ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА I. МИКРОЭЛЕМЕНТЫ В ПОЧВАХ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ 6
1.1. Общая характеристика исследуемых микроэлементов 6
1.2. Содержание исследуемых микроэлементов в почвах Белгородской
области 11
ГЛАВА II. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 14
2.1. Общая характеристика исследуемого участка 14
2.2. Методы исследования 17
2.2.1. Полевой этап 17
2.2.2. Лабораторный этап 18
ГЛАВА III. ОСОБЕННОСТИ ПОЧВ ИССЛЕДУЕМОГО УЧАСТКА . . . . 22
3.1. Классификационная принадлежность почв 22
3.2. Педогеохимические особенности исследуемых почв 28
3.2.1. Накопление и рассеяние исследуемых элементов 29
3.2.2. Оценка загрязнения почв 33
3.2.3. Сопоставление концентраций исследуемых элементов с
региональной фоновой концентрацией 35
3.2.4. Комплексный показатель суммарного загрязнения почв . . . . 37
3.2.5. Сравнение педогеохимической ситуации в различных
ландшафтных условиях 39
3.3. Влияние свойств почв на их геохимические особенности 42
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Продовольственная безопасность страны базируется на высокоэффективных системах земледелия, главным звеном которых являются почвы [55]. Негативным побочным результатом сельскохозяйственной деятельности человека является загрязнение окружающей среды. Почвы Белгородской области испытывают на себе большую нагрузку: согласно «Докладу о состоянии и использовании земель Белгородской области за 2012 год» [23], сельскохозяйственные угодья занимают 96,0% в структуре земель сельхозпредприятий, организаций и граждан, в том числе 79,5% - это пашни. Особенностью региона является то, что 72% от общей площади занимает склоновый тип рельефа [54]. Указанные причины способствуют усилению эрозионных процессов, в связи с чем может произойти изменение мощности генетических горизонтов или появление ареалов иных почв, что способствует усилению неоднородности почвенного покрова.
На сегодняшний день достаточно хорошо изучено загрязнение почв микроэлементами, называемыми “тяжелыми металлами”; в ряде источников рассмотрены их биогеохимия, бионакопление, влияние на экологию и здоровье человека, загрязнение почв в разных регионах земного шара [58,9,63]. В то же время о характере загрязнения почв тяжелыми щелочноземельными металлами (Sr, Ва) известно мало, что связано с трудностью их диагностики [52]. В последние годы появились работы, посвященные закономерностям распределения микроэлементов в почвах Белгородской области [37]. При этом авторы рассматривают только пахотный слой почв. Актуальность данной работы заключается в том, что вопросы геохимической специфики почв и ее изменения в ходе активного сельскохозяйственного освоения необходимо изучать по всему почвенному профилю вплоть до материнской породы.
В ходе проведенных исследований были изучены особенности распределения следующих металлов: Mn, Cu, Pb, Zn, Cr, Ba и Sr. Выбор элементов обусловлен тем, что при интенсивном атмосферном рассеивании загрязняющих веществ и их значительной концентрации в почве, особое внимание следует уделить именно тяжелым металлам, так как они активно участвуют в биологических процессах [11].
Для достижения цели решались следующие задачи:
1. Дать общую характеристику исследуемых микроэлементов и рассмотреть их содержание в почвах Белгородской области;
2. В ходе экспедиционного этапа исследований отобрать почвенные
образцы для последующего изучения, в лабораторных условиях провести рентгенофлуоресцентный анализ, определить гранулометрический состав почв, содержание в них гумуса и рН;
3. Данные элементного состава почв сопоставить с кларком почв, ПДК, ОДК и региональной фоновой концентрацией и дать оценку степени загрязнения почв исследуемой территории.
Объект исследования - почвы опытного участка по изучению контурно-мелиоративной системы земледелия ФГБНУ “Белгородский НИИСХ”; предмет - загрязнение почв. Методы, использованные в работе, - научно-поисковый, описание, измерение, сравнительный анализ, математико-статистический.
