Анализ изменения состава и свойств черноземов лесостепи и степи Зауралья при распашке

Содержание гумуса у черноземов южных в горизонте Апах под действием агротехники и эрозии снизилось на 27,1 %. Подпахотные горизонты содержат практически такое же количество гумуса, что и целина. Миграция и последующая аккумуляция гумусовых веществ в черноземе южном как на целине, так и на пашне не наблюдаются.

По данным анализов ЧНИИСХ (А.П. Козаченко, 1997), при распашке гумус теряют почвы всех природных зон. Максимальные потери мониторинг выявил в условиях степной зоны на черноземах южных - 1,07 т/га (2 %) ежегодно. Прежде всего, это объясняется тем, что после распашки целинных почв в острозасушливой зоне при явно отрицательном балансе органического вещества активизировались процессы минерализации гумуса, и резко усилилась ветровая эрозия.

Более благоприятная обстановка сложилась в лесостепной зоне. Как показывает анализ содержания гумуса в целинных и пахотных почвах чернозема выщелоченного, его гумусовое состояние довольно стабильно: ежегодные потери составляют 0,02 т/га. Этому способствует, во-первых, состав гумуса, который характеризуется преобладанием устойчивых к минерализации гуминовых кислот и гуматов, широким соотношением C:N, во-вторых, в лесостепи практически отсутствует ветровая эрозия и дефляция.

Значит, в черноземах Челябинской области основным почвообразовательным процессом является гумусово-аккумулятивный, степень его выраженности снижается при движении с севера области - лесостепной зоны - к югу - степной зоны. Наилучшим гумусным состоянием характеризуется чернозем выщелоченный. Наименее благоприятные условия для гумусово-аккумулятивного процесса складываются в черноземе южном, где наряду с ним проявляется и солонцовый, понижающий уровень плодородия. Следовательно, при распашке наиболее подвержены деградации черноземы южные.

На состояние гумуса пахотных почв оказывают влияние характер агрофитоценозов и баланс важнейших элементов в них (норма применения удобрений). Об этом свидетельствуют наблюдения, проведенные в стационарном опыте ЧНИИСХ (1995), на черноземе выщелоченном. Исследования показали, что за двадцатилетний период паровой обработки этой почвы содержание гумуса в слое 0 - 20 см снизилось на 0,8 %, или на 22,4т/га (А.П. Козаченко, 1999).

За этот период при бессменном посеве яровой пшеницы без удобрений потери гумуса были также велики - 0,62 % или 17,4 т/га. Плодосменный севооборот без удобрений не сбалансировал круговорот органического вещества в биоценозе - 0,42 % и запаса - 11,8 т/га. И только внесение азотно-фосфорных удобрений (N105P120) обеспечило стабилизацию гумусного состояния почвы в севообороте.

На динамику органического вещества пахотных почв влияет система ее основной обработки. Данные В.А. Синявского, Н.Ш. Борисковой (1995) свидетельствуют о том, что избежать потерь гумуса в агроценозах с однолетними культурами невозможно, но этот процесс можно значительно ослабить при уменьшении количества обработок.

Азот - один из элементов питания, дефицит которого резко снижает продуктивность агроценозов, в почве он находится в форме органических соединений в составе гумуса, остатков растений и микроорганизмов. Основная его часть (70-90 %) входит в состав специфических органических веществ. Существует связь между количеством в почвах этого элемента и гумуса (А.П. Козаченко, 1997). Высокое содержание азота, как и гумуса, установлено в черноземах выщелоченных и обыкновенных. Со снижением содержания гумуса вниз по профилю почв следует соответственно снижение содержания азота.

В почве под естественной растительностью азотный режим характеризуется динамической устойчивостью, тогда как в пахотных почвах в сильной степени зависит от процессов аммонификации и нитрификации азотистых веществ. Последние, в свою очередь, зависят от условий погоды, агрофона и других факторов.

Основная часть азота (80 %) входит в состав гумусовых веществ в количестве 4-5 % от их веса. Доступными для растений являются минеральные соединения (аммоний, нитраты и нитриты), доля которых не превышает 1 % от общего содержания азота. Погодные условия, водно-воздушный и тепловой режимы почв Челябинской области складываются таким образом, что при минерализации азотистых органических соединений наиболее интенсивно протекает нитрификация.

