ВВЕДЕНИЕ
2 Обзор современных достижений науки в данной области
2.1 Общие сведения о мелиорации почв…
2.2 Влияние осушительной мелиорации на физико-химические свойства почв
2.3 Биоценоз кислых сиаллитных и гидроморфных почв
2.4 Общее представление о почвенных ферментах
3 Природные условия района исследования
3.1 Климат
3.2 Рельеф…
3.3 Растительный покров…
3.4 Гидрографическая сеть…
3.5 Почвообразующие породы…
3.6 Почвообразовательные процессы…
4 Объекты и методы исследования
4.1 Объекты исследования
4.2 Методы исследования
5 Результаты и обсуждения
5.1 Анализ морфологических описаний исследуемых почв…
5.2 Анализ показателей физико-химических свойств почв
5.3 Анализ показателей физических свойств почв
5.3.1 Гранулометрический состав
5.3.2 Сопротивление пенетрации (твердость почв)
5.3.3 Плотность сложения минеральных горизонтов
5.3.4 Водопроницаемость
5.3.5 Влажность почвенных горизонтов
5.3.6 Влагоемкость почвенных горизонтов
5.4 Анализ показателей биологических свойств почв
5.4.1 Токсичность почв
5.4.2 Протеазная активность почв…
5.4.3 Целлюлозолитическая активность почв…
5.4.4 Биомасса микроорганизмов…
5.4.5 Анализ влияния мелиорации на микрофауну почв
ВЫВОДЫ…
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д
Приложение Ж
Приложение И
Приложение К
Приложение Л
В 1970–1990-е годы активно осуществлялось строительство осушительных систем, особенно на территории Нечерноземной зоны, где широко распространены избыточно увлажненные почвы.
Влиянию осушительной мелиорации на свойства почв посвящены работы многих советских ученых (Азарёнок Т.Н., 2003; Зайдельман Ф.Р., 2002; Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С, 1995, 2001). Проведены обширные исследования, но как конкретно изменялись переувлажненные лесные почвы при длительном действии осушительной мелиорации, почему так велики различия в плодородии осушенных почв, вопрос, который явно недостаточно изучен.
Как отмечали В.А.Ковда и Б.Г.Розанов (1975), осушительные работы должны основываться не только на экономических нуждах страны, но и на уверенности, что и в перспективе природная среда будет в целом устойчиво улучшаться. Для разработки такого рода совершенных мелиоративных систем необходимы научные данные о положительных и негативных изменениях, происходящих в почвах под влиянием осушения, что и обеспечивает актуальность выбранной темы.
Цель работы: выявить влияние осушительной мелиорации на свойства почв Лисинского лесничества.
Исходя из этой цели, были поставлены следующие задачи:
Изучить и проанализировать морфолого-генетические, физико-химические и физические свойства почв мелиорированных и немелиорированных участков Лисинского лесничества;
Изучить и проанализировать биологическую активность и микрофауну исследуемых почв;
Выявить влияние осушительной мелиорации на свойства изученных почв.
Научная новизна и практическая ценность исследований:
Впервые в Лисинском лесничестве проведено детальное изучение неосушенных, осушенных действием дренажа сроком более 45 лет почв, сформировавшихся на наиболее распространенных почвообразующих породах (ленточные глины).
Также впервые было изучено влияние осушительной мелиорации на почвенных беспозвоночных и биологическую активность почв Лисинского лесничества.
Полученные результаты должны учитываться при дальнейшем использовании мелиорированных лесных земель и при проектировании мелиораций, исключающих или сводящих к минимуму отрицательное воздействие дренажа на свойства почв, как в первые 10 лет после осушение, так и при более длительном его использовании.
Выражаю благодарность Игумновой В., студентке 4-го курса кафедры почвоведения и экологии почв, за предоставление данных по физико-химическим свойствам 2 и 4 разреза, и огромную благодарность — Пятиной Е. В., сотруднику ФГБНУ Центрального музея почвоведения им. В. В. Докучаева, г. Санкт-Петербурга, за предоставление информации по плотности населения мезафауны и помощь в обсуждение полученных данных.
