Изучение водно-физических и химических свойств почвы Приазовских плавней
ВВЕДЕНИЕ
В Краснодарском крае выращиванием риса занимаются восемь районов, которые производят 83% всего валового объема риса России. Последние три года рисоводы стабильно наращивают темпы, удивляя рекордной урожайностью. Например, в 2004 г. из 452 тыс. тонн риса, добытого в стране, 398 тыс. тонн вырастили рисоводы Краснодарского края, в основном Красноармейского и Славянского районов. В 2005 г собрали 560 тыс. тонн риса. В 2008 году произведено 700 тыс. тонн риса в бункерном весе, для этого хозяйства собрали по 58 центнеров с каждого посеянного гектара.
В процессе эксплуатации рисовых систем в Приазовских плавнях установлены случаи ухудшения их мелиоративного состояния, которое характеризуется поверхностным засолением почв, заболачиванием их.
Многими исследованиями установлено, что при длительном затоплении в почвах рисовых систем уменьшается содержание гумуса, увеличивается количество коллоидных и надколлоидных частиц, что отрицательно сказывается на водно-физических свойствах этих почв: снижается их водопроницаемость, то есть протекают болотные процессы, идет заболачивание рисовых систем
В заболоченных почвах развиваются анаэробные микроорганизмы, которые в результате свей жизнедеятельности способны отнимать кислород у окисных соединений железа и марганца, восстанавливая их в легкоподвижные закисные формы. В результате восстановительных процессов на затопленном рисовом поле в почве накапливается аммиак, сероводород и другие продукты анаэробного обмена микроорганизмов, которые токсичны для риса.
Цель
изучение водно-физических и химических свойств почвы для развития рисосеяния.
Задачи
1. Изучить литературные источники по проблеме исследования
2. Изучить типы почв в зоне Приазовских плавней
3. Рассмотреть зависимость водно-физических свойств от залегания почвенного горизонта.
4. Определить содержание азота и фосфора в почве Приазовских плавней.
5. Сделать выводы о развитии рисосеяния на Кубани.
ИССЛЕДОВАНИЕ
1. Географическое положение Приазовских плавней.
Приазовские плавни, являющиеся основной зоной рисосеяния, входят в геоморфологический район представляющий собой молодую дельту реки Кубани и прибрежную территорию с многочисленными морскими лагунами (лиманами) и речными протоками, разделенными грядами.
Плавни Кубани занимают обширную площадь, расположенную в юго-западной части Предкавказья между 44 51 и 46 04 северной широты, 37 03 и 38 38 восточной долготы (от Гринвича).
Приазовские плавни почти на 100 км простираются вдоль Азовского моря, по его восточному берегу, примерно от Приморско-Ахтарска на севере, до Темрюка на юге. Ширина полосы в южной части 12-20 км, в северной и средней до 40 км.
К зонам интенсивного рисосеяния относится центральный массив. Он примыкает к левому берегу реки Протока – так называемые Черноерковские, Ордынские и Курганские плавни
Г. Г. Гущин указывал, что границы Центрального плавневого массива на севере и северо-востоке проходят по реке Протока, на юге по ерикам Глубокий перевал и Терноватый, на западе по ерикам Терноватый, Черный, лиману Сладкий и берегу Азовского моря
Массив сильно изрезан сетью протоков и сухих русел, носящих названия ериков, представляющих остатки различных рукавов и протоков рек Кубани и Протоки.
Многочисленная сеть протоков и сухих ериков создали своеобразный микрорельеф с понижениями, плоскими и неглубокими впадинами, котловинами и ложбинами, перемежающимися с не менее многочисленными грядами. При высоких паводках, до обвалования реки Протока, воды устремлялись в центр плавней, заполняя пониженные места, образуя заболоченные участки, опресняя почвы и лиманы.
Подстилающие материнские породы представлены Вюрмскими желто-бурыми глинами и суглинками, которые перекрыты морскими отложениями, а последние занесены современными лиманными аллювиальными отложениями.
Некоторые авторы считают, что происхождение почвообразующих пород Приазовских плавней связано с гидрологическими условиями.
Почвообразующие породы в данной зоне представлены следующими отложениями:
1. Прирусловые – современные аллювиальные;
2. Озерно-лиманные;
3. Лиманно-морские;
4. Морские.
