реферат "Почвы окрестностей села Бора-Тайга"

Всероссийский научный форум «Шаг в будущее»

 «Почвы окрестностей села Бора-Тайга»

                                                          Выполнила: ученица 10 класса

                                                          МБОУ Бора-Тайгинской СОШ

                             Ховалыг Олча

                                   Седен-Дамбааевна

                                                         Руководитель: Ооржак Орлана

                                                             Оюн-ооловна, учитель биологии

                                                        МБОУ Бора-Тайгинской СОШ

Бора-Тайга 2013

Аннотация

Хозяйственная деятельность человека в настоящее время становится доминирующим фактором в разрушении почв, снижении и повышении их плодородия. Именно поэтому чрезвычайно важно и актуально изучение почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности.

Наша работа имеет практический подход к изучению свойств почв как к основе рационального природопользования и для изучения плодородия, которое является основой продуктивности сельскохозяйственных угодий.

Цель: изучение почвенного покрова окрестностей села Бора-Тайга.

В работе применялись общепринятые полевые методы исследования.

Результаты содержания гумуса в исследуемых почвах: каштановая-2.19%, аллювиально-луговая-2.97%, лугово-болотная-1.51%.

Значение рН выше в аллювиально-луговой почве и составляет 7,6%, в каштановой и лугово-болотной почвах 7,1%. Все почвы имеют щелочную реакцию почвенного раствора.

Содержание в каштановой почве азота, фосфора и калия низкое. Содержание азота в аллювиально-луговой почве низкое, а фосфора и калия – очень низкое. Содержание азота, фосфора и калия в лугово-болотной почве низкое.

Выводы: В окрестностях с. Бора-Тайга преобладают три основных типа почв: каштановая, аллювиально-луговая, лугово-болотная; гранулометрический состав основных типов почв в основном легкий (супесчаный и среднесуглинистый); в  исследуемых почвах в среднем содержание гумуса - среднее, агрохимических элементов – низкое, рН почвенного раствора – щелочная; исследуемые почвы  по убыванию плодородия располагаются в следующей последовательности: каштановые - аллювиально-луговые почвы – лугово-болотные.

План исследований

Проблема исследования: хозяйственная деятельность человека в настоящее время становится доминирующим фактором в разрушении почв, снижении и повышении их плодородия. Именно поэтому чрезвычайно важно и актуально изучение почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности.

Описание метода исследования (полевое исследование почв):

Почва – природное тело с вертикальным изменением свойств, поэтому его изучение проводили в специально выкопанных ямах – почвенных разрезах.

Перед закладкой почвенного разреза тщательным образом осматривали местность. Разрез закладывали в наиболее характерном месте обследуемой территории, исключая участки с нетипичными элементами микрорельефа, признаками нарушения почв.

Прикопки закладывали для уточнения границ распространения почв и установления изменения каких-либо отдельных свойств. Следуя традиции, заложенной в трудах В.В. Докучаева, почвенные горизонты обозначали индексами –  буквами латинского алфавита – А, B, C, D.

Последовательность почвенных генетических горизонтов – главный классификационный признак почв.

Образцы вырезали ножом из типичной части каждого горизонта в виде прямоугольных кусков с длиной ребра около 8 см. Начинали отбирать образцы с самого нижнего горизонта. Взятые образцы по одному помещали в целлофановые мешочки. На этикетках указывали: область, район, хозяйство, урочище, № разреза, название почвы, горизонт, глубину взятия образца в см, дату и подпись. После отбора образцов разрез аккуратно засыпали.

Агрохимический анализ: метод определения общего органического углерода (гумуса) в почвах (по И.В. Тюрину, 1951)

Образцы почв доводили до воздушно-сухого состояния, выбирали неразложившиеся корешки растений. Для определения в почвах общего содержания гумуса из образцов, пропущенных через сито в 1 мм, берут небольшие средние пробы (10-20 г). Подготовленную пробу перемешивали и брали навеску на определение общего гумуса в зависимости от их окраски и предполагаемого содержания гумуса.

