Актуальность. В почвенном покрове Южного Урала наряду с зональными почвами встречаются интразональные. Наиболее распространены в черноземной и лесостепной зонах солоди, где они обычно приурочены к блюдцам (микропонижениям), покрытым древесной растительностью, осоками и другими влаголюбивыми растениями. Солоди представляют собой последнюю стадию деградации солончаков. Планомерные мониторинги по комплексной оценке пахотных почв, солончаков и солонцов наиболее техногенной территории Южного Урала показали, что несмотря на спад промышленного производства, отходы которого изменяли свойства почв, состояние земельного фонда характеризуется как критическое, и вопросы рационального использования почв сельскохозяйственного назначения не сняты [1, 6]. Поэтому возникла необходимость в разработке модели адаптивно-ландшафтных систем земледелия, требующей расширения сведений о почвах [2, 3]. Для этого необходимо определить всё разнообразие почв, параметры их физических, водных и агрохимических свойств. В условиях усиливающейся кризисной ситуации в природе изучение изменений свойств почв является актуальной задачей.
Исследования проводились в 2016 г. по программе Договора о сотрудничестве ФГБОУ ВО «Уральский ГАУ» с МОУ «СОШ № 48» Копейского городского округа от 15.09.2015 г. в Еткульском районе Челябинской области.
Цель: изучение современного состояния интразональных почв зоны рекреации оз. Шантропай Еткульского района.
При выполнении работы были поставлены следующие задачи:
1. Получить современные данные по свойствам почв окрестностей озера Шантропай.
2. Определить распределение корневой системы в солоди типичной и нарушенной.
3. Определить плотность сложения почв.
4. Собрать материал для школьного музея природы.
Описание почвенных условий. Распределение почв на территории Южного Урала подчиняется закономерностям горизонтальной с черноземами лесостепной и степной зон и вертикальной с горными почвами зональности. По характеру последействий антропогенного вмешательства выделяется деградированный агроландшафт, частично потерявший свои первоначальные функции. Зональными почвами являются черноземы. Солонцы, солончаки, солоди, аллювиальные, болотные почвы и боровые пески – почвы интразонального типа. В Еткульском районе преобладают черноземы выщелоченные. Они обладают достаточно мощным перегнойным горизонтом (30-60 см) с содержанием гумуса 6-9 %. Второе место по распространению занимают серые лесные осолоделые почвы. Они формируются в условиях периодически промывного водного режима. Характеризуются кислой реакцией почвенной среды, низким запасом питательных веществ и плохими физическими свойствами [1, 6, 7].
Солонцы наиболее распространены в Красноармейском районе, представляющие собой пятна различной величины среди выщелоченных и солонцеватых черноземов. Таким образом, в почвенном покрове северной и южной лесостепной зоне Челябинской области, наряду с почвами, обладающими высоким плодородием, встречаются и такие, для повышения плодородия которых требуется мелиоративное вмешательство [3]. Рельеф и почвообразующие породы. Равнинная территория с проявлениями микрорельефа характеризуется четким делением на примыкающий к горам Зауральский пенеплен и на неширокую полосу низменности на востоке Челябинской области. Геоморфология местности меняется под воздействием горнодобывающей промышленности, создающей промышленно-нарушенные и рекультивируемые роды агроландшафтов [3].
Развитие солодей на территории Челябинской области. Развитие солодей обычно приурочено к микрорельефным понижениям, где имеются благоприятные условия для повышенного увлажнения и промывания почв вследствие стекания снеговой и дождевой воды. Самый процесс превращения солонцов в солоди носит название осолодения, или деградации солонцов. При длительном промывании и выщелачивании солонцы превращаются в солодь [4]. Гуматная часть солонцов вымывается, а алюмосиликатная – усиленно распадается на более простые соединения (кремнекислоты и гидроокисей железа и алюминия). Полуторные окислы вслед за этим подвергаются выносу из осолодевающих горизонтов в более глубоко залегающие, а кремнекислота остается и постепенно накапливается. В результате обогащения кремнеземом верхние горизонты становятся все более белесыми. Сверху выделяется перегнойный горизонт (A1) различной мощности и окраски; под ним белесый осолоделый горизонт (А2), бесструктурный. Ниже залегает более темный окраски, глыбистый, а иногда слитой горизонт (В); во влажном состоянии он очень вязкий, в сухом – твердый. Обладая незначительным содержанием органического вещества и важнейших питательных элементов, а также неблагоприятными физическими и химическими свойствами, солоди являются бедными и малоплодородными почвами [5, 7]. Вместе с тем солоди во многих случаях лесопригодны и на них развивается естественная лесная растительность. Поэтому солоди и осолоделые почвы в ряде случаев целесообразно оставлять под лесом, тем более, что лесные насаждения в степных и лесостепных районах способствуют снегонакоплению, смягчению климатических условий. При включении солодей в сельскохозяйственное использование первостепенное значение приобретает внесение удобрений, извести, а также землевание [2, 5].