1. Все исследованные почвы обладают характеристиками, соответствующими их классификационному положению: имеют кислую, гидролитически кислую реакцию среды, максимальное накопление Са2+ и Mg2+ и углерода в верхних горизонтах за счет биогенной аккумуляции и торфонакопления;. резкое уменьшение содержания углерода в минеральной части профиля, элювиально-иллювиальное распределение гранулометрических факций за счет процессов оподзоливания и оглеения. Это устойчивые показатели, отражающие факторы и процессы в которых почва существовала длительное историческое время.
2. Влияние мелиорации отразилось в основном на физических характеристиках и связанных с ними показателях: вследствие минерализации органического вещества увеличилась плотность сложения органогенных горизонтов, что привело к уменьшению показателей НВ и ПВ. В результате мелиорации увеличилась водопроницаемость почв и уменьшилась влажность, но при этом она остается в допустимых пределах, следовательно, не происходит переосушения. За счет образования железистых стяжений и усиления процессов метаморфизации увеличилась твердость почв и появился окислено-глеевый горизонт в морфологическом профиле. Снизились показатели ГВ и ППП в осушенных почвах.
3. Изменение окислительно-восстановительных условий в сторону усиления окислительных в мелиорированных почвах привело к сокращению закисных форм железа, которые являются токсичным для многих организмов, что отразилось на уменьшении степени фитотоксичности почв и увеличению целлюлозолитической активности почв.
4. Почвенная фауна на осушенном участке характеризуется более низкой численностью, что мы связываем с засушливым 2018 годом.
Несмотря на низкую численность сапрофагов, в почвах на осушенной территории появились новые виды беспозвоночных животных (дождевые черви Lumbricus rubellus Hoffm, тараканы Ectobius sp., многоножки Polyzonium germanicum Brdt, муравьи Myrmica rubra Linnaeus), которые не характерны гидроморфным почвам. Низкая численность сапрофагов спустя 45 лет после осушительной мелиорации указывает на необходимость дополнения комплекса мероприятий по мелиорации ― это внесение минеральных удобрений и дождевых червей с целью ускорения преобразования органических остатков и закрепления их в почвенном профиле.
1. АзарёнокТ.Н. Изменение состава и свойств торфяно-болотных почв под влиянием осушительной мелиорации // Приемы повышения плодородия почв, эффективности удобрений и средств защиты растений, 2003. С. 7-10.
2. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1971, 460 с.
3. Аристовская Т.В. Микробиология подзолистых почв. Л., 1965, 207 с.
4. Аристовская Т.В. Микробиология процессов почвообразования. Л., 1980, 187 с.
5. Аристовская Т. В., Чугунова М. В. Экспресс-метод определения биологической активности почв // Почвоведение, 1989. №11. С. 142-147.
6. Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология поч: Учебник М.: Издательство МГУ, 1989, 336 с.
7. Бабиков Б. В., Шурыгин С. Г. Почвенно-гидрологические исследования в Лисинском учебно-опытном лесхозе. СПб.: ИПО СПбГЛТА, 2006, 59 с.
8. Благовидов Н.Л. Почвы Ленинградской области. Л.: Лениздат, 1946. С.144.
9. Благовидов Н.Л. Природные условия и качественная оценка земель северо-западной зоны РСФСР / Н.Л. Благовидов // Система ведения сельского хозяйства северо-западной зоны РСФСР: сб. науч. тр. Л.: Колос, 1968. С. 31-63.
10. Большаков В.А., Орлова Л.П., Симакова М.С., Муромцев Н.А., Кахнович З.Н., Резников И.В. Влияние осушения и агротехники на химические свойства дерново-подзолистых глееватых почв, дренажных и почвенных вод // Почвоведение, 1995. № 4. С. 438–445.
11. Высоцкий Г.Н. Почвообразовательные процессы на песках // Изв. РГО, 1911. Т. 47. С. 43-78.