Навески почв высыпали в сухие чистые конические колбочки емкостью 100 мл из термостойкого стекла и приливали к ним из бюретки на 25 мл со стеклянным краном точно по 10 мл 0,4 н раствора хромовой смеси. После того, как все взятые навески почв залиты хромовой смесью, колбочки закрывали специальными шариковыми холодильниками, Колбочки не должны касаться стенок шкафа. Их выдерживают в шкафу при температуре 150⁰С 20 минут. В процессе кипячения с почвой раствор хромовой смеси изменяют свою окраску от красновато-оранжевой к буровато-коричневой, а иногда и зеленой.

По окончании кипячения колбы оставляли до охлаждения, затем из промывалки с дистиллированной водой обмывали каждый холодильник или воронку с внутренней и внешней стороны. После этого приступали к титрованию. Во время титрования нужно все время энергично перемешивать содержимое колбочки круговыми движениями. Результаты анализа вычисляли в процентах органического углерода на воздушно-сухую почву. В случае надобности пересчитывали результаты на абсолютно-сухую почву. Вычисления проводят по следующей форме:

С, % = (а-d)n x 0,003 х100/р

Где: С – органический углерод;

а – количество мл соли Мора, израсходованное на титрование 10 мл хромовой смеси в холостом опыте;

d – количество мл соли Мора, израсходованное на титрование избытка хромовой смеси в опыте с почвой;

n – нормальность раствора соли Мора, устанавливаемая по ее титрованию 0,05 н раствором КМnО₄;

0,003 – граммовое значение 1 мг-экв. углерода,

р – навеска почвы в граммах

100 – множитель для пересчета результатов анализа на 100 г почвы .

Кислотность  почв - это способность почвы подкислять почвенный раствор имеющимися в почве кислотами и обменно-поглощенными катионами водорода, а также алюминия, способного при вытеснении из ППК образовывать гидролитически кислые соли.

Внешним источником подкисления почв могут быть атмосферные осадки, содержащие растворы кислот (угольной, серной, азотной), особенно в промышленных районах. При разложении растительных остатков, поступающих на почву, образуются органические кислоты, особенно это характерно для лесного (в большей степени хвойного) опада.

Кислотно-основные свойства (реакция среды) почвы имеют важное генетическое и агротехническое значение. Они определяют интенсивность внутрипочвенного выветривания, подвижность химических элементов и соединений, биологическую активность почвы, трансформацию органического вещества. Для выращивания сельскохозяйственных растений важно соответствие реакции сред  почвенного раствора диапазону оптимальных значений рН, который различен для разных видов. Важен учет кислотно-основных свойств почв для эффективного использования удобрений, которые сами могут быть факторами изменений рН почвенного раствора.

Щелочность почв связана с избытком ионов ОН^–..

Оценку щелочности почв производят по значениям рН водной вытяжки (табл. 2).

Таблица 2

Группировка почв по степени щелочности

Библиография

1.      Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв.– М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1970.– с. 487

2.       Боголюбов А С., Кравченко М.В., Баслеро С.В. Простейшая методика описания почвы.- Экосистема, 2001.

3.      Воробьева Л.А. Химический анализ почв: Учебник. — М.: Изд-во МГУ, 1998. - с.272

4.      Кононова М.М. Органическое вещество почвы. Его природа, свойства и методы изучения. М. Изд. АН СССР, 1963. – с.314

5.              Уваров Г.И., Голеусов П.В. Практикум по почвоведению с основами бонитировки почв. – Белгород: Изд-во Белгор. гос. ун-та, 2004. – с.140

Научная статья

I. Физико-географическая характеристика

 исследуемого района

Район наших исследований расположен в окрестностях села Бора-Тайга Сут-Хольского кожууна и входит в Хемчикский сухостепной район Центрально-Тувинского котловинного степного и сухостепного округа (Носин, 1963).

1.1.Рельеф

Орографическую основу территории села образует сложная система отрогов Западного Саяна.

Большая часть территории села расположена в пределах Алашского плато, которое представляет собой совокупность плоских водораздельных пространств южных отрогов Западно-Саянского хребта, круто обрывающихся к долине реки Хемчик [15].

