ВВЕДЕНИЕ 5
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 9
1.1 Рекультивация 9
1.2 Физические свойства почвы 10
1.3 Загрязнители почв 12
1.4 Характеристика почв по механическому составу 14
1.4.1 Глинистые почвы 14
1.4.2 Суглинистые и супесчаные почвы 15
1.4.3 Песчаные почвы 16
1.4.4 Известковые почвы 17
1.4.5 Торфяные почвы 18
1.5 Обзор почв Республики Татарстан 19
1.6 Охрана земельных ресурсов 19
1.6.1. Современное состояние земельного фонда 19
1.7 Процесс деградации земельных ресурсов (почв) в результате
антропогенной деятельности 23
1.7.1 Агрогенная деградация в результате интенсивного земледелия 23
1.7.2 Порча земель в результате снятия, перемещения или уничтожения
плодородного слоя в результате добычи ОПИ 30
1.7.3 Загрязнение почв тяжелыми металлами, радионуклидами, загрязнение и захламление земель отходами производства и потребления, токсичными веществами, нефтью и нефтепродуктами 30
1.7.4 Противоэрозийные мероприятия и повышение плодородия почв 38
1.8 Повышение плодородия почв 43
1.8.1 Органические материалы повышающие качество почвы 45
1.8.2 Влияние на качественный состав грунта 48
1.8.3 Охрана земельных ресурсов 49
1.8.4 Выявление нарушенных земель сельхозназначения и контроль за
проведением их рекультивации 52
1.8.5 Объемы углерода сохраняемого при применении биоугля 52
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 55
2.1 Объекты и методология исследований 55
2.2.1 Гигроскопическая влажность 57
2.2.2 Максимальная гигроскопичность 59
2.2.3 Гранулометрический состав почв 62
2.2.4 Минерализация и удельная электропроводность 68
2.2.5 рН водной суспензии 68
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ УЛУЧШЕНИЯ ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ УГЛЕКИСЛЫМИ ДОБАВКАМИ ... 71
3.1 Оценка плодородия почв путем выращивания на экспериментальных
субстратах бобовых растений 71
3.2 Изучение свойств почво-грунтов и углистых добавок, влияющих на плодородие мелиорируемых субстратов 75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 85
Список сокращении 86
Список использованной литературы 87
Почва является неотъемлемым компонентом биосферы, выполняющим важнейшие экологические функции, которые в значительной мере зависят от степени ее окультуренности. Уровень почвенного плодородия определяет устойчивость и продуктивность фитоценозов, разнообразного и здорового животного мира. Поэтому рациональное использование почв и защита их от деградации является важнейшей задачей не только сельского хозяйства, но и государства в целом.
Давно известен положительный эффект от применения древесного угля в качестве удобрений для выращивания сельскохозяйственных культур. Уникальные свойства древесного угля своими руками в этом смысле достаточно разноплановы и их комплексное влияние на повышение продуктивности почвы трудно переоценить!
Удивительно также и то, что эта черная земля очень плодородна, а красная или желтая земля всего в нескольких десятках метров от нее почти абсолютно неплодородна.
Когда был проведен химический анализ этих земель, то выяснилось, что они абсолютно идентичны по хим. составу. И геологический анализ показал, что эти почвы имеют одно и то же геологическое происхождение. Отличие было только лишь в одном: черная земля содержала в изобилии древесный уголь, от 10% до 30%.
Древесный уголь своими руками получают путем медленного (холодного) сгорания древесины при ограниченном доступе кислорода. Полученный таким образом уголь обладает следующими свойствами:
1. Химически инертен и поэтому может пролежать в земле тысячелетия, не разлагаясь.
2. Обладает высокой абсорбцией, т.е. может впитать в себя избыток, например, окислов алюминия, которых очень много в тропических почвах, и которые сильно подавляют рост корневой системы растений.
3. Обладает большой пористостью и вследствие этого огромной общей площадью поверхности, если считать и поверхность пор.
4. Древесный уголь в почве имеет уникальное свойство удерживать азот из воздуха и превращать его в доступные для растений формы.
5. Древесный уголь в почве работает как катализатор жизненной активности биосферы гумусного слоя.
6. В дождливые периоды помещённый в почву древесный уголь активно впитывает в себя влагу, а при засухах постепенно отдаёт, являясь своеобразным регулятором влажности почвы. На нём сорбируются водорастворимые питательные вещества из гумуса и удобрений. Присутствие древесного угля в почве кроме всего прочего угнетает развитие насекомых вредителей: исчезают нематоды и проволочники.