Неодинаковый возраст отдельных частей низовьев реки Кубани, разнообразия рельефа, гидрологические и другие условия почвообразования обусловили значительную пестроту почвенного покрова района исследований.
Для исследования поставленных задач нами были применены следующие методы:
1. Изучение типов почв района исследования путем рассмотрения почвенного профиля. Для этого нами было произведено бурение на глубину до двух метров с изучением внешнего вида и состава почвенного разреза.
2. Химико-физический анализ почвы при изучении ее водно-физических свойств. Изучение свойств проводили измерением удельной массы, общей пористости, максимальной гигроскопичности почвенных горизонтов и рассматривали взаимодействие их с 10% раствором соляной кислоты. Измерение кислотности почвы проводили с использованием pH-датчика лаборатории L-химия.
3. При анализе содержания гумуса опирались на данные в ООО “Кара-Кубань”.
4. Исследование количества азота и фосфора в почве.
В зоне Приазовских плавней преобладают почвы болотного типа, которые распространены на площади 80 тыс. га или на 55% всей площади плавней. Среди них выделяются лугово-болотные (19,7 %), перегнойно-глеевые и торфяники (35,7%). на повышенных участках встречаются луговые и аллювиально-луговые почвы, занимающие в общем 36% всей площади плавней. Остальные 8,6% площади приходится на долю лугово-степных и других почв. 80,5% почв Приазовских плавней в той или иной степени засолены.
На территории Центрального плавневого массива выделяются в основном следующие почвенные разновидности: лугово-болотные (разной степени засоления), перегнойно-глеевые, перегнойно-торфяно-глеевые, торфяно- и торфянисто-глеевые.
Лугово-болотные почвы развиваются на прирусловых и приречных грядах в условиях периодического подтопления нижних горизонтов.
Перегнойно-глеевые почвы развиваются в нижней трети прирусловых и приеричных гряд в условиях периодического затопления перегнойного горизонта.
Торфянисто- и торфяно-глеевые почвы развиваются в условиях постоянного затопления.
2. Изучение почвенного профиля.
Наши исследования проводились на лугово-болотных и перегнойно-глеевых почвах. Приводим описание разрезов этих почв.
Лугово-болотная тяжелосуглинистая почва.
Разрез 1. В 2 км на север от хутора Солодковский, 1 км на запад от дюкера на С-3-1. Окраина высохшего Бобровского лимана. В составе растительности преобладает тростник и куриное просо.
А 0-15 см
Темно-серый с сизоватым оттенком, тяжелосуглинистый комковатый, корешковатый, тонкопористый, плотный. Переход в следующий горизонт постепенный.
В 15-38 см
Темно-серый с сизоватым оттенком, плотный глинистый трещиноватый, тонкопористый, карбонатно-известковые конкреции темно-охристого цвета, в местах скопления конкреции вскипают от 10% HCL. Переход в следующий горизонт резкий.
А38-49 см
Буровато-черный тяжелый суглинок, слегка увлажнен, бесструктурный, рыхлый, слабо уплотнен, изредка отмершие корневища тростника, встречаются кристаллы гипса, не вскипает. Переход в следующий горизонт заметный.
49-88
Менее затемнен с сизым оттенком, тяжелый суглинок. Изредка отмершие корневища тростника. Не вскипает. Встречаются кристаллы гипса. Переход в следующий горизонт заметный.
88-112 см
Сизо-серый, глинистый с прослойками песка, вязкий, сырой, бесструктурный, следы отмерших корневищ, прожилки гипса, не вскипает от HCL. Переход в следующий горизонт резкий.
С112-140 см
Оливково-серый, карбонатные конкреции размером до 1,5 см, прослойки ракушечника с песком, бурно вскипает от действия HCL.
С140-180 см
Морской ил с ракушечником (плывун). Бурно вскипает от HCL. Грунтовая вода появилась на глубине 180 см.
Перегнойно-глеевая тяжелосуглинистая почва.
Разрез 2. В 20 м на север от канала С-3-2, 700 м на восток от канала С-3-1. В составе растительности преобладают лисохвост, молочай.
А 0-31 см
Темно-серый почти черный, рыхлый, зернистый, тяжелосуглинистый, свежий, корешковатый, не вскипает от HCL. Переход в следующий горизонт заметный.