 Алашское плато – высоко расположенная (1500-1800 м над у.м.) каменистая равнина, сильно расчлененная долинами рек и ручьев, с отдельными куполообразной формы гольцовыми вершинами: Бора-Тайга, Кызыл-Тайга, Устю-Каданыг, Сут-Холь и др., достигающими абсолютной высоты 2000 и более метров. Здесь развиты горно-тундровые почвы, местами сильно завалуненные.  Высокогорные плато используются в качестве летних пастбищ.

На слабонаклонных участках в районе оз. Сут-Холь, как результат наличие вечной мерзлоты и слабого дренажа, сформировались болотные торфяные почвы.

Преобладающим для Алашского плато является среднегорный рельеф с абсолютными высотами водоразделов от 1500 до 2000 м и относительными превышениями 600-1000 м.

Здесь развиты горно-луговые, горные темнокаштановые и каштановые почвы.

Поверхность склонов, как правило, имеет сложный микрорельеф, образованный скоплениями продуктов физического выветривания, выходом горных пород и выбоинами, образованными животными. Склоны сильнокаменистые и сплошь покрыты щебенкой. Здесь развиты горные и равнинные каштановые и светло-каштановые почвы [15].

1.2.Климат

Территория землепользования села Бора-Тайга расположена в недостаточно теплом агроклиматическом районе Тувы [6].

Климатические условия хозяйства характеризуются по данным метеостанции Чадан [15].

Средняя годовая температура воздуха – 3.1. Самым холодным месяцем является январь -29.6 ⁰С. Наличие антициклона обуславливает устойчивую морозную погоду.

Резкое потепление начинается в апреле, когда среднемесячная температура воздуха + 3.3⁰С.

Период с положительными значениями средних месячных температур воздуха длится с апреля по октябрь. Самым жарким месяцем является июль, его средняя месячная температура +18.7 ⁰С.

Резкое понижение температуры воздуха наблюдается в ноябре, когда ее среднее месячное значение достигает – 15.3⁰С.

Район характеризуется очень малой продолжительностью безморозного периода [2].

Осадков в Сут-Хольском районе выпадает мало. Среднее годовое значение их составляет 216мм [12].

Таким образом, климат территории хозяйства отличается малым атмосферным увлажнением, резкой континентальностью, что вместе с сильными ветрами приводит с одной стороны к наиболее интенсивному развитию эрозии почв, а с другой – наносит большой вред сельскохозяйственным растениям. Поэтому мероприятия, направленные на накопление влаги, приобретают на богарных землях первостепенное значение.

1.3. Почвы

Почвенный покров характеризуется довольно большим разнообразием, что определяется сложным сочетанием и резкой сменой условий почвообразования; среди последних особое значение приобретает сложная расчлененность рельефа, разнообразие климатических условий и характер растительности [11].

По межгорным долинам, замкнутым котловинам и на пологих предгорных шлейфах Хемчикского хребта развиты каштановые и светло-каштановые почвы.

Вблизи озера Сут-Холь развиты болотные торфяные почвы.

В горной части территории землепользования, в зависимости от экспозиции склонов, сформировались следующие подтипы почв. По склонам гор северной, северо-западной и северо-восточной экспозиции выделены горные темно-каштановые почвы. Западные, юго-западные склоны гор заняты горными каштановыми почвами. Южные и юго-западные – светло-каштановыми почвами [14].

Большие площади каштановых почв, там, где позволяет рельеф, распаханы и используются в хозяйстве как пашни.

Почвообразующими породами являются аллювиальные отложения. Данные почвы в хозяйстве используются под пастбища [15].

1.4. Растительность

Территория хозяйства характеризуется большим разнообразием растительного покрова. Распределение основных типов растительности  тесно связано с рельефом и климатом: четко выражена смена растительности по вертикальным поясом и по склонам различных экспозиций. Встречаются типы растительности от высокогорной тундры до сухих степей [13].

Видовой состав основных растений следующий: овсяница приземистая, мятлик альпийский, мятлик сибирский, осока узкоплодная, дриада восьмилепестная, незабудка азиатская, манжетка алтайская, василисник альпийский, горец змеиный. Используется альпийские луга в качестве летних пастбищ для всех видов скота. Пойменные остепненные луга формируются на аллювиальных луговых остепеняющихся почвах.

