Дипломная (вкр): Изучение плодородия почв Узункольского района по урожайности зерновых культур

Изучение плодородия почв Узункольского района по урожайности зерновых культур

ВВЕДЕНИЕ

Земля всегда занимала главенствующее место в перечне национальных богатств любого государства. Ни для кого не секрет, какую важную роль играют почвы в народном хозяйстве. Но, к сожалению, она имеет тенденцию к сокращению. Так, площадь сельскохозяйственных угодий каждый год сокращается в значительной мере. Основными причинами уменьшения площади сельхозугодий являются проявления эрозии почв, недостаточно продуманный отвод земель для несельскохозяйственных нужд, затопление, подтопление и заболачивание, зарастание лесом и кустарником.

Один из наиболее существенных типов деградации земель заключается в разрушении почвенного покрова под действием поверхностного стока и ветра с последующим перемещением и переотложением почвенного материала. В крайних случаях проявления эрозионные процессы приводят к формированию останцового рельефа полностью разрушенных земель.

Соответственно выделяются водная и ветровая эрозия почвы.

Водная эрозия представляет собой разрушение почвенного покрова под действием поверхностных водных потоков и проявляется в плоскостной и линейной форме. Плоскостная водная эрозия проявляется в виде смытости поверхностных горизонтов (слоев) почв. Линейная (овражная) представляет собой размыв почв и подстилающих пород, проявляющихся в виде формирования различного рода промоин и оврагов [1].

Под ветровой эрозией понимается захват и перенос частиц поверхностных слоев почв ветровыми потоками, приводящие к разрушению почвенного покрова.

Эрозия почвы ведет к истощению пашни, загрязнению водоемов и рек, резкому ухудшению экологической обстановки на больших территориях.

Эрозия почвы является негативным процессом, вызывающим деградацию, разрушение и уничтожение почвенного покрова и наносящим невосполнимый ущерб земельным ресурсам, окружающей среде, народному хозяйству [2].

Актуальность темы: Плодородие почвы - способность почвы удовлетворять потребность растений в элементах питания, влаге и воздухе, а также обеспечивать условия для их нормальной жизнедеятельности. В условиях интенсивно развивающегося сельского хозяйства важную роль имеет изучение его состояния. Интенсивное земледелие в степной зоне Северного Казахстана заключается в стабильности зернового производства и получении высококачественных зерновых культур на фоне сохранения почвенного плодородия и противодействия ее эрозированию, поэтому изучение состояния плодородия земли является актуальной проблемой современной экологии Казахстана.

Цель исследования: Целью нашего исследования является изучение плодородия почв Узункольского района по урожайности зерновых культур.

Задачи исследования:

. Изучить динамику изменения выделяемых площадей под зерновые культуры начиная с 1970 по 2007 годы.

. Изучить динамику урожайности собранных зерновых культур Узункольского района Костанайской области начиная с 1970 по 2007 годы.

. Изучить динамику изменения валового сбора зерновых культур с полей Узункольского района Костанайской области начиная с 1970 по 2007 годы.

. Анализировать динамику изменения засеваемых под зерновые культуры площадей в Узункольском районе и Костанайской области, начиная с 1970 по 2007 годы.

. Провести анализ динамики изменения урожайности собранных зерновых культур по Узункольскому району и Костанайской области, начиная с 1970 по 2007 годы.

. Анализировать динамику изменения усредненного валового сбора зерновых культур по Узункольскому району и Костанайской области, начиная с 1970 по 2007 годы.

. На основании изменения динамики урожайности зерновых культур сделать обобщение о состоянии плодородия почв Узункольского района.

. По литературным источникам определить наличие ветровой эрозии в Костанайской области.

Методы исследования:

. Поисковый метод.

. Переработка архивного материала.

. Метод сравнения.