Апробация работы включала представление материалов на следующих конференциях:
1. Международная научная конференция XVIII Докучаевские Молодежные чтения «Деградация почв и продовольственная безопасность России», г. Санкт-Петербург, 2-5 марта 2015 г.
2. III Международная научная конференция «Геоэкология и рациональное
недропользование: от науки к практике», секция: «Региональные
геоэкологические проблемы», г. Белгород, 6-10 апреля 2015 г.
3. XXII Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2015», секция: «Почвоведение», г. Москва, 13-17 апреля 2015 г.
4. Международная научно-практическая конференция «Современные ландшафтные исследования в контексте оптимизации рационального природопользования », г. Курск, 7-9 октября 2015 г.
5. VI Международная научная конференция «Проблемы
природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных странах», г. Белгород, 12-16 октября 2015 г.
6. Международная научно-практическая конференция «Современные научные исследования: исторический опыт и инновации» (Якаевские чтения), г. Краснодар, 10-11 февраля 2016 г.
7. Международная научная конференция XIX Докучаевские
Молодежные чтения «Почва - зеркало ландшафта», г. Санкт-Петербург, 1-4 марта 2016 г.
8. Международная конференция Фрайбергской горной академии, г. Фрайберг, Германия, 12-16 июня 2016 г.
По итогам работы конференций опубликовано несколько тезисов [12,13,15] и статей [14,42,43,8,65]. Исследовательская работа, представленная в 2015 году на XXII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2015» в секции «Почвоведение» была отмечена грамотой за лучший доклад.
Работа выполнена в 2014-2016 гг. на кафедре географии, геоэкологии и безопасности жизнедеятельности НИУ «БелГУ», полевой этап проводился в 2014 году на опытном участке ФГБНУ «Белгородский НИИСХ». Работа базируется на анализе 70 источников информации, в том числе 12 из них - на иностранных языках.
В настоящее время в Белгородской области происходит активное внедрение ландшафтных систем земледелия. Представляет интерес изучение их влияния на почвенный покров и свойства почвы. Проведенные исследования дали новые данные о геохимических особенностях почв в условиях ландшафтной системы земледелия. По результатам проделанной работы можно сделать следующие выводы:
1. В связи с размещением исследуемого участка в условиях склонового рельефа, на нем наблюдается неоднородность почвообразующих пород и почвенного покрова;
2. В органо-минеральных и минеральных горизонтах почв, по сравнению с кларком почв, наиболее значительно накапливаются свинец, медь и цинк, рассеиваются - хром и марганец. При сравнении элементов с их ПДК обнаружено незначительное превышение содержания хрома в почвах, а также единичное превышение стронция в одной из скважин на глубине 80-300 см;
3. По отношению к региональной фоновой концентрации, в пахотном слое исследуемых почв заметно накопление таких тяжелых металлов, как стронций, свинец и медь. Однако, по результатам оценки коэффициента загрязнения почв /с, загрязнение пахотного слоя поллютантами можно считать допустимым (/с изменяется от 3,5 до 9,0);
4. С вероятностью 95% можно утверждать, что содержание изученных микроэлементов в зональной системе земледелия на склоне крутизной 1-3 выше, чем на склоне крутизной 3-5 °, что может быть связано с выраженностью процессов эрозии в условиях склона 3-5 . В ландшафтной системе земледелия такие различия в содержании элементов не выявлены, что может быть положительным результатом затухания процессов эрозии при контурно-мелиоративной организации территории и зернотравяном севообороте.
5. Обнаружена тесная прямая связь между содержанием марганца и меди, слабая обратная связь между значениями рН и содержанием марганца, меди и свинца и слабая прямая связь между рН и содержанием стронция. Выявлена весьма тесная прямая связь между содержанием физической глины и марганца, тесная прямая связь между содержанием физической глины и меди, содержанием илистых частиц и меди, содержанием илистых частиц и марганца.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