Анализируя данные таблицы 6, получаем, что на целине максимальная концентрация нитратного азота приходится на гумусовый горизонт чернозема обыкновенного (6,9 мг/кг) и на горизонт В1 - 5,5 мг/кг. С глубиной содержание азота плавно снижается.

Содержание нитратного азота на целине выше, чем на пашне во всех исследуемых черноземах. Это также свидетельствует о деградации черноземных почв, снижении гумусово-аккумулятивного процесса в результате хозяйственной деятельности человека, в частности, распашки целинных почв.

Однако в слое 0-20 см величины показателей содержания азота на целинных и распаханных почвах варьируют незначительно: чернозем выщелоченный - 6,7 и 6,5 мг/кг; чернозем обыкновенный - 6,9 и 6,5 мг/кг; чернозем южный - 3,9 и 3,1 мг/кг. Относительное равенство лабильных фракций азота в почвах целины и пашни свидетельствует о больших потенциальных возможностях плодородия черноземных почв, которые по азоту находятся на высоком уровне даже после длительного сельскохозяйственного использования. По данным таблицы 6 также видно, что содержание нитратного азота несколько выше в черноземах обыкновенных, чем в других. Эта тенденция может быть объяснена лучшими гидротермическими условиями раннелетнего периода подзоны обыкновенных черноземов, чем подзон выщелоченных и южных черноземов.

Содержание фосфора в почве зависит от содержания его в почвообразующей породе и процессов биологической аккумуляции в биологически активных слоях почвы. В тех случаях, когда в породе содержится повышенное количество фосфорсодержащих минералов, почва имеет высокое содержание подвижного фосфора. Слабокислая среда чернозема выщелоченного создает условия для повышения подвижности фосфатов. Фонд почвенного фосфора в значительной степени зависит от гранулометрического состава материнской породы.

Содержание подвижного фосфора в черноземе выщелоченном на целине и пашне соответствует низкому (таблица 6). В горизонте А его количество составляет 65-63 мг/кг почвы. С глубиной содержание Р2О5 снижается постепенно.

Фонд подвижных форм фосфора черноземов обыкновенных и южных степи еще беднее (таблица 6). Сравнивая содержание подвижного фосфора на целине и пашне, видно, что при нарушении естественного покрова значительных изменений этого показателя не наблюдается.

Вероятнее всего, создание оптимальной плотности обработкой почвы способствует биологической аккумуляции фосфора, компенсирующей снижение элементов питания при эрозионных процессах. Особенно хорошо это проявляется в черноземе обыкновенном, где на пашне и целине содержится одинаковое количество подвижного фосфора (50 мг/кг).

Анализ данных таблицы 6 показывает также, что при повышении карбонатности у черноземов степи, обнаруженной при морфологическом описании, содержание подвижного фосфора в горизонтах А и, особенно, В2, В3 резко снижается. Это можно объяснить химической поглотительной способностью почвы, при которой в почве происходит химическая реакция между карбонатами кальция и соединениями фосфора с образованием трудно растворимых и поэтому труднодоступных соединений фосфатов кальция.

Что касается содержания подвижных форм калия, то все черноземы Челябинской области им хорошо обеспечены. Объясняется это большим содержанием элемента в литосфере и наличием в почвообразующих породах калийсодержащих минералов (Н.И. Горбунов, 1963). Распределение калия по профилю не имеет определенных закономерностей. Хотя максимальное количество его обнаруживается в верхних горизонтах как целинных, так и пахотных почв (таблица 6).

