Динамика кислотности почв Павловского района и ее действие в период с 2006 по 2009 год

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.

Для реализации агроэкологического мониторинга определены следующие задачи:

1) исследовать образцы почв, воды, произрастающей растительности на основные характеристики

2) провести анализ полученных данных в сравнении с санитарными нормативами.

Для осуществления поставленных задач использовались методики определения необходимых характеристик почвы, воды, собранного урожая.

Исследования осуществлялись на реперном участке с. Тумботино Павловского района.

Реперный участок – это поле или его часть площадью не более 40 и не менее 2га, типичный для данного региона, с точными географическими координатами и привязкой к постоянным ориентирам на местности), расположенных в различных почвенно-климатических и агрохимических зонах, а также вблизи крупных промышленных предприятий, транспортных магистралей, аэродрома.

При размещении и исследовании реперных участков учитывается целый комплекс определяющих факторов, в т.ч. влияние техногенных процессов на экосистемы, природно-экономическая зональность, тип и подтип почв, гранулометрический состав их и подстилающие породы, мощность и лабильность гумусового горизонта и др. Учитываются также районирование территории области и степень насыщенности почв валовыми формами тяжелых (токсичных) металлов (Стадницкий Г. В., 1998).

Таблица 1

Методы определения агрохимических показателей и химических элементов, используемые в ФГУ ЦАС «Нижегородский»

2. Характеристика объекта исследования

2.1. Топографические условия

Павловский район  расположен в западной части Нижегородской области, граничит с Володарским, Богородским, Сосновским и Вачским районами Нижегородской области. Район относится к территории среднерусской провинции. К востоку от села Сеченово, в 25 километрах, протекает река Сура.

Географические координаты реперного участка: широта - 55°59´, долгота - 43°05´.

2.2. Климатические условия

Климат в Павловском районе умеренно-континентальный, район относится к северо-западному умеренно теплому району. По данным агроклиматического справочника по Нижегородской области, в этом районе продолжительность периода с температурой выше 0 оС равна 212 дням, выше 5 оС -170 дням, выше 10оС 132 дням, выше 15оС - 81 дню. Заморозки весной прекращаются несколько раньше, чем в заволжских районах, к 8 мая. Первые заморозки осенью начинаются позднее, чем в Заволжье, 23-25 сентября. Продолжительность безморозного периода составляет 135-140 дней.

Устойчивый снежный покров образуется в третьей декаде ноября, продолжительность его залегания равна 155-160 дням.

Таблица 2

Агроклиматические условия территории реперного участка

Согласно таблице 1, можно сделать вывод, что климатические условия благоприятны для выращивания основных сельскохозяйственных культур, а именно зерновых культур на кормовые и продовольственные цели.

2.3. Почвенные условия

Почвы реперного участка представлены серыми лесными почвами, подтипа светло серые, среднесуглинистого гранулометрического состава. Среди почв данного типа светло серые лесные почвы отличаются наибольшей оподзоленностью и наименьшей мощностью гумусового горизонта. Их почвенный профиль включает следующие горизонты: на пахотных почвах:

горизонт Апах бесструктурный и распыленный; переход постепенный;

А1A2 — переходный гумусово-элювиальный горизонт серовато-белесоватого цвета, пластинчатый или плитчато-ореховатый, с кремнеземистой присыпкой, содержит много корней растений; постепенно переходит в горизонт А2В;

А2В — переходный элювиально-иллювиальный горизонт серовато-бурого цвета, угловато-мелкоореховатый или плитчато-ореховатый, с кремнеземистой присыпкой, буровато-коричневыми коллоидами на гранях структурных отдельностей, уплотненный, содержит корни растений; переход постепенный; мощность А1A2 + А2В в основном не превышает 15...20 см;

В —иллювиальный горизонт, бурый, плотный, вязкий во влажном состоянии, с ореховатой и крупноореховатой структурой в верхней части и ореховато-призматической или призматической в нижней, с коричневыми пленками на гранях структурных отдельностей, гумусовые пленки отсутствуют; переход постепенный;

С — преимущественно светло-бурые покровные суглинки, в которых карбонаты наблюдаются примерно лишь с глубины 2 м в виде журавчиков, известковых трубочек, прожилок.