12. Гагарина Э.И., Матинян Н.Н., Счастная Л.С., Касаткина Г.А. Почвы и почвенный покров Северо – Запода России. – Спб.: Изд-во С.-Петербург. Ун-та, 1995. С. 236.
13. Герасимов И.П. Элементарные почвенные процессы как основа для генетической диагностики почв.// Почвоведение, 1973. № 5. С. 102–111.
14. Гиляров М.С. Зоологические методы диагностики почв. Из-во «Науки», М., 1965. С. 275.
15. Добровольский Г.В., Урусевская И.С. География поч. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во МГУ, Изд-во «КолосС», 2004, 460 с.
16. Дьяконов К.Н., Аношко В.С. Мелиоративная география: Учебник. М.: МГУ, 1995, 254 с.
17. Ивлев А.М. Экологическая оценка мелиорации земель. Учеб.пособие. Владивосток: Изд. Дальневост. ун-та, 1995, 80 с.
18. Инишева Л. И., Ивлева С. Н., Щербакова Т. А. Руководство по определению ферментативной активностипочв и торфов. Томск: Изд-во Том.ун-та, 2003, 122 с
19. Зайдельман Ф.Р. Гидроморфные почвы – генезис, мелиорация, экология и использование // Пленар. докл. Всерос. научн.-практ. конф. 8–12 июля 2002 г. Москва, МГУ, 2002. С. 3–20.
20. Зайдельман Ф.Р. Мелиорация почв: Учебник. 3-е изд. М.: Издательство МГУ, 2003. С. 448.
21. Зайдельман Ф.Р. Мелиорация заболоченных почв Нечернозёмной зоны РСФСР.М., «Колос», 1981, 198с.
22. ЗайдельманФ.Р.Процессглееобразования и его роль в формировании почв. М.,МГУ, 1998,300с.
23. Зайдельман Ф.Р. Особенности режима и мелиорации заболоченных почв. М., «Колос», 1969, 223с.
24. Зайдельман Ф.Р. Эколого-мелиоративное почвоведение гумидныхландшафтов.М.: АГРОПРОМИЗДАТ, 1991, 320 с.
25. Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С. Генезис и диагностическое значение новообразований почв лесной и лесостепной зон. М.: Изд-во МГУ, 2001, 216 с.
26. Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С. Влияние дренажа на свойства железо-марганцевых конкреций // Почвоведение, 1995. № 3. С. 337–343.
27. Звягинцев Д.Г. Методы почвенной микробиологии и биохимии: Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ, 1991. С. 304.
28. Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. М.: Изд-во МГУ, 1987, 236 с.
29. Кабиров Р.Р., Сагитова А.Р., Суханова Н.В. Разработка и использование многокомпонентной тест-системы для оценки токсичности почвенного покрова городской территории // Экология, 1997. № 6. С. 408 - 411.
30. Канев В.В., Казаков В.Г. Трансформация свойств дерново-подзолистых почв северных увалов при осушении и освоении // Почвоведение, 2005. № 6. С. 750–761.
31. Качинский Н.А. Механический и микроагрегатный состав почв и методы их изучения. М., 1958, 192с.
32. Качинский Н.А. Физика почв. Ч. 1. М., 1965, 322 с.
33. Классификация и диагностика почв СССР. М.:Колос, 1977, 223 с.
34. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004, 343 с.
35. Ковда В. А., Розанов Б. Г. Изменения почвенного покрова под влиянием мелиорации. Гидротехника и мелиорация, 1975. Л. 7. С.45-51.
36. Малаховский Д.Б, Марков К.К. Геоморфология и четвертичные отложения Северо-Запада европейской части СССР (Ленинградская, Псковская и Новгородская области). Л.: Наука, 1969, 256 с.
37. Малый практикум по низшим растениям: Учеб.пособие для студентов-биологов. М.: Высшая школа, 1976, 216 с.
38. Матинян Н.Н. Почвообразование на ленточных глинах озерно-ледниковых равнин Северо0Запада России. Спб.: Изд-во С.-Петербю ун-та, 2003, 200с.