Физико-химические свойства почвы оцениваются по показателю кислотности почвы. Реакция среды характеризует состояние почвенного покрова, явлений и процессов, протекающих в почвах. Анализируя данные по показателю актуальной кислотности (таблица 6), можно сказать, что все черноземы Челябинской области имеют нейтральную или близкую к ней реакцию среды в горизонте А, что способствует активному развитию растительного покрова и связанного с ним - гумусово-аккумулятивного процесса. Вниз по профилю всех подтипов черноземов рН повышается. Это объясняется карбонатностью почвообразующих пород - лессовидных суглинков, карбонатных элювиально-деллювиальных отложений. Однако в черноземах южных в иллювиальном горизонте В1 показатель рН резко возрастает как на целине, так и на пашне (7,9-8,0), в то время как морфологически в этом горизонте не обнаружены скопления карбонатов кальция, дающие вскипание от НСl. Следовательно, повышение щелочности связано с повышением содержания обменного натрия в почвенно-поглощающем комплексе (ППК) этого горизонта. Наличие обменного натрия в поглощающем комплексе почв - показатель протекающего процесса осолонцевания. Степень его выраженности зависит от количества обменного натрия в ППК. Солонцовый процесс - результат естественного почвообразования, но он может усиливаться при высокой техногенной нагрузке.

В черноземах выщелоченных рН в горизонте А составляет 6,5-6,8. Это значит, что в почвах, их коллоидной части, имеются ионы водорода. Судя по значению pH, количество их невелико и не может вызвать разрушения почвы. При малом количестве ионов водорода, и слабокислой реакции среды, и достаточном увлажнении в черноземах выщелоченных возможен лишь процесс выщелачивания - вынос растворимых веществ вниз по профилю.

Отклонение реакции среды от нейтральной в сторону подкисления и подщелачивания играет огромную роль в плодородии черноземов на территории Челябинской области. При достаточно высоком увлажнении слабокислая реакция среды является положительным свойством почвы: улучшается растворимость фосфатов и других веществ; погибает патогенная микрофлора; культурные растения лучше переносят эти условия, они приспособились к ним в процессе эволюции. Такими свойствами и условиями обладает чернозем выщелоченный. Наоборот, при недостатке влаги в степях, в черноземе обыкновенном и, особенно, черноземе южном, в щелочной среде происходит постоянный обмен натрия между ППК и почвенным раствором с последующим образованием гидроксил-иона, обеспечивающего щелочную среду, Культурные растения плохо переносят подщелачивание. В понижениях при скоплении влаги в периоды увлажнения может протекать процесс разрушения (осолодение) в щелочной среде.

Таким образом, агрохимические показатели черноземов лесостепи и степи Челябинской области, исходя из данных агрохимических анализов, свидетельствуют об явно выраженных деградационных изменениях. Наиболее сильно они проявляются в содержании и запасах гумуса и содержании азота. При распашке черноземы потеряли 76,8-27,4 % гумуса от его исходного содержания. Анализ показал, что чем южнее расположены почвы, тем сильнее выражены деградационные процессы.

Выраженность деградационных изменений черноземов определяется не только антропогенным воздействием, в частности распашкой, но и наложением на гумусово-аккумулятивный процесс процессов выщелачивания, осолонцевания, которые связаны с неблагоприятными естественными факторами, такими как напряженность биоклиматической обстановки. Деградационные изменения черноземов как лесостепи, так и степи определяются направленностью и интенсивностью этих процессов почвобразования.

3.3 Урожайность яровой пшеницы на черноземных почвах

Черноземы в Челябинской области широко используются для возделывания яровой пшеницы.

Полученные данные по урожайности яровой пшеницы на различных подтипах черноземов свидетельствуют о том, что урожайность культуры существенно различается при ее возделывании на черноземе южном (таблица 7, приложение А).

Таблица 7

Зависимость урожайности яровой пшеницы от ее возделывания на различных подтипах черноземов (2002 год)

НСР05 0,18

НСР05% 13,07%

НСР01 0,29

НСР01% 21,68%

Такие различия объясняются водным режимом, который в условиях лесостепи является периодически промывным, а в степи - непромывным. Влага, особенно в условиях степи, - фактор, лимитирующий урожайность.

Черноземы обыкновенные, согласно классификации почв, относятся к почвам степей. Однако маршрутные исследования показали, что черноземы обыкновенные под влиянием Уральских гор глубоко внедряются в подзону выщелоченных черноземов, где климатические условия являются благоприятными. Поэтому южные черноземы лимитированы во влаге больше, чем обыкновенные. Но черноземы обыкновенные отличаются от выщелоченных большим содержанием карбонатов, глубиной и формой их выделений, что сказывается на свойствах этих почв, а, следовательно, урожайности яровой пшеницы.