Наиболее распространенными растительными группировками являются бобово-ковыльные, чиевые, волоснецово-чиевые. В травостое преобладают ковыль волосатик, ковыль сибирский, тонконог гребенчатый, люцерна серповидная, мышиный горошек, чий, волоснец Пабо, волоснец ржаной, осока твердоватая, лапчатка вильчатая, астрагал приподнимающийся.

Закустаренность представлена караганой Бунге.

На пахотных массивах отмечается большая засоренность посевов. Наиболее распространенными сорняками являются мышей сизый, марь и белая, Вьюнок полевой, пырей ползучий, осот розовый и желтый.

Борьба с сорняками в хозяйстве не ведется [15].

Таким образом, рассматриваемые в настоящей главе природные условия, как факторы почвообразования, весьма разнообразны, что обуславливает развитие разных типов почв.

II.Материалы исследования

Объекты исследования располагались в окрестностях села Бора-Тайга, которые мы отметили на рисунке 1.

2.1. Объекты исследования

Объектами наших исследований послужили основные почвы окрестностей села Бора-Тайга Сут-Хольского кожууна. Всего заложено 3 разреза и 12 прикопок. Отбор образцов проводили в пределах морфологически выделенных горизонтов.

В работе применялись общепринятые полевые методы исследования. Ниже приводим описание морфологических признаков объектов наших исследований.

2.1.1. Разрез 1

Межгорная долина. Угодье – пашня. Микрорельеф выражен бороздками, местами сглаженными навеянным песком в результате ветровой эрозии.

            А_пах 0-17 см – сухой, бурый супесчаный, бесструктурный, рыхлый, корней много, вскипания нет, переход ясный.

В 17-30 см – сухой, бурый, супесчаный, бесструктурный, слабо уплотненный, редкие тонкие корни, вскипания нет, переход ясный по цвету и вскипанию.

В_ск 30-60 см – сухой, белесовато-бурый, супесчаный, бесструктурный, слабо уплотненный, единичные тонкие корни, скипит сильно с 30 см, переход ясный.

С_к 60-130 см – сухой, белесый. Супесчаный, бесструктурный, уплотненный, включения единичного хряща.

Почва каштановая (рис.2)

2.1.2. Разрез 2.

Микрорельеф в виде кочек. Угодье – пастбище. Разнотравно-корневищно-злаковая группировка с участием в травостое мятлика лугового, полевицы белой, волоснеца ржаного, ячменя солончакового, подмаренника желтого и др. Проективное покрытие 80-85%.Вскипание от кислоты поверхности и до низа разреза.

А 0-16 см – влажный, буровато-темно-серый, легкосуглинистый, сильнозадернованный, густо переплетен корнями, переход заметный.

В 16-37 см – влажный, серовато-бурый, легкосуглинистый, мелко каштановый, слабо уплотнен, много корней и корневищ, переход заметный.

В₂ 37-54 см – влажный, буровато-серый, легкосуглинистый, мелкокомковатый, слабоуплотнен, переход заметный.

С 54-88 см – влажный, светло-бурый, легкосуглинистый, мелкокомковатый, слабо уплотнен, много ржаво-охристых пятен.

Почва аллювиально-луговая (рис.3)

2.1.3. Разрез 3.

Злаково-осоковый луг. В травостое преобладают мятлик, вейник, осоки, ситник, лютик. Вскипание от НСI сильное с поверхности.

             А^Д 0-15 см – сырой, темно-серый, среднесуглинистый, задернован, уплотненный переход заметный.

В 18-37 см – мокрый, буровато-серый, неоднородный с ржавыми затеками, среднесуглинистый, вязкий, редкие окончания корней, переход ясный.

В^Д 37-52 см – мокрый, сизовато-свело-бурый, тяжелосуглинистый, вязкий с вкраплением охристых примазок, переход ясный.