В 31-64 см
Темно-серый с сизым оттенком, признаки оглеения, увлажнен, трещиноватый с отмершими корневищами. Ржавые подтеки. От кислоты не вскипает. Переход в следующий горизонт слабозаметный.
64-97 см
Буровато-сизый тяжелый суглинок, влажный с признаками оглеения. Карбонатно-железистые конкреции. Вскипает бурно в метах скопления конкреций.
С 97-133 см
Желтовато-серый средний суглинок, оглееный, бесструктурный, мокрый, карбонатные конкреции, вскипает от HCL. Переход в следующий горизонт заметный.
С133-200 см
Буровато-сизая супесь, вскипает от HCL, мокрый. Внизу плывун. Грунтовая вода появилась на глубине 200 см.
В результате изучения разрезов можно утверждать, что горизонт А тяжелосуглинистый, среднесуглинистый, комковатый, зернистый. Это говорит о его пригодности для механической обработки посевной площади и хороших результатах всходов посеянных культур.
Горизонт В лугово-болотной почвы более богат органическими веществами, что говорит о его лучших качествах для выращивания риса.
Плотность слоев горизонта С предполагает задержку грунтовых вод на более глубоком уровне, что предохраняет рисовые чеки от подтопления.
К основным физическим свойствам почвы относятся удельная масса, плотность и пористость или скважность. Почвенные горизонты, как лугово-болотных, так и перегнойно-глеевых почв имеют различную удельную массу. Особенно большая разница наблюдается между горизонтами А и В и последующими, С у лугово-болотных почв.
Это объясняется тем, что погребенные горизонты более богаты органическими компонентами, чем ниже лежащие горизонты, которые сформировались на алюмосиликатных породах.
Объемная масса также изменяется по горизонтам. Верхние горизонты, особенно перегнойно-глеевых почв имеют наиболее низкие показания.
Это объясняется тем, что эти горизонты несколько раньше подверглись обработке и более богаты органическими веществами. Показатели объемной массы верхних горизонтов перегнойно-глеевых почв свидетельствуют о лучших условиях для развития риса, чем верхние горизонты лугово-болотных почв.
В связи с тем. что плотность почвы с глубиной увеличивается, за исключением погребных горизонтов лугово-болотных почв, общая пористость наоборот уменьшается.
Максимальная гигроскопичность снижается к горизонтам С. Это объясняется изменением количества илистых частиц. Лугово-болотные почвы в верхних горизонтах имеют нейтральную и слабощелочную реакцию (pH –7 –7,5).
В погребенных горизонтах эти почвы имеют слабокислую реакцию, а в более глубоких, с увеличением количества известковых конкреций и в связи с воздействием грунтовых, преимущественно гидрокарбонатных вод, pH возрастает до 7,8. Вскипание от 10% HCL обычно начинается с 30-40 см.
Главнейшим компонентом механического состава верхних горизонтов описываемых лугово-болотных и перегнойно-глеевых почв является иловатая фракция и крупная пыль, составляющая 80-88%. Данные механического состава показывают, что наибольшее количество иловатой фракции данной почвенной разности наблюдается в горизонте В, где происходит аккумуляция коллоидных частиц, выносимых из верхнего горизонта. С глубиной количество ила уменьшается, что объясняется постепенным затуханием иллювиальности и переходом к более легкой по механическому составу подстилающей породе.
Перегнойно-глеевые почвы в верхних горизонтах имеют реакцию среды близкую к нейтральной (pH 6,3-6,7). В более глубоких горизонтах pH возрастает до 7.1-7,6. вскипание в этих почвах обычно начинается с 50-60 см. Верхние горизонты лугово-болотных почв содержат 3,56%-5,76% гумуса.
С глубиной содержание гумуса уменьшается (за исключением погребенных горизонтов) и в горизонтах С- С его количество в среднем составляет 0,2-0,5%.
В перегнойно-глеевых почвах верхние горизонты содержат 4,55-5,6% гумуса. С глубиной идет уменьшение содержания гумуса и уже в горизонтах С- С его содержится 0,1-0,4%.
Содержание общего азота в верхних горизонтах как лугово-болотных так и перегнойно-глеевых почв колеблется.
Количество общего азота на ряду с содержанием гумуса уменьшается книзу. В горизонтах С- С.
