| 20-50м | 3 | 6 | 9 | 12 | 15 | 18 | 21 | 24 |
10-20м | 2 | 5 | 8 | 11 | 14 | 17 | 20 | 23 | |
| 1 | 4 | 7 | 10 | 13 | 16 | 19 | 22 |
Расстояние от автодороги
5-10автотрасса Эртиль - Терновка
Рис. 4. План-схема размещения вариантов модельного опыта с посевами подсолнечника
Таблица 3.
Схема опытов по изучению агроэкосистем с посевами подсолнечника
№ делянки | Гибрид | Примечания |
1-3 | ПР62А91 | Контроль (К) |
4-6 | ПР62А91 | Контроль + гербициды (Кг) |
7-9 | ПР62А91 | Удобрения одинарная доза + гербициды (1NPK) |
10-12 | ПР62А91 | Двойная доза удобрений + гербициды(2NPK) |
13-15 | ПР63А83 | Контроль (К) |
16-18 | ПР63А83 | Контроль + гербициды (Кг) |
19-21 | ПР63А83 | Удобрения одинарная доза + гербициды (1NPK) |
22-24 | ПР63А83 | Двойная доза удобрений + гербициды(2NPK) |
Рис. 5. Организационные и технические приемы воздействия на агроэкосистемы с посевами сахарной свеклы
Рис. 6. Организационные и технические приемы воздействия на агроэкосистемы с посевами подсолнечника
*Прим. (КП91)- условное обозначение варианта
Образцы смешанных проб почв отбирались на глубине пахотного и подпахотного слоев через интервалы 0-30 и 30-60 см соответственно, на расстоянии 0 – 5, 5 – 10, 10 – 20,м от автодороги Эртиль- Терновка.
Для определения содержания тяжелых металлов образцы почв отбирались: после схода снега; во время ранневесенней культивации; через день после сева с внесением припосевного удобрения; в основные фазы развития свекловичного и подсолнечного агрофитов; после уборки (сентябрь-октябрь). Пробы растений отбирались на тех же участках и в те же периоды, что и пробы почвы.
Наличие почвенной биоты устанавливалось по общепринятым методикам (Гиляров, 1985; 1987) при отборе образцов почв на содержание тяжелых металлов в почвах опытного участка после внесения удобрений. Определение тяжелых металлов в почве и доминирующих видах почвенных беспозвоночных проводилось методом атомно-абсорбционной спектрометрии с пламенной и беспламенной атомизацией в ВГАУ им. Петра I, а также в ФГБУ Государственный центр агрохимической службы «Воронежский»
В растительных пробах тяжелые металлы определялись в их зольных растворах на атомно-абсорбционном спектрофотометре.
Математическую обработку результатов исследований проводили методами корреляционного, дисперсионного анализов (Доспехов, 1985, 2011) на ПВМ с использованием Excel 2000, Statistica 5.5.
Глава 3. Агроэкологическая оценка почв агроэкосистем восточной части Воронежской области
Почвы Эртильского района Воронежской области, на которых проводились опытные изыскания, интенсивно используются в аграрном производстве. Общая площадь сельскохозяйственных угодий в районе по состоянию на январь 2013 г. составляла 116321 га или 82% (рис. 7).
Доля пашни составила 89,2 % от общей площади сельскохозяйственных угодий. Из нее, 58% земель расположены в рабочих участках, непосредственно примыкающих к автомагистралям и автодорогам V-III категорий. Это свидетельствует не только о высокой распаханности земель, но и высокой антропогенной нагрузке на них со стороны автотранспорта.
Рис. 7. Экспликация землепользования района исследований
По рабочей агроэкологической классификации Воронежской области (Лопарев, 1998), земли исследуемых агроэкосистем относятся к 1 категории, лимитирующими факторами являются управляемые, к способам преодоления которых можно отнести: оптимизация NPK, подбор районированных сортов и гибридов культур, система севооборотов.
Преобладающее значение на территории исследования имеют черноземы выщелоченные среднемощные и типичные среднемощные, которые и в районе исследования занимают более 63,5% от площади всех разновидностей почв. Агрофизические свойства (табл. 4) близки к оптимальным и характерны для преобладающих в Эртильском районе окультуренных старопахотных черноземов агроландшафтов с низким уровнем развития эрозии (рис. 8). Это позволяет их не рассматривать среди экологических факторов, лимитирующих современное экологическое состояние и функционирование исследуемых черноземов придорожной зоны влияния с интенсивным кратко-ротационным севооборотом.
Таблица 4.
Агрофизические параметры агроэкологического качества основных видов почв исследуемых агроэкосистем
Почва | Плотность, г/см3 | Влажность, % | Содержание фракций, % (по размерам фракций, мм) | ||
>10 | 10-0,25 | <0,25 | |||
Чернозем типичный среднемощный | 1,13 | 25,2 | 13 | 80 | 7 |
Чернозем выщелоченный, среднемощный | 1,16 | 24,1 | 15 | 77 | 8 |
По реакции среды почвы участков проведения эксперимента в основном нейтральные, близкие к нейтральным и слабокислые: при преобладании рНH2O выше 6,5 и рНKCl не ниже 5,3.