Но самое главное, чего не знали почвоведы - это то, что при сгорании древесины таким способом, при температурах 400-500 градусов, смолы древесины не сгорают, а твердеют и покрывают тонким слоем поры древесного угля. Эти же отвердевшие смолы обладают высокой способностью к ионному обмену. Т.е. ион какого-нибудь вещества легко к ним присоединяется и затем не вымывается даже дождями. Однако, он может быть усвоен корнями растений или гифами микоризных грибов. Оказалось следующее: Многочисленные бактерии, живущие на корнях растений, выделяют энзимы, которые способны растворять минералы почвы. Образующиеся при этом ионы быстро присоединяются к застывшей смоле древесного угля, а растения уже по мере надобности могут эти ионы с угля «снимать» своими корнями, т.е. питаться. Кроме того, многие вещества, необходимые растениям, попадают в почву вместе с дождями, и это тоже - немалое количество. Особенно много в дождях азота, который тоже не вымывается из почвы, а улавливается древесным углем. В результате все вместе получается, что такая почва способна прокормить все растения сама по себе, без всяких удобрений. Единственное удобрение, которое нужно - древесный уголь.
Есть и еще одно важнейшее преимущество: поскольку уголь в земле не разлагается, то надолго происходит его изъятие из атмосферы. Это может помочь решить проблему глобального потепления! Развивающиеся страны при этом могут решить проблемы голода и бедности, поскольку получат плодороднейшие в мире земли. Развитые страны тоже заинтересованы в этом, чтобы решить проблему глобального потепления. Следует обратить внимание на то, что процесс этот может пойти по нарастающей: больше древесного угля — больше растительности - еще больше древесного угля - еще больше растительности - и т.д. ?! В общем, уже сейчас многие исследователи полагают, что вслед за Зеленой Революцией в мировом сельском хозяйстве следующей будет Черная Революция, основанная на применении древесного угля, которая даст человечеству: 1. Решение экологической проблемы глобального потепления. 2. Решение экологической проблемы деградации земель. 3. Решение экономических проблем бедных стран. 4. Решение энергетических проблем. Обработка земли на протяжении многих столетий привела к ухудшению ее качества, ухудшилась способность земли быстро поглощать воду, и удерживать питательные вещества. Почвы потеряли структуру, в них не достаточно воздуха и они легко подвергаются ветровой и водной коррозии. В погоне за урожайностью, массовое применение химических удобрений и ядохимикатов не только разрушают гумусный слой, но и загрязняют грунтовые воды, реки и озера. Использование же древесного угля своими руками в сельском и лесном хозяйстве дает возможность за короткие сроки «вылечить» почву и улучшить показатели плодородия нашей земли.
Цель работы: исследовать возможности улучшения деградидированных почв путем создания смесей почв с древесным углем
Для выполнения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) исследовать проблему деградации почвенного покрова в условиях техносферы и известные способы улучшения агрофизических и агрономических свойств почв;
2) провести физические и физико-химические анализы почв и углистых добавок;
3) поставить агрономические опыты по влиянию углистых добавок в почвенных смесях в разных пропорциях на испытуемые растения;
4) оценить параметры по итогам биотестирования и влияния свойств почв на проращивание растений;
5) сделать вывод и рекомендовать оптимальные соотношения углистых добавок в почвенных смесях для рекультивации деградированных почв
1) Был выполнен литературный обзор по проблемам деградации почвенного покрова в условиях техносферы и способам улучшения агрофизических и агрономических свойств почв.
2) Результаты исследования по использованию твердых углесодержащих продуктов пиролиза древесины для улучшения структуры и плодородия почвы показали, что оптимальная их концентрация в почвенной суглинистой смеси суглинка составляет 10%. В смеси с песком получили отрицательный результат, тем самым в почвы на основе песка в выбранных соотношениях для эксперимента не рекомендуется использовать.
3) Результаты биолого-агрономических экспериментов были частично обоснованы данными физических и физико-химических свойств: суглинистые почвы по сравнению с песками имеют лучшие косвенные показатели поглотительной способности по значениям гироскопической влажности, максимальной гигроскопичности, содержанию тонкодисперсной фракции в гранулометрическом составе и удельной поверхности, а углистые добавки только улучшили эти показатели особенно это касается повышением значений влажности завядания,
4) Углистые добавки, обладая близкой к нейтральной или слабощелочной реакцией среды с низкими показателями минерализации отрицательного влияния на почвенные смеси не оказывают.
5) Рекомендуем использовать для рекультивации деградированных почв смеси суглинистого гранулометрического состава в соотношении с углем 1/10 объемных процентов на территориях озеленения населенных пунктов и земель несельскохозяйственного использования
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