В работе применялись полевые и камеральные методы исследования. Наблюдения и учет были проведены на учетной площади 100х100 м. Количественно-весовой метод учета растительности – с 1м2. Определена плотность сложения почвы [4]. При заложении разрезов почв были отобраны солодь лесная (типичная) и солодь нарушенная.
Результаты исследования. В экспедиции мы определили мощность горизонтов двух сравниваемых почв. Из таблицы 1 следует, что по мощности гумусовых горизонтов солодь типичная маломощная – всего 22 см. Мощность солоди нарушенной ещё меньше – 18 см.
Плотность сложения в горизонте А1 солоди типичной (1,1 г/см3) влияет на водный и воздушный режим почвы. Оценка плотности солодей проведена в соответствии с табл. 2. Показатели плотности свидетельствуют, что это типичные величины для подпахотных горизонтов. Сильно уплотнена нарушенная почва в горизонте А2 и В. Их плотность достигает 1,4 г/см3. Однако плотность горизонта А1 солоди типичной соответствует такой качественной оценке как свежевспаханная почва (рыхлая). Наши лабораторные опыты по определению плотности в бюксах показывают следующее: плотность горизонта А1 солоди равна 1,1 г/см3, т.е. типичные величины. Этот горизонт не уплотнен.
Таблица 1
Изменения солоди типичной (лесной) и нарушенной лесостепной зоны при рекреационном использовании
|
Горизонты почвенного профиля |
Мощность, см |
Плотность сложения, г/см3 |
||
|
Солодь типичная |
Солодь нарушенная |
Солодь типичная |
Солодь нарушенная |
|
|
А1 |
22,0 |
18,0 |
1,1 |
1,2 |
|
А2 |
14,5 |
12,2 |
1,1 |
1,4 |
|
В |
22,3 |
18,5 |
1,3 |
1,5 |
Таблица 2
Оценка плотности почв
|
Плотность, г/см3 |
Качественная оценка |
|
1 |
Почва вспушена или богата органическим веществом |
|
1,0-1,1 |
Типичные величины для культурной свежевспаханной почвы |
|
1,2 |
Пашня уплотнена |
|
1,3-1,4 |
Пашня сильно уплотнена |
|
1,4-1,6 |
Типичные величины для подпахотных горизонтов |
|
1,6-1,8 |
Сильноуплотненные иллювиальные горизонты почв |
Таблица 3
Результаты количественно-весового анализа растений двух типов почв, 2016 г.
|
Вариант |
Сухая масса растений, г/м2 |
Сухая масса корней, г/ м2 |
|
Солодь типичная (лесная) |
1592,6 |
637,6 |
|
Солодь нарушенная |
784,2 |
211,2 |
Таблица 4
Влияние фито- и агроценозов на распределение корневой системы почв, 2016 г.
|
Вариант |
Горизонт |
Глубина, см |
Содержание корней г/м2 |
|
Солодь типичная |
А1 А2 В |
2-22 22-36 36-58 |
637 432 104 |
|
Солодь нарушенная |
А1 А2 В |
0-18 18-30 30-48 |
211 57 12 |
С целью более подробной характеристики в лабораторных условиях выполнен количественно-весовой учет растений, произрастающих на данных почвах (табл. 3).
Из табл. 3 следует, что масса растений и их корней в два раза меньше во втором варианте, т. е на нарушенной почве. Нами определено, что в почве существенно изменяется распределение корневой системы по горизонтам (табл. 4). Смена фитоценозов в зоне рекреации снизило содержания массы корней солодей нарушенных по сравнению с лесной солодью в 4 раза.
По материалам экспедиции и результатам исследования следуют выводы.
1. Изучены почвы березовых колков и свойства солодей. Согласно литературным источникам показано нецелесообразность вовлечения солодей в пашню. Эти почвы имеют отрицательные физические свойства.
2. По мощности гумусовых горизонтов солодь типичная маломощная. Плотность сложения горизонта А1 солоди типичной соответствует качественной оценке – свежевспаханная рыхлая почва. Горизонты А2 и В нарушенной солоди сильно уплотнены.
3. На 1 м2 масса растений солоди типичной на 808 г/ м2 больше в сравнении с массой растений, произрастающих на солоди нарушенной.
4. В солоди нарушенной корней меньше, чем на солоди типичной в 4 раза.
Рекомендации. Необходимо проводить диагностику и мониторинг почв и растений. Учитывать почво- и водоохранное, снегозадерживающее значение лесов, произрастающих на почве – солоди лесной.
