородия почв, приуроченное к земледельческим районам, вызванное чрезмерно интенсивным использованием пашни с нарушением агротехнических и экологических требований;

· утрата значительной части продуктивных земель в результате их отчуждения для застройки и др. целей;

· широкомасштабное комплексное промышленное и сельскохозяйственное загрязнение окружающей среды (воздуха, вод, почвы) (А.Г. Муравьев 2008).

Современное состояние почвенного покрова нашей страны неудовлетворительное и продолжает ухудшаться. 40 млн Га представлены низкоплодородными и засоленными и солонцовыми почвами, 26 млн Га переувлажнены и заболочены, 5 млн Га загрязнены радионуклидами, из 186 млн Га сельскохозяйственных угодий около 60 млн Га эродированы, в некоторых южных районах России идет опустынивание. Для преодаления дальнейшего развития деградации почв, необходимы меры по их защите, и прежде всего совершенствование земельного законодательства. Немаловажную роль должны сыграть и воспитание уважительного отношения к земле и к почве (О.С. Безуглова, 2011).

Относительно экологической ситуации почв исследуемого района, можно заметить, что все химические показатели не превышают ПДК, более того некоторые их них значительно ниже установленных норм, такие как: сульфаты, хлориды, гидрокарбонаты. Реакция среды характерная для слабокислых почв, что может быть обусловлено метеорологическими условиями в день отбора проб. Низкое содержание кальция так же зависит от метеорологических условий, т.к. при выпадении осадков значительное количество кальция вымывается из почвы, что приводит к её закислению.

Выводы

1. Было проведено исследование морфологических свойств почвы Икрянинского района Астраханской области, таким образом почва имеет коричневый оттенок, рыхлое сложение, комковатую структуру. Также были определены химические показатели, а именно: сульфаты, щелочность, хлориды, гидрокарбонаты, содержание кальция и водородный показатель (рН).

2. В целом экологическая ситуация почвы исследуемого района соответствует установленным нормативам качества, никакие химические показатели, которые были определены, не превышают предельно допустимые концентрации.

Литература

1. Артемьева З.С., Органическое вещество и гранулометрическая система почвы. - Г.,:2010-210 с.

2. Беспамятнов Г., Кротов Ю., Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. - П.,: 2003-528 с.

3. Глазовский Н.В., Почвы, биогеохимические циклы и биосфера. М.,: 2004 - 310 с.

4. Гогмачадзе Г.Д., Деградация почв. Причины, следствия, пути снижения и ликвидации. - М.,:2003 - 240 с.

5. Добровольский Г., Чернов И., Роль почвы в формировании и сохранении биологического разнообразия. К., 1996-290 с.

6. Комиссаров Ю., Гордеев Н., Экологический мониторинг окружающей среды. - М., 2005-171 с.

7. Кочуров Б., Воронин Н., Гольчикова Н., Геоэкологическая характеристика Астраханской области. - А.,: 2004-92 с.

8. Люри Д., Горячкин С., Караваеав Н., Динамика сельскохозяйственных земель России в ХХ веке и постагрогенное восстановление растительности и почв. Г.,: 2000-390 с.

9. Муравьев А.Г., Каррыев Б.Б., Ляндзберг А.Р. Оценка экологического состояния почвы. Практическое руководство. СПб: «Крисмас +», 2-е изд., 2000. -164 с.

10. Строганова М.Н., Агаркова М.Г. Городские почвы, опыт изучения и систематика, почвоведение, 1992. - 16-24 с.

11. Ступин Д.Ю., Загрязнение почв и новейшие технологии их восстановления. - Л.,:2009 - 248 с.

12. Трофимов С.С., Таранов С.А. Особенности почвообразования в техногенных экосистемах // Почвоведение. 1987. - 95-99 с.

13. Шишов Л.Л., Лебедева И.И., Тонконогов В.Д. Классификация почв России и перспективы ее развития /Почвоведение: история, социология, методология. - М.: Наука, 2005. - 272-279 с.

14. Кауричев И., Гречин И., Почвоведение. - 2003-540 с.

15. Безуглова О.С., Почва, её место и роль в природе. -2011-34 с.

16. Добровольский В.В., Избранные труды. Том 2. Геохимия почв и ландшафтов.-Н.,:2009 - 340 с.

17. Ковда В., Розанова Б., Почва и почвообразование.-М.,:1997-395 с.

18. Хабаров А., Яскин А., Почвоведение. М.,:1997.

19. Вальков В., Казеев К., Почвоведение. М.,: 2001.

20. Гаель А.Г., Пески и песчаные почвы. - Г.,: 2003.

21. Грешневиков А.К., Эра экологического апокалипсиса.: 2004 г.

22. РГАУ-МСХА зооинженерный факультет [www.activestudy.info] Режим доступа: http://www.activestudy.info/novoobrazovaniya-i-vklyucheniya/.

23. Геология, инженерная геология [www.ygeo.ru] Режим доступа:

24. http://ygeo.ru/engineering-geology/13-rock-characteristic/91 granulometricheskij-sostav-gruntov.html.

25. Плодородие почв [www.tyatya.ru] Режим доступа: http://tyatya.ru/plodorodie-pochv.html.

26. Экологический портал [www.ecology-portal.ru] Режим доступа: http://ecology-portal.ru/publ/9-1-0-382.

27. Экопортал России и СНГ [www.ecologysite.ru] Режим доступа: http://ecologysite.ru/public/item/50-загрязнение-почв-в-результате-сброса-сточных-вод

Размещено на Allbest.ru