Особенностью рассматриваемых почв является низкое содержание подвижных форм азота, которые составляют 1,5-2,5% общего азота. В большинстве случаев эти почвы содержат гидролизуемого азота менее 50 мг на 100 г почвы.
Лугово-болотные и перегнойно-глеевые почвы содержат небольшое количество фосфатов, в верхних горизонтах количество их в среднем не превышает 2,5-5,0мг на 100 г почвы.
ВЫВОД
Изучая почвенный покров Приазовских плавней для выращивания мы выяснили следующее:
1. Рассматривая разрезы почв Центрального массива Приазовских плавней можно утверждать, что горизонт А тяжелосуглинистый, среднесуглинистый, комковатый, зернистый.
Горизонт В лугово-болотной почвы более богат органическими веществами, что говорит о его лучших качествах для выращивания риса.
Плотность слоев горизонта С предполагает задержку грунтовых вод на более глубоком уровне, что предохраняет рисовые чеки от подтопления.
2. Особенно большая разница удельной массы наблюдается между горизонтами А и В и последующими, С у лугово-болотных почв. Это объясняется тем, что погребенные горизонты более богаты органическими компонентами, чем ниже лежащие горизонты, которые сформировались на алюмосиликатных породах.
Объемная масса также изменяется по горизонтам. Верхние горизонты, особенно перегнойно-глеевых почв имеют наиболее низкие показания. Это объясняется тем, что эти горизонты несколько раньше подверглись обработке и более богаты органическими веществами.
3. Лугово-болотные почвы в верхних горизонтах имеют нейтральную и слабощелочную реакцию (pH – 7 – 7,5). Вскипание от 10% HCL обычно начинается с 30-40 см. Перегнойно-глеевые почвы в верхних горизонтах имеют реакцию среды близкую к нейтральной (pH 6,3-6,7).
4. Верхние горизонты лугово-болотных почв содержат 3,56%-5,76% гумуса. В перегнойно-глеевых почвах верхние горизонты содержат 4,55-5,6% гумуса.
5. Содержание азота в верхних горизонтах как лугово-болотных так и перегнойно-глеевых почв низкое. Количество азота на ряду с содержанием гумуса уменьшается книзу. Лугово-болотные и перегнойно-глеевые почвы содержат небольшое количество фосфатов, в верхних горизонтах количество их в среднем не превышает 25-50мг на 100 г почвы. Низкое содержание азота также влияет на плодородие почвы.
В связи с этим всеми хозяйствами района применяется широкий спектр азотно-фосфорных удобрений при выращивании риса.
6. Плотность горизонтов почв говорит о их пригодности для глубокой механической обработки. Разница объемной и удельной масс почвы верхних и нижних горизонтов показывает, что верхние слои почвы раньше подверглись обработке и более богаты органическими веществами.
7. Нейтральность и слабое защелачивание среды, а также содержание гумуса предполагает хорошие всходы при посеве и уменьшение заболеваний риса в вегетационный период.
8. Полученные исследовательские материалы могут быть использованы при:
Изучении темы “Почвы и почвенные ресурсы” на уроках географии в восьмом классе;
Изучении курса “Кубановедение” раздела “География Краснодарского края”.
Кроме этого, анализ уровня кислотности почвы и содержание в ней некоторых полезных для растений микроэлементов (свободного азота и фосфора) может быть использовано учителями химии в ходе практической работы “Изучение свойств почвы”.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате изучения разрезов можно утверждать, что горизонт А тяжелосуглинистый, среднесуглинистый, комковатый, зернистый. Это говорит о его пригодности для механической обработки посевной площади и хороших результатах всходов посеянных культур.
Горизонт В лугово-болотной почвы более богат органическими веществами, что говорит о его лучших качествах для выращивания риса.
Плотность слоев горизонта С предполагает задержку грунтовых вод на более глубоком уровне, что предохраняет рисовые чеки от подтопления.
К основным физическим свойствам почвы относятся удельная масса, плотность и пористость или скважность.
Почвенные горизонты, как лугово-болотных, так и перегнойно-глеевых почв имеют различную удельную массу.
Автор
Лаушкина Виктория Сергеевна, 10 класс.
Руководитель
Журавлева Ирина Александровна,
учитель химии
Краснодарский край, п. Забойский, Славянского района
МБОУ СОШ № 20
