СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.1 Эмиссия СО2 почвы и ее роль в биосфере 7
1.2 Влияние разных факторов на эмиссию СО2 почвы 8
1.2.1 Гидротермические условия 9
1.2.2 Химические и физические свойства почвы 10
1.3 Биологическая активность 10
1. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 12
1.1 Объекты 12
1.1.1 Характеристика объектов исследования 13
2.1.1. Полевые исследования 16
1.1 Методы 20
1.1.1 Эмиссия СО2 из почвы 20
1.1.2 Микробное дыхание почвы 21
1.1.3 Химические свойства почв 22
1.1.4 Статистическая обработка экспериментальных данных 22
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 23
2.1 Химические показатели почв 23
3.1. Показатели функционирования микробного сообщества почвы.... 33
3.2.1. Содержание органического углерода 33
3.2.1 Базальное дыхание почвы 38
3.2.2 Содержание микробного углерода в почвах 42
3.2.3 Отношение Смик/Сорг 46
3.1 Эмиссия диоксида углерода из почв реперных участков
Ленинградской области 48
3. Содержание тяжелых металлов в пахотных горизонтах почв Ленинградской области 51
3.1 Концентрация меди 51
4.1. Концентрация цинка в профиле почв 54
4.1 Концентрация кобальта в профиле исследуемых почв 56
4.2 Концентрация свинца в профиле почв исследуемых участков.. 58
4.3 Концентрация кадмия в профиле почв исследуемых реперных
участков 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 67
РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ 71
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННХ ИСТОЧНИКОВ 73
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 78
Важное место в сфере рационального использования биологических ресурсов занимает всесторонний учет экологических функций почв. Почва является ключевым компонентом наземной экосистемы и выполняет основную роль в ее функционировании. Эмиссия СО2 с поверхности почв требует постоянного мониторинга для разработки способов снижения парникового эффекта на Земле .
Показатели биологической активности при проведении мониторинга почв являются ведущими. Для их оценки исследователи используют микробиологические показатели, среди которых отмечают не только общий пул почвенных микроорганизмов, но и их активность, в первую очередь, респирометричекую. Микробное сообщество почвы или ее «живая часть» обеспечивает большинство почвенных функций, например, образует гумус почвы, фиксирует азот из воздуха, высвобождает питательные вещества для растений, выполняет санитарную функцию .
В Ленинградской области сельское хозяйство имеет ярко выраженную пригородную специализацию, с преобладанием продукции животноводства над растениеводством. По данным Росреестра Ленинградской области на 1 января 2021 года площадь земель сельскохозяйственного назначения в области составила 798,5 тыс. га, на которой осуществляют деятельность 270 различных сельскохозяйственных предприятий и 6097 фермерских хозяйств .
Актуальность исследования. Поиск рациональных путей и методов сокращения поступления парниковых газов в атмосферу относится к наиболее актуальным вопросам современной экологии. Небольшие постепенные изменения в общем органическом веществе почвы могут быть трудно отслеживаемым и обнаруживаемым в краткосрочной перспективе, в то время как живая фракция органического вещества, микробная биомасса может служить чувствительным показателем изменения состояния органического вещества, влияющего на потоки СО2 в атмосферу.
Цель исследования - изучение эмиссии СО2 почв и микробиологической активности реперных участков сельскохозяйственных почв Ленинградской области
Задачи:
1. Анализ экологической ситуации, уровней техногенной нагрузки, природно-климатических условий исследуемых реперных участков
2. Изучение микробиологической активности дерново-подзолистых почв реперных участков.
3. Оценка эмиссии СО2 из исследуемых почв
4. Оценка загрязненности почв тяжелыми металлами
5. Рекомендации по снижению эмиссии диоксида углерода из почв сельскохозяйственного назначения.
1. Проведен анализ экологического состояния реперных участков Ленинградской области, включенных в исследование. Все участки отличаются по уровню техногенной нагрузки, природно-климатическим условиям.
1.1. Почвы реперных участков различаются по гранулометрическому составу: в Мельниково - тяжелосуглинистые почвы на ленточных глинах, в Агротехнике - слабосуглинистые почвы на озерно-ледниковых отложениях, в Приневском - среднесуглинистые на моренах, в Меньково - супесчаные на красноцветных песках.
1.2. Основные экологические проблемы реперных участков:
Мельниково: отсутствие навозохранилища, слив отходов КРС на поля, наличие незаконных свалок твердых бытовых отходов.
Агротехника: большое количество заброшенных земель, в большей степени развито молочное животноводство с последствиями стойлового содержания крупного рогатого скота.
Приневское: выброс загрязняющих веществ со стороны Санкт-
Петербурга, проблемы загрязнения воздуха и почв автотранспортом, массовое жилищное строительство, большое количество промзон, утилизация твердых бытовых отходов, использование химических удобрений для увеличения урожайности культур.
Меньково - биологический полигон, на котором изучаются различные препараты, в том числе и в больших дозах, отрицательно влияющих на состояние окружающей среды.
2. Сравнение микробного дыхания дерново-подзолистых почв разных агроэкосистем.
Из полученных данных по показателю микробного дыхания четырех исследуемых полигонов, можно выделить благоприятный полигон с активным микробным дыханием Приневское, так как на данном участке значения достигли максимума, и составили 5,08 мг С-СО2/кг/час., на глубине 0-5 см. Базальное дыхание очень сильно зависит от таких показателей, как влажность и температура почвы.
Таким образом можно сделать вывод, что на этом участке хорошая проницаемая способность и большое поступление влаги, это помогает поступлению питательных веществ в глубь почвы. А так же на участке благоприятная климатическая температура, чем она выше тем лучше она влияет на показатели почвы взаимодействуя с растениями, тем самым увеличивается базальное дыхание почвы. Дополнением к этому можно сказать, что на этом участке благоприятная микрофауна, такие как дождевые черви и термиты, которые взаимодействуют с почвой, улучшают аэрацию и уменьшают насыпную плотность почвы.
Так же мы видим, что на всех участках базальное дыхание уменьшается с повышением глубины почвенного разреза. Минимальные значения базального дыхания, говорят нам об обратном, что в нижние слои почвы данных участков Мельниково, Агротехника и Меньково, мало проникает влаги и температура там ниже, и от этих показателей почва теряет способность для большого выделения почвенного дыхания.
3. Оценка взаимосвязи эмиссии СО2 почв с их микробными, химическими и физическими свойствами
Почва является источником, а также поглотителем обмена CO2 и способствует связыванию углерода. Скорость выбросов CO2 в почву варьируется для разных культур и различных органических удобрений.
Некоторые физические, химические и биологические свойства почв, климатические параметры (например, температура и количество осадков) и гидрологические параметры (например, влажность почвы) отвечают за характеристику пространственной и временной изменчивости выбросов CO2. Кроме того, сельскохозяйственная деятельность и методы управления также влияют на выбросы CO2, поскольку они могут изменить органическое вещество почвы или почвенный углерод.
...