39. Методы почвенной микробиологии и биохимии: Учеб.Пособие. Под ред. Д.Г. Звягинцева. М.: Изд-во МГУ, 1991, 304 с.
40. Мишустин Е.Н., Петрова А.Н. Определение биологической активности почвы. Микробиология, т. 32, Л 3, 1963. С. 473-483.
41. Мотузова Г.В., Безуглова О.С. Экологический мониторинг почв. М.: Академический Проект; Гаудеамус, 2007, 237 с.
42. Мудрецова-Висс К.А., Колесник С.А., Гринюк Т.Н. Руководство к практическим занятиям по микробиологии. М.: Экономика, 1975, 167 с.
43. Ниценко А.А. Очерки растительности Ленинградской области. Изд. ЛГУ, 1959. С. 140.
44. Орлов Д.С., Васильевская В.Д. (ред-ры). Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв:Учеб.пособие. М.: Изд-во МГУ, 1994, 272 с.
45. Пономарева В. В., Плотникова Т. А. Определение группового и фракционного состава гумуса по схеме И. В. Тюрина в модификации В. В. Пономаревой и Т. А. Плотниковой // Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука, 1975. С. 47–55.
46. Пестряков В.К. Почвы Ленинградской области. Л: Лениздат, 1973, 344 с.
47. Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв: Учеб. Пособие. Под ред. Д.С. Орлова, В.Д. Василевской. М.: Изд-во МГУ, 1994, 272 с.
48. Почвоведение. Под ред. И.С. Кауричева. М.: Агропромиздат, 1989, 720 с.
49. Практикум по почвоведению: Учеб.Пособие. Под ред. И.С. Кауричева. М.: Колос, 1980, 272 с.
50. Растворова О.Г., Андреева Д.П., Гагарина Э.И., Касаткина Г.А., Федорова Н.Н. Химический анализ почв: Учеб. Пособие. – Спб., Изд-во С.-Петербурского ун-та, 1995, 264 с.
51. Растворова О.Г. Физика почв (практическое руководство). Л.: Издательство Ленингр. ун-та, 1983, 196с.
52. Роде А.А. Подзолообразовательный процесс. М.; Л.:Изд-во АН СССР,1937, 454.
53. Розанов Б.Г. Морфология почв: Учебник для высшей школы. М.: Академический Проспект, 2004. С. 432.
54. Рубенчик Л.И. Микроорганизмы - биологические индикаторы. Киев: Наукова думка, 1972, 163с.
55. Руководство к практическим занятиям по микробиологии. Под ред. Н.С. Егорова. М.: Изд-во МГУ, 1983, 215 с.
56. СНиП 2.06.03-85 Мелиоративные системы и сооружения // Госстрой СССР, 1986.
57. Симакова М.С.,Гельцер В.Ю. Изменение свойств дерново-подзолистых суглинистых глееватых почвпосле осушения // Почвоведение, 1992. № 8. С. 97–107.
58. Черноусенко Г.И., Судницын И.И. Гидрологические и гидрофизические свойства торфяных почв. // Почвоведение, 1989. №12. С.135-140.
59. BaloghJ. Lebensgemeinschaften der Landtiere. – B., Budapest: Akad.-Verl, 1958, 266 s.
60. EggelsmannR. Hochmoor Regeneration verlangteinenaheru horizontale Mooroberflache // Natur u. Landschaft. Bremen, 1987.62. № 6. S. 241-246.
61. Ciric M., Shoric A. Diagnostic characteristics of iron-manganese concretion in some pseudogleyc.-In:Pseudogley and gley. Veinheim, 1973, p.63-70.
62. Kuzyakov Y. 2006. Sources of CO2 efflux from soil and review of portioning method // Soil Biol. Biochem, № 38, рр. 425–448.
63. Kojima M., Kawaguchi K. Identification of free iron minerals in rustly mottles in paddy soils in Japan.-J.SoilManuare, 1968, v. 39, Nr. 7.
64. Rode A.A. An Excursion to the Lisino Experimental forest of the Leningrad technical academy of forestry. Leningrad, 1930.