. Статистический метод.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Понятие почвы и ее характеристика

Земельные ресурсы - важнейший компонент природных ресурсов, основной ресурс жизнедеятельности населения любой страны, определяющий социально-экономическое, национальное богатство государства. В условиях реформирования земельных отношений, ликвидации монополии государственной собственности на землю, реализации принципа платности землепользования, передаче земли в частную собственность большое значение приобретает государственное регулирование и управление состоянием земель с целью рационального использования земельных ресурсов, экологической безопасности производимой на земле продукции, создания благоприятных условий проживания людей. [3]

Почва - одно из самых первых природных образований в геологической истории планеты Земля. По данным палеографических исследований, первая маломощная почва возникла в кембрийский период - более 500 млн. лет назад. Поскольку в то время на Земле еще не было наземных растений, почва формировалась в результате лишь жизнедеятельности бактерий. Исследованием почв занимается наука почвоведение. Она изучает многообразие почв на земном шаре, их происхождение, строение, состав, свойства, в том числе плодородие, распространение и рациональное использование. Современное научное почвоведение возникло в России в конце XIX века. Основателем его был русский ученый В. В. Докучаев. Он впервые доказал, что почва - это естественноисторическое тело, оно обладает особым свойством - плодородием и состоит из живой и неживой частей; что почвы на всем земном шаре распределяются закономерно - зависит это в основном от особенностей климата, животных и растений, которые влияют на образование почв [4].

Образование почвы - очень длительный процесс. Формирование ее начинается с разрыхления горных пород на их поверхности (выветривания). Образовавшиеся при этом щебенка или песок - это еще не почва, а материнская порода. Под воздействием ветра, атмосферной влаги, изменений климата, температурных колебаний и живых организмов материнская порода изменялась. На ней поселялись микроорганизмы, которые питались веществами, получаемыми из горной породы. Микроорганизмы разрушали ее своими выделениями, и состав горной породы постепенно изменялся. Затем здесь поселялись низшие растения, мхи, лишайники. Микроорганизмы разлагали их остатки, образуя гумус - основное органическое вещество почвы, содержащее питательные вещества, необходимые высшим растениям. Насекомые, другие мелкие почвенные животные, например, дождевые черви, измельчая и переваривая отмершие листья, корни, стебли, перерабатывают органическое вещество, превращая его в гумус. Растительный опад в лесах - листья, кора, хвоя и т. д. - и отмершая травянистая растительность после разложения микроорганизмами дают много органического вещества, увеличивая мощность почвы.

На образование почвы большое влияние имеет климат. Он обуславливает особенности растительного и животного мира - важнейших почвообразователей. Так, в жарком и сухом климате при недостатке влаги из разреженной травянистой растительности образуется мало перегноя, но накапливается много нерастворенных солей. В более прохладном и влажном климате растворы солей из верхних слоев почвы вымываются в нижние. При сильных морозах процесс почвообразования приостанавливается, а в жаркие, засушливые дни - замедляется.

Климат, как и другие компоненты природы, оказывает влияние на распространение почвы по закономерностям широтной зональности и высотной поясности. Типы почв располагаются зонами, поясами, соответствующими зонам определенного климата и растительности. Роль рельефа в образовании почвы связана с тем, что равнинные участки более благоприятны для формирования почв, а в горных районах разрушенные выветриванием материнские породы сдвигаются по склонам и смещаются. Также различно ориентированные по отношению к сторонам горизонта и расположенные под различными углами к солнечным лучам склоны, получают различное количество тепла и влаги. На разных высотах и различных склонах образуются самые различные почвы [5,6].

Влияние человека на образование почв различно. С одной стороны, человек улучшает плодородие почвы, используя удобрения, орошая землю, осушая болота, с другой стороны, постоянно используя целинные и залежные земли, подвергает почву ветровой эрозии. Не всегда деятельность людей способствует улучшению плодородия почвы.