С 52-90 см – мокрый, сизовато-серый, легкосуглинистый, вязкий с охристыми пятнами. Почва лугово-болотная (рис.4)

III.Результаты и их обсуждение

3.1.Агрохимические свойства исследуемых почв

Агрохимические свойства почвы определяются процессами, происходящими в основном между ее твердой и жидкой фазами. Характеристику данным свойствам мы давали по анализу содержания отдельных показателей (гумус, рН водного раствора, валовый азот, подвижный фосфор, обменный калий) в каждом типе почв в соответствии с критериями пределов содержания.

Гумус - часть органического вещества почвы, представленная совокупностью специфических и неспецифических органических веществ почвы, за исключением соединений, входящих в состав живых организмов и их остатков [9].Гумус составляет 85 - 90 % органического вещества почвы и является важным критерием при оценке её плодородности [22].Результаты содержания гумуса в исследуемых почвах представлены  на рисунке 5.

Реакция почвенного раствора создается при взаимодействии почвы с водой или растворами солей, характеризуется концентрацией водородных и гидроксильных ионов. Реакция может быть кислой, щелочной или нейтральной [3]. Как видно, на рисунке 6 значение рН выше в аллювиально-луговой почве и составляет 7,6, в каштановой и лугово-болотной почвах 7,1. Все почвы имеют щелочную реакцию почвенного раствора.

3.1.1.Разрез 1

Каштановая почва. В А. Носин (1963) по содержанию гумуса (в верхнем 10-санти-метровом слое), в зависимости от гранулометрического состава (в процентах) внутри типа каштановых почв Тувы различал три подтипа — темно-каштановые, каштановые и светло-каштановые, которые последовательно отражают нарастание засушливости биоклиматического режима и различаются, прежде всего, по степени накопления гумуса.

Таким образом, подтип исследуемой почвы (с учетом гранулометрического состава) – каштановый [11].

Нами определена величина показателя рН почвы, которая определяет ее кислотность или щелочность — от 1 до 14. Уровень рН меньше 7 указывает на кислую почву, а больше 7 означает щелочную почву. Нейтральная почва имеет рН – 7. Величина рН почвы обычно контролируется уровнем содержания в ней кальция. В данной каштановой почве кальций накапливается в виде карбонатов в горизонте Вса. Каштановые почвы Тувы, как правило, не имеют гипсового горизонта, поэтому основными соединениями определяющими кислотность почвенного раствора являются карбонаты [5]. Величина показателя рН в  каштановой почве больше 7, среда щелочная (рис. 6).

Для выявления агрохимических показателей мы определили содержание основных элементов питания растений, таких как азот, фосфор и калий (рис. 7). Азот участвует в регулировании роста и плодоношения растений. Фосфор - один из основных элементов питания растений. Калий -  важнейший элемент питания растений, обеспечивает их устойчивость к стрессам (переизбытку или недостатку влаги, повышенным или пониженным температурам, концентрации солей).

Показатели основных элементов питания растений оценивали по группам (Приложение 1) [18]. Содержание в каштановой почве азота, фосфора и калия низкое. Такие низкие показатели объясняются особенностями каштановых почв (легкий гранулометрический состав, быстрая минерализация органики…) связанных с локальными климатическими условиями  и с тем, что в  течение длительного времени не вносились удобрения [11].

3.1.2. Разрез 2

Аллювиально-луговая почва. Содержание гумуса среднее – 2,97% (рис. 5). Величина показателя рН больше 7, среда щелочная (рис.6). Содержание азота в данном разрезе низкое, а фосфора и калия – очень низкое (рис. 8). Гранулометрический состав легкосуглинистый по всему профилю .

3.1.3. Разрез 3

Лугово-болотная почва. Содержание гумуса в данном разрезе низкое – 1,51% (рис. 5).

Величина показателя рН больше 7, т.е среда щелочная (рис. 6). В процессе сельскохозяйственного использования почвы потеряли часть запасов азота, фосфора, калия, поэтому содержание азота, фосфора и калия – низкое (рис. 9). Гранулометрический состав изменяется вниз по профилю от легкосуглинистого до тяжелосуглинистого.

Выводы

1.                 В окрестностях с. Бора-Тайга преобладают три основных типа почв: каштановая, аллювиально-луговая, лугово-болотная. В настоящее время исследуемые почвы используются под сенокосы, пашни и пастбища.