Таким образом, ежегодная продуктивность растительного покрова, развитие почвообразовательных процессов зависят от увлажненности почв. Поэтому в почвообразовательном процессе имеется зависимость растение почва. В связи с этим при сельскохозяйственном использовании почвенного покрова следует помнить, что и культурная растительность участвует в биологическом круговороте веществ, а значит, и в почвообразовательном гумусово-аккумулятивном процессе. Культуры с более мощными корневыми системами способствуют благоприятному течению этого процесса и могут использоваться для биологизации деградированных почв.

3.4 Почвенно-экологическая оценка черноземов

Почва представляет собой поверхностный слой земной коры, обладающий свойством давать урожай и являющийся объектом обработки земледельцев. Сущностью почвообразования является единство двух противоположных процессов - геологического элювиального и биологического аккумулятивного. При сельскохозяйственном освоении черноземов дерновый (аккумулятивный) процесс почвообразования ослабевает, элювиальный усиливается. Задача первостепенной важности - поддержание способности почвы к самовозобновлению. В связи с этим, необходимо проводить диагностику природных (генетических) процессов почвообразования и состояния почв (А.П. Козаченко, 1999).

В настоящее время необходим правильный подход к охране и использованию отдельных почв. Для определения оценки плодородия основных типов необходимо рассчитывать почвенно-экологический индекс.

Расчет почвенно-экологического индекса как комплексного показателя уровня плодородия, свидетельствует о том, что состояние пахотных разновидностей всех подтипов черноземов по сравнению с их целинными аналогами ухудшается (таблица 8, приложение Б).

Данные таблицы 8 показывают, что при распашке происходит деградация всех подтипов черноземов. При этом самый высокий показатель ПЭи у черноземов выщелоченных: на целине - 67,1; на пашне - 63,6 балла. Дальнейшее продвижение на юг области способствует снижению величины почвенно-экологического индекса в соответствии с изменением свойств почв. Гумусово-аккумулятивный процесс при продвижении на юг ослабевает. Так, у черноземов обыкновенных на целине ПЭи составляет 57,2 балла, а на пашне - 54,8 балла; у южных - 49,3 и 47,5 балла соответственно. Уменьшение величины ПЭи от черноземов выщелоченных к южным, как на целине, так и на пашне связано с возрастанием напряжения водного режима и изменением свойств почв.

Таблица 8

Почвенно-экологическая оценка черноземов

Челябинской области

Причиной снижения почвенно-экологического индекса черноземов в пашне стало ухудшение физических свойств метровой толщи черноземов выщелоченного и обыкновенного (2-V), а также гумусового состояния, состава поглощающего комплекса (показатель Дс) и агрохимических свойств всех подтипов черноземов по сравнению с их целинными аналогами.

При использовании почв в пашне ухудшаются условия произрастания растений. В результате чего снижается гумусово-аккумулятивный процесс.

Таким образом, уровень плодородия почв зависит от взаимодействия процессов почвообразования, характерных для определенных биоклиматических условий. При использовании почв в пашне деградации подвергаются в первую очередь такие показатели плодородия, как сложение почвенного профиля, содержание гумуса, азота, фосфора и калия, состояние почвенно-поглощающего комплекса.

3.5 Рациональное использование черноземов лесостепной и степной зон Челябинской области

Основные мероприятия, которые проводятся при сельскохозяйственном использовании черноземов, можно объединить в следующие группы.

1. Организация территории является одним из главных факторов сохранения плодородия черноземов. Исключение из пашни «проблемных» участков (эродированных, солонцеватых) с последующим залужением этих территорий позволит высвободить дополнительные средства на поддержание плодородия пахотных черноземов и предотвратить деградацию нерационально используемых под пашню «проблемных» почв.

2. Обработка почвы. Интенсивные обработки приводят к увеличению степени выпаханности почв. Поэтому в настоящее время рекомендуется минимализация обработок.

3. Внесение органических и минеральных удобрений необходимо проводить строго в соответствии с технологиями выращивания сельскохозяйственных культур и с учетом реакции среды.