2.4. Тип землепользования

Тип землепользования реперного участка – пашня. Тип хозяйства – акционерное общество. Основное направление земледелия – производство зерна на фуражные и продовольственные цели. В период с 2006 по 2009 год выращивалась одна культура – овес.

2.5. Потенциальные источники загрязнения

На экологическое состояние реперного участка большое влияние оказывают находящиеся в относительной близости к нему потенциальные источники загрязнения:

1)                      заводы (дистанция менее 2 км, крупнейшие: ОАО «Павловский автобус», ОАО «Гидроагрегат», ОАО Павловский механический завод «Восход», ОАО «Ворсма» (медикоинструментальный завод им. Ленина) ;

2)                      животноводческая ферма (дистанция около 3000м), загрязняющая реперный участок органическими веществами, а также оксидами азота и углерода;

3)                      Транспортные магистрали федерального (Нижний Новгород — Касимов), областного (Павлово — Гороховец) и районного значения (Павлово — Сосновское), дистанция 1000м, выхлопные газы автомобильного транспорта содержат тяжелые металлы и их соединения, а также нефтепродукты;

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

3. Результаты проведенного агроэкологического мониторинга

3.1. Характеристика почвы

В полевых условиях были отобраны образцы почвы в пахотном слое, в лабораторных условиях был проведен анализ образцов на основные агрохимические показатели.

Таблица 3

Характеристика пахотного горизонта по содержанию макроэлементов

Анализируя данные таблицы, можно сделать следующие выводы:

Содержание гумуса за период с 2006 по 2008 год заметно снижается, а в 2009 году наблюдается очень незначительное повышение содержания. Степень гумусированности для данного подтипа почв колеблется от низкой до средней, что диктует необходимость мероприятий по увеличению плодородия почв (внесение органических удобрений, некоторые агрохимические и агротехнические приемы). Содержание подвижного фосфора и калия по годам практически не изменяется, степень обеспеченности фосфором в 2006 году –низкая, в  последующие годы с 2007 по 2009 – содержание фосфора очень незначительно повышается, степень обеспеченности – средняя. Обеспеченность калием на протяжении четырех лет - низкая.

С период с 2006 по 2009 наблюдается очень незначительное  повышение суммы обменных оснований. Наибольшая гидролитическая кислотность отмечалась в 2006 году и составила 3,13 мг экв/100 г почвы. Зная значения гидролитической кислотности и суммы поглощенных оснований, можно рассчитать степень насыщенности основаниями (V,%), а следовательно, и необходимость известкования почв. Степень насыщенности основаниями составила в 2006 году - 81, 8%, в 2007- 89,5%, в 2008 – 86, 0%, в 2009 – 88,1%, то есть почвы не нуждаются в известковании. Среди положительных тенденций можно отметить снижение кислотности почв с 4,88 до 5,33 в период с 2006 по 2009 года, степень кислотности изменяется от среднекислой к слабокислой.

Содержание в пахотном слое за период 2006-2009 годов подвижных форм тяжелых металлов и мышьяка отображено в следующем графике (в мг/кг почвы):

  Рис.1

Как видно из графика содержание подвижных форм тяжелых металлов за исследуемый период остается практически на одном уровне. Отмечается незначительное постепенное снижение содержания свинца, никеля, цинка и мышьяка. Это может быть вызвано  снижением  кислотности почв, которая обуславливает степень подвижности элементов в почве. Также снижение содержания свинца может объясняться возможностью незначительной миграции свинца в почвах и транзитным переносом его из верхних горизонтов в нижние на эродированных почвах, адсорбцией свинца гумусом и устойчивостью свинцово-гумусных связей, которая увеличивается при подщелачивании среды. Наблюдается лишь резкое увеличение содержания подвижных форм меди в 2009 году. Медь является менее подвижным металлом в почве и, преимущественно, концентрируется на поверхности почвы. Источниками поступления соединений меди могут быть удобрения, растворы для опрыскивания сельскохозяйственных растений, бытовые и коммунальные отходы. В целом значения содержания тяжелых металлов и мышьяка не превышают ПДК для данного подтипа почв.