2.                 Гранулометрический состав основных типов почв в основном легкий (супесчаный и среднесуглинистый). Таким легким грансоставом отличаются почвы Тувы от аналогов почв европейской части России, так как Почвообразующими породами являются делювиальные и делювиально-пролювиальные отложения супесчаного и песчаного гранулометрического состава.

3.                 В исследуемых почвах в среднем содержание гумуса - среднее, агрохимических элементов – низкое, рН почвенного раствора – щелочная.

4.                 Исследуемые почвы  по убыванию плодородия располагаются в следующей последовательности: каштановые - аллювиально-луговые почвы – лугово-болотные.

Список литературы

1.                 Андрейчик М.Ф., Калугина Г.В. Особенности климатических ресурсов Центральной подтаёжно-степной сельскохозяйственной зоны республики Тыва // Наука сельскохозяйственного факультета ТывГУ агропромышеленному комплексу Республики Тыва. Мат. Научно-практической конференции, посвященной 15-летию сельскохозяйственного факультета. – Кызыл, 2003. – С. 7-17.

2.                 Антонов В. С. О климатическом районировании Тувы. «Изв. ВГО», 1954, т. 86, вып. 6.

3.                 Боголюбов А С., Кравченко М.В., Баслеро С.В. Простейшая методика описания почвы.- Экосистема, 2001.

4. Воробьева Л.А. Химический анализ почв: Учебник. — М.: Изд-во МГУ, 1998. - 272 с.

5.                 Курбатская С.С. Органическое вещество и гумусное состояние почв Тувы // Природные условия, история и культура Западной Монголии и сопредельных регионов. Тезисы докладов V международной конференции (20-24 сентября 2001 г., Ховд, Монголия).  Томск: Издательство ТГУ, 2001. – С. 16-17.

6.                 Назын-оол О.А. Почва и условия ее разрушения // Центральная Азия в XXI веке. Устойчивое развитие. Тр. VI Убсунур. Междунар. симп. - М.: Слово, 1999.

7.                 Носин В.А. Почвы Тувы. - М.: Из–во АН СССР,- 1963. – 342 с.

8.                                    Отчет о проведении агрохимических работ Государственной станцией агрохимической службы «Тувинская» в Сут-Хольском кожууне в 1998 году – Кызыл,1998

9.                                    Петров Б.Ф. К характеристике почвенного покрова Тувинской автономной области (Центральная и Западная Тува) /Тр. Южно-Енисейской экспедиции, вып. I, 1952 б.  – 55 с.

10.                            Почвы совхоза «Сут-Холь» Дзун-Хемчикского района Тувинской АССР и рекомендации по их использованию - Институт Востсибгидрозем Тувинский филиал, Кызыл, 1982.

11.                            Тюрин И.В. К методике анализа для сравнительного изучения состава почвенного гумуса // Труды почвенного института АН СССР, т.38. Изд. АН СССР, М., 1951.

12.                            Уваров Г.И., Голеусов П.В. Практикум по почвоведению с основами бонитировки почв. – Белгород: Изд-во Белгор. гос. ун-та, 2004. – 140 с.

13.                            http://npk-kaluga.ru

14.             http://www.water-analyses.ru

15.             http://www.agrotest.com/en/info/2/29.html

Иллюстрации

Рис. 1. Картосхема района исследования

Рис.2.  Разрез 1.Каштановая почва

Рис.3. Разрез 2.Аллювиально-луговая почва

Рис.4. Разрез3. Лугово-болотная почва

Рис. 5. Содержание гумуса в 2012 г в %

Рис. 6. Значение рН в 2012 г     

Рис. 7. Содержание NPK в 2012г (мг/кг)

Рис. 8. Содержание NPK в 2012г (мг/кг)

Рис. 9. Содержание NPK в 2012г (мг/кг)

Приложение 1

Группировка почв по содержанию подвижного фосфора, определяемого по методам Кирсанова, Чирикова, Мачигина

Приложение 2

Группировка почв по содержанию обменного калия, определяемого по методам

Кирсанова, Чирикова, Мачигина, Масловой.

Группировка почв по содержанию гидролизуемого азота, определяемого по методам Тюрина-Кононовой, Корнфилда