Кислотность почвенного раствора (pH водной) до начала закладки опытов и применения агротехнических приемов, колебалась в зависимости от года в слое 0-30 см от 6,44 до 7,0 и увеличивалась в слое 60-90 см до 7,36-7,30. Соответственно pH солевой суспензии в почвенном слое 0-30 составила 5,23- 5,3. С увеличением глубины до 90 см, pH солевой варьировалась в пределах 6,34- 6,48.
Рис. 8. Картосхема агроэкологической оценки эродированности земель района исследования.
Таблица 5.
Физико-химическая и агрохимическая характеристика черноземов опытных участков исследования
Глубина отбора образцов, см | pH* | Гумус, % | Общий азот, % | Нитратный азот, мг/кг | P2О5мг/кг | К2О мг/кг | Hгидрол., мг-экв/ 100г почвы |
0-30 | 6,92 5,37 | 6,5 | 0,238 | 11,2 | 142,4 | 119,5 | 25,3 |
30-60 | 6,79 5,54 | 5,31 | 0,217 | 9,5 | 107,2 | 76,2 | 11,6 |
60-90 | 7,33 6,41 | - | 0,209 | - | 61,5 | 67,4 | 5,4 |
Прим.: * числитель - pH водной суспензии, знаменатель- pH солевой суспензии.
В нижней части гумусово-аккумулятивного профиля отчетливо выражен геохимический барьер. Значительный диапазон различий рНH2O и рНKCl также свидетельствует о повышенной устойчивости исследуемых черноземов к агрогенному подкислению и, следовательно, их загрязнению тяжелыми металлами.
По содержанию гумуса в пахотном горизонте, среднее значение которого составило 6,98 на начало исследований (Высоцкая, 2007), почвы относятся к IV группе: 6,1-8,0% с повышенным содержанием гумуса (Гогмачадзе, 2010). Вниз по профилю отмечается снижение содержания гумуса до 5,31 в подпахотном горизонте (табл. 5).
Среднее содержание подвижного фосфора и калия в пахотном горизонте исследуемых черноземов составило, соответственно, 142,4 и 119,5 мг/кг, при значительных колебаниях по годам, после применения под сахарную свеклу повышенных доз минеральных удобрений. Гидролитическая кислотность варьировалась от 25,3 в слое 0-30 см, до 5,4 в слое 60-90 см.
Таким образом, почвы исследуемых агроэкосистем, отличаются хорошими агроэкологическими показателями, высокими характеристиками потенциального плодородия и повышенной устойчивостью к преобладающей в этой части ЦЧР агрогенной и техногенной нагрузке на пахотные почвы. Вариации ключевых параметров агроэкологической оценки почв наблюдались в пределах 2-10% в рамках одного опытного поля.
Глава 4. Эколого-биологическая оценка динамики загрязнения тяжелыми металлами базовых компонентов агроэкосистем с посевами сахарной свеклы
В почвах исследуемых агроэкосистем, вовлеченных в интенсивный севооборот с применением повышенных доз минеральных удобрений, предполагается два основных источника поступления тяжелых металлов: среднеинтенсивная автодорога IV категории «Эртиль-Терновка» и активно применяемые агрохимикаты.
При отборе проб почв после схода снега существенной разницы между содержанием тяжелых металлов на делянках контроля и делянках с удобрениями не обнаружено (табл. 6). Однако наблюдалась разница в содержании тяжелых металлов на различных расстояниях от автомагистрали.
Наиболее высокие концентрации тяжелых металлов наблюдаются на расстоянии 0 – 10 м. Выявлены превышения ПДК по кадмию и свинцу, что позволяет сделать вывод о том, что источниками поступления этих элементов является автотранспорт. На расстояниим от автодороги отмечено снижение их концентраций (наиболее явное при сравнении с придорожной зоной 0-5 м). На расстоянии 20 – 50 м выявлено значительное снижение концентраций тяжелых металлов по всем элементам.
Таблица 6.
Изменение содержания тяжелых металлов в пахотном горизонте исследуемых черноземов на различном расстоянии от дороги до и после применения минеральных удобрений под подсолнечник, мг/кг (средние данные за период исследования в гг.)
Расстояние от автомагистрали | Zn | Cu | Mn | Fe | Co | Ni | Сd | Pb |
0–5 м | 5,17* 5,49 | 0,97 1,29 | 32,21 36,19 | 16,14 18,72 | 1,37 1,61 | 1,37 2,11 | 0,79 0,87 | 5,49 5,64 |
5–10 м | 4,68 5,08 | 0,84 1,21 | 29,06 35,36 | 15,30 18,19 | 1,23 1,57 | 1,21 1,98 | 0,65 0,76 | 4,82 5,12 |
10–20 м | 3,18 5,09 | 0,75 1,02 | 28,92 35,91 | 14,68 17,96 | 0,91 1,52 | 1,01 1,93 | 0,58 0,72 | 3,19 3,59 |
20–50 м | 2,27 5,81 | 0,63 1,12 | 27,36 35,27 | 13,53 18,13 | 0,78 1,49 | 0,82 1,87 | 0,51 0,71 | 2,89 3,48 |
* - после схода снега (числитель) и внесения удобрений (знаменатель)
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
Основные порталы (построено редакторами)