1.2 Различия почвы по механическому составу

Механический состав это соотношение больших и малых минеральных частиц почвы (от пылевых до крупных песчинок). Механический состав почвы бывает разным. Определить его нетрудно. Почву слегка увлажняют и скатывают в шнур. Почву относят к глинистой, если шнур сгибается в кольцо без разрыва, к суглинистой, если шнур при сгибании разламывается. Супесчаную почву удается скатать в шарик, шнура же не получается. Из песчаных не получается и шарика.

Почва имеет свою структуру. Перегной активно участвует в образовании структуры почвы. Гумус склеивает почвенные частицы. Для развития растений особенно благоприятна зернистая или комковатая структура. Плодородие почвы связано с ее структурой.

Самая лучшая структура почвы - зернистая - у богатых перегноем и кальцием черноземов. Если диаметр комочков почвы достигает 10 мм, то в рыхлую почву легко проникают воздух и вода, создавая благоприятные условия для роста. Почву, имеющую ту или иную структуру, называют структурной. Структурная почва плодородна. Почва с мелкими пылеватыми частицами называют бесструктурной. Почва с такой структурой препятствует проникновению воды и воздуха. Структурные почвы дышат. Днем почва нагревается, объем воздуха расширяется, выходит наружу, ночью, наоборот, воздух проникает в почву [1,5,7].

.3 Разрушение почв в результате деятельности человека

Окружающая нас природная среда характеризуется тесной связью всех своих составных частей, осуществляемой благодаря циклическим процессам обмена веществ и энергией. Почвенный покров Земли (педосфера) неразрывно связана этими процессами другими компонентами биосферы. Необдуманное антропогенное воздействие на отдельные природные компоненты неотвратимо сказывается на состоянии почвенного покрова. Общеизвестными примерами непредвиденных последствий хозяйственной деятельности человека служат разрушение почв в результате изменения водного режима после вырубки лесов, заболачивание плодородных пойменных земель из-за подъема уровня грунтовых вод после строительства крупных гидроэлектростанций и др. Серьезную проблему создает антропогенное загрязнение почв. Бесконтрольно нарастающее количество выбросов индустриальных и бытовых отходов в окружающую среду во второй половине 20 века достигло опасного уровня. Химические соединения, загрязняющие природные воды, воздух и почву, по трофическим цепям поступают в растительные и животные организмы, вызывая этим последовательное повышение в них концентрации токсикантов. Охрана биосферы от загрязнения и более экономное и рациональное использование природных ресурсов - глобальная задача современности, от успешного развития которой зависит будущее человечества. В этой связи особо важное значение принимает охрана почвенного покрова, который принимает на себя большую часть техногенных загрязнителей, частично закрепляет их в почвенной массе, частично трансформирует и включает в миграционные потоки [8,9,10].

Одним из глобальных последствий эрозионных процессов, происходивших как в очень давние времена, так и в наше время является образование антропогенных пустынь. К ним относят пустыни и полупустыни Центральной и Передней Азии и Северной Африки, которые своим образованием были обязаны, вероятнее всего, скотоводческим племенам, заселявших когда-то эти территории. То, что не могло быть съедено бесчисленными стадами овец, верблюдов, лошадей, было вырублено и сожжено скотоводами. Незащищенная после уничтожения растительности почва подвергалась опустыниванию. В совсем близкое от нас время, буквально на глазах нескольких поколений, аналогичный процесс опустынивания вследствие непродуманного овцеводства охватил многие районы Австралии.

Общая площадь антропогенных пустынь к концу 1980-х превысила 9 млн. км2, а это почти равно территории США или Китая и составляет 6,7% всего земельного фонда планеты. Процесс антропогенного опустынивания продолжается и сейчас. Под угрозой опустынивания оказались еще от 30 до 40 млн. км2 в пределах более 60 стран. Проблему опустынивания относят к глобальным проблемам человечества.

Основные причины антропогенного опустынивания - это избыточный выпас скота, вырубка лесов, а также чрезмерная и неправильная эксплуатация обрабатываемых земель (монокультурность, вспашка целины, возделывание склонов) [11].

