УДК 631.4:535.37

DOI: 10.24412/cl-36359-2021-698-701

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПРИ АНТРОПОГЕННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ЕСТЕСТВЕННЫЕ АГРОСИСТЕМЫ СТЕПНОЙ ЗОНЫ ОРЕНБУРЖЬЯ

ECOLOGICAL MONITORING UNDER ANTHROPOGENIC IMPACT ON NATURAL AGROSYSTEMS OF THE STEPPE ZONE OF ORENBURG

Е.Э. Савченкова, Е.Л. Горшенина, Л.А. Быкова, Н.Н. Рахимова, В.А. Солопова,

В.В. Делигирова

Е.Е. Savchenkova, Е.L. Gorchenina, L.A. Bykova, N.N. Rahimova, V.A. Solopova, V.V. Deligirova

Оренбургский государственный университет, Оренбург, Россия

Orenburg State University, Orenburg, Russia

E-mail: post@mail.osu.ru

Аннотация. Основными направлениями в хозяйственной деятельности человека являются сохранение экологического равновесия, создание сбалансированности потребления и восстановления ресурсов в антропогенных экосистемах. В России учреждена единая система экологического мониторинга за состоянием природной среды, составным блоком которой является мониторинг земель и почвенного покрова, это система наблюдений за состоянием земельного и почвенного фонда в целях своевременного выявления изменений, их оценки, предупреждения и устранения последствий негативных процессов.

Ключевые слова: почвенный покров, метод исследования, замедленная флуоресценция, агрохимический показатель.

Abstract. The main directions in human economic activity are the maintenance of ecological balance, the creation of a balanced consumption and restoration of resources in anthropogenic ecosystems. In Russia, a unified system of environmental monitoring of the state of the natural environment has been established, a component of which is the monitoring of lands and soil cover, this is a system for monitoring the state of land and soil resources in order to timely identify changes, assess them, prevent and eliminate the consequences of negative processes.

Key words: soil cover, research method, delayed fluorescence, agrochemical indicator.

К наиболее значительным антропогенным факторам, приводящим к развитию негативных явлений в экосистемах, относятся: техногенные выбросы, неправильная обработка почв, неграмотное применение агрохимикатов, использование тяжелой сельскохозяйственной техники, низкий уровень и экстенсивные формы земледелия. Эти факторы приводят к развитию негативных процессов и явлений: ветровая и водная эрозия, пересушивание и переувлажнение почв, вторичное засоление и солонцевание, загрязнение почв токсичными веществами, потеря гумуса [2]. В настоящие время в связи с экологическими условиями разработка методов оценки почв Оренбургской области является актуальной задачей.

Можно отметить изменения свойств почв в возрастании рН, повышении общего количества углерода и содержания углеводородов, снижается плодородие почв. Развитие сельскохозяйственного производства также ставит задачи повышения плодородия земель с использованием минеральных удобрений. Нарушенные в результате промышленной эрозии земли подлежат рекультивации путем восстановления плодородия почв с использованием минеральных удобрений. Следует отметить и отрицательные стороны применения минеральных удобрений, к которым можно отнести засоленность почв и изменение экологического равновесия в почвенно-растительных системах. В настоящие время, актуальной задачей является восстановление плодородия почв, с использованием минеральных удобрений, содержащих подвижные формы питательных веществ, не изменяющих экологическое равновесие при их использовании [2, 4].

При анализе почвенного покрова Оренбургской области для исследования выделили следующие типы почв: черноземы обыкновенный и южный, типичный и выщелоченный, темно-каштановая почва. Данные типы почв занимают до 70% территорий Оренбургской области. Отбор проб почв осуществлялся методом конверта по профилю горизонтов А -0-20; АВ -20-40; ВС- 40-90 см. Пробы были разделены на контрольные и опытные группы, опытные пробы почв подвергались термической обработке при температурах 200°С, 400°С, 600°С и 800°С с выдержкой при каждой температуре в течение 30 минут (температура контрольных образцов типов Почв, без влияния температурной обработки принята 20°С ).

 Исследование контрольных и опытных групп проб проводилось на установке для регистрации замедленной флуоресценции. Исследуемые образцы почвы подвергались химическому анализу на содержание основных агрохимических показателей: определение лабильного органического вещества, гумуса, подвижных форм фосфора и калия, рН, плотного остатка [3].

Основные результаты и выводы. Установлено, что для всех исследованных типов почв не зависимо от режимов температурного воздействия, выполняется экспоненциальный закон затухания флуоресценции. Следует отметить, что все типы и подтипы почв различны по показателям замедленной флуоресценции – интенсивности свечения (N₀) и коэффициенту затухания (λ) как видно из таблицы 1, что может быть использовано при мониторинге почвенного покрова, и в качестве дополнительного метода при термографическом анализе почв [4].

По агрохимическим показателям установлена линейная корреляция интенсивности свечения N₀ от солевого рН для контрольных и опытных образцов, из таблицы 2 видно, что показатель рН солевого увеличивается в зависимости от температур термической обработки почв; в таблице 3 отмечено: в интервале температур прокаливания 400-600°С повышается содержание подвижных форм фосфора в прокаленных образцах в 3-6 раз, калия в 2-5 раз.

Таблица 1. Изменение интенсивности свечения N₀ и коэффициента затухания λ флуоресценции почв от температуры прокаливания

Таблица 2. Изменение интенсивности свечения (N₀) флуоресценции и показателя рН солевого почв от температуры прокаливания

Таблица 3. Изменение подвижных форм фосфора и калия от температур обработки почв

Данные исследования позволили получить патент: способ получения калийно-фосфорных удобрений, содержащих подвижные формы питательных веществ, путем термической обработки исходного сырья. В качестве исходного сырья берут почву, которую прокаливают при температуре 400-600 ⁰С. Удобрение, содержащее подвижные формы калия и фосфора, вносят в исходную почву для повышения ее плодородия [1].

Исследования эксперимента показали, что метод замедленной флуоресценции позволяет оценить динамику изменения органо-минерального состава почв при различных температурах обработки почв и предложить методику диагностики агрохимических показателей почв.

Экспериментальные данные позволяют сделать вывод: метод исследования почвенного покрова на примере почв Оренбуржья, методом замедленной флуоресценции и повышения их плодородия воздействием на агрохимический состав термической обработкой, может применяться в экологическом мониторинге почвенного покрова при антропогенном воздействии на естественные агросистемы.

Список литературы

1. Ефремов И.В. Савченкова Е.Э. Способ получения калийно-фосфорного удобрения [Текст] // Патент РФ № 2314318 (13) С1 2008 г., ОГУ.

2. Ефремов И.В., Замедленная флуоресценция и химические свойства почв при термической обработки (на примере почв Оренбургской области) // Экологические системы и приборы. 2011. № 3. С.10-18.

3. Савченкова Е.Э., Ефремов И.В. Исследование замедленной флуоресценции почв Оренбургской области [Текст] // Вестник ОГУ. 2006. № 12. С. 400-405.

4. Савченкова Е.Э., Шарипова М.Н. Замедленная флуоресценция как метод исследования агрохимических показателей почвенного покрова при термической обработке почв // Шаг в науку. 2018. № 3. С. 121-124.