Приложение 1
Определение плотности сложения
Плотностью сложения почвы называют вес единицы объема. При определении плотности сложения узнают вес почвы в определенном объеме со всеми порами и промежутками имеющихся в почве. При определении же удельного веса узнают вес твердой фазы почвы, занимающий сплошь весь объем, без пор и промежутков. Таким образом объемный вес одной и той же почвы всегда будет меньше удельного веса.
Ход работы
1. Взять металлический цилиндр и взвесить его на химико-технических весах.
2. Насыпать в цилиндр почву из нерастертого образца, уплотняя ее по мере наполнения / постукивая дном цилиндра о ладонь руки.
3. Измерить высоту насыпанного слоя почвы, диаметр цилиндра и определить объем почвы.
4. Взвесить цилиндр с почвой на химико-технических весах и произвести расчеты. Рассчитывают объемный вес по формуле:
ОВ = Р/У,
где ОВ – плотность сложения в г/куб. см.
Р –масса сухой почвы в г.
У – объем почвы в цилиндре в куб.см.
Р = А*100/100 + а,
где А – масса влажной почвы в г.
а – влажность почвы в %
У = Пч2,
где П = 3,14
ч = радиус цилиндра в см.
Н = высота почвы в цилиндре в см.
Окончательно формула примет вид:
ОВ = А*100//100 + а/у.
Скважностью или порозностью называется суммарный объем пор между ее частицами в единице объема. Ее выражают в процентах объема почвы.
Р = (1-ОВ/УВ)100,
где Р – общая скважность,
ОВ – объемный вес почвы,
УВ – удельный вес почвы.
Приложение 2
Фотоотчет наблюдений и исследований
Рис. 1. Отбор почвенных и растительных образцов антропогенных ландшафтов окрестностей озера Шантропай
Рис. 2. Отбор растительных образцов
Рис. 3. Лабораторные исследования определение плотности сложения солоди
Рис. 4. Солодь нарушенная (антропогенная)
Приложение 3
Паспорт коллекции Тема: «Почвы Челябинской области»
год создания – 2016
количества образцов – 10 экз.
Каталог коллекции образцов почв лесостепной и степной зоны Южного Урала
Урал.
№ У 1: Название: Чернозем (целина)
Описание: Обыкновенный, среднесуглинистый
Место нахождения (сбора): Степь, окрестности г. Аркаим
Урал.
№ У 2: Название: Урбачернозем
Описание: Обыкновенный, среднесуглинистый
Место нахождения (сбора): Красноармейский район, с. Миасское
Урал.
№ У 3: Название: Первичный почвообразовательный процесс
Описание: порода, лишайник, мох, травянистая растительность, древесная растительность, почва
Урал.
№ У 4: Название: Лугово-Черноземные
Описание: Подтип – Луговато-черноземные, среднесуглинистые, незасоленные, несолонцеватые, глееватые. Растительность – разнотравно-злаковая.
Место нахождения (сбора): Красноармейский район, с. Миасское
Урал.
№ У 5: Название: Черноземные почвы (пашня)
Описание: Выщелоченный, маломощный, супесчаный
Место нахождения (сбора): Лесостепь, окрестности оз. Горькое Еткульского района Челябинской области.
Урал.
№ У 6: Название: Солонец
Описание: интразональные почвы
Распространены в южной лесостепной и степной зонах, встречаются небольшими пятнами.
Место нахождения (сбора): Еткульский район Челябинской области, окрестности д. Селезян
Урал.
№ У 7: Название: Чернозем (целина)
Описание: Обыкновенный, среднесуглинистый
Место нахождения (сбора): Степь, окрестности г. Аркаим
Урал.
№ У 8: Название: Дерново-подзолистые
Описание: Дерново-подзолистые почвы формируются в результате подзолистого и дернового процессов почвообразования под травянистыми и мохово-травянистыми лесами, в условиях промывного водного режима.
Место нахождения: Лесная зона
Урал.
№ У 9: Название: Луговые (целина)
Описание: Среднемощные, среднесуглинистые Интразональная почва в черноземной зоне.
Место нахождения (сбора): Целина. Челябинская область, Красноармейский район
Урал.
№ У 10: Название: Солоди болотные
Описание: Распространены в лесостепной и степной зонах в понижениях. Обогащены кремнеземом. Содержание гумуса низкое (1-2 %). Тип водного режима – промывной.
Место нахождения (сбора): Челябинская область, Еткульский район, берег оз. Горькое
№1 № 2 №3 № 4
№ 5 № 6 № 7 № 8 № 9 № 10
Библиографическая ссылка
Ларионова В.Д. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОЛОДИ ТИПИЧНОЙ И СОЛОДИ НАРУШЕННОЙ НА ТЕРРИТОРИИ ОЗЕРА ШАНТРОПАЙ ЕТКУЛЬСКОГО РАЙОНА // Международный школьный научный вестник. – 2017. – № 6. ;URL: https://school-herald.ru/ru/article/view?id=450 (дата обращения: 21.11.2024).