Остановить процесс опустынивания можно, и такие попытки предпринимаются, прежде всего в рамках ООН. Еще в 1997 Международной конференцией ООН в Найроби был принят план борьбы с опустыниванием, касающийся, в первую очередь, развивающихся стран и включавший 28 рекомендаций, осуществление которых, по мнению экспертов, могло бы, по крайней мере, предотвратить расширение этого опасного процесса. Однако осуществить его удалось лишь частично - по разным причинам и, в первую очередь, из-за острой нехватки средств. Предполагалось, что для претворения этого плана в жизнь потребуется 90 млрд. долларов (по 4,5 млрд. в течение 20 лет), но полностью изыскать их так и не удалось поэтому срок действия этого проекта был продлен до 2015 года. А численность населения в аридных и полуаридных регионах мира, по оценкам ООН, составляет сейчас более 1,2 млрд. человек [11].

.4 Эрозия почвы и ее защита

Природным бедствием, уменьшающим плодородие почвы, является эрозия. Процесс образования почвы длительный. Для образования из материнских (горных) пород плодородного (18 см) почвенного горизонта даже при самых благоприятных природных условиях потребуется от 1400 до 7000 лет. А для того чтобы уничтожить этот слой, достаточно совсем немного времени.

Эрозия почв это (от лат. erosio - разъедание), разрушение почвы водой и ветром, перемещение продуктов разрушения и их переотложение. Водная эрозия проявляется на склонах; подразделяется на плоскостную - поверхностную (сравнительно равномерный смыв почвы водой, неуспевающей впитаться), струйчатую (образование неглубоких промоин) и глубинную (размыв потоками воды почвы и материковой породы, образование оврагов). Ветровая эрозия, или дефляция развивается на любых типах рельефа, в том числе на равнинах; бывает повседневной (ветры малой скорости поднимают в воздух почвенные частицы и относят их на другие участки) и периодической - пыльные бури (сильные ветры поднимают в воздух верхний слой почвы, иногда вместе с посевами, и переносят почвенные массы на большие расстояния) [8,12,13].

Развевание почв зависит от скорости ветра, механического состава почвы и ее структурности, характера растительности и некоторых других факторов. Развевание почв легкого механического состава начинается при сравнительно слабом ветре (скорость 3-4 м/с). Тяжелосуглинистые почвы развеваются ветром со скоростью около 6 м/с и больше. Оструктуренные почвы более устойчивы к эрозии, чем распыленные. Эрозионно-устойчивой считается почва, содержащая в верхнем горизонте более 60% агрегатов крупнее 1 мм.

Для защиты почв от ветровой эрозии создают препятствия для движущихся воздушных масс в виде лесных полос и кулис из кустарников и высокостебельных растений (Рисунок 1).

Рисунок 1. Для прекращения эрозии на склонах создаются террасы шириной 2-4 м. Они используются для посадки фруктовых деревьев

По степени разрушения эрозия почв подразделяют на нормальную (протекает медленно, плодородие почвы не снижается) и ускоренную, или антропогенную (вызывается сведением лесов, неправильными обработкой почвы и поливами, нарушением растительного покрова при бессистемном выпасе скота и тому подобное).

Ускоренная эрозия связана с нарушением естественного растительного покрова, защищающего поверхность почвы от воздействия воды и ветра. Там, где естественный растительный покров не нарушен, действует только нормальная эрозия, а ускоренная обычно не проявляется. Распашка, выпас скота и вообще все, что ведет к повреждению или уничтожению растительного покрова, может вызвать вспышку ускоренной эрозии.

Характер и темпы ускоренной эрозии зависят прежде всего от свойства почвы, количества и интенсивности осадков, ветрового режима, крутизны склонов, растительного покрова, видов возделываемых культур, применяемой агротехники и ряда других причин, связанных с местными природными и хозяйственными условиями. В одних случаях условия эти усиливают опасность эрозии, в других, наоборот, - снижают ее.