4. Мероприятия по накоплению влаги эффективны для всех, и особенно для обыкновенных и южных черноземов (ранняя глубокая зябь, прикатывание, лункование и щелевание; снегозадержание).

5. Орошение черноземов. Большое внимание уделяется нормам орошения, использованию наиболее перспективных приемов орошения (дождевание, капельное орошение).

6. Противоэрозионные мероприятия предполагают внедрение почвозащитных систем земледелия, посадку лесных полос, залужение оврагов.

Таким образом, при соблюдении научно-обоснованных технологий возделывания сельскохозяйственных культур уровень плодородия черноземов остается постоянно высоким.

4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЧЕРНОЗЕМОВ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ

Использование земли представляет человеческую деятельность, предполагающую вовлечение в сферу производственного труда почвенного покрова в качестве природного ресурса и средства производства. Почвенный покров при этом может быть использован и как предмет, и как средство труда. При бережном отношении почва не изнашивается, а, напротив, улучшает свои свойства. Эта особенность почвы обусловлена ее ценнейшем свойством - плодородием. Под плодородием понимают свойство почвы отдавать возделываемым растениям необходимые питательные вещества для получения урожая.

К землям сельскохозяйственного назначения относят территорию, предоставленную сельскохозяйственным товаропроизводителям и предназначенную для ведения сельского хозяйства. Их основу составляют сельскохозяйственные угодья. Это земли, систематически используемые для получения сельскохозяйственной продукции.

С целью рационального использования пашни определяется качественная и экономическая оценка земли. Она может быть использована для расчета арендной платы, цены земли, налоговой ставки, для размещения сельскохозяйственного производства и специализации предприятия, для проведения работ, связанных с восстановлением и повышением плодородия земли.

Экономическая оценка земли базируется на учете качества почвы, ее потенциального плодородия и других особенностях территории: рельефа, удаления от рынков сбыта сельскохозяйственной продукции и т.д. Потенциальное плодородие достаточно полно и объективно определяется методом расчета почвенно-экологического индекса, позволяющего оценить совокупность почвенно-экологических условий любых угодий. Почвенно-экологический индекс рассчитывается по формуле (4):

, (4)

где ПЭи - почвенно-экологический индекс; V - плотность (объемная масса) почвы в среднем для метрового слоя, г/см3; 2 - максимально возможная плотность г/см3; П - «полезный» объем почвы в метровом слое; Дс - дополнительно учитываемые свойства почвы: содержание гумуса, рН; t>10 - среднегодовая сумма активных температур; Р - поправка к коэффициенту увлажнения; КК - коэффициент континентальности; А - итоговый агрохимический показатель содержания элементов питания.

Расчеты ПЭи представлены в приложении Б.

Чтобы перейти от величин почвенно-экологических индексов к цене почв в денежном выражении, устанавливают цену единицы почвенно-экологического индекса в руб./га пашни. Она должна быть соизмеримой со стоимостью продукции, которую может дать почва за достаточно длительный срок. Введение цен на почву служит сохранению, повышению и восстановлению плодородия почв, ограничению отводов ценных земель для несельскохозяйственных целей, проведению эффективной налоговой политики.

Цена 1 га почвы рассчитывается как условно принимаемая стоимость единицы почвенно-экологического индекса 2000 рублей, определенная экспертным путем (Н.Ф. Ганжара, 2002).

Анализ экономической оценки черноземных почв на пахотных и целинных землях можно провести, пользуясь данными таблицы 9.

Таблица 9

Экономическая эффективность почв черноземного типа Челябинской области

Анализ данных таблицы показывает, что чернозем выщелоченный как на целине, так и на пашне имеет наибольшую цену 1 га почвы - 134200, 127200 рублей соответственно, следовательно, обладает высоким плодородием. Это связано с благоприятными климатическими условиями в лесостепной зоне Челябинской области. Содержание гумуса у чернозема выщелоченного также высокое (таблица 6) и составляет 8,51 т/га на целине, 7,08 т/га на пашне. В создавшихся условиях хорошо протекает гумусово-аккумулятивный процесс.

Чернозем обыкновенный и южный на целине имеют значения ПЭи 57,2 и 49,3 балла соответственно. Это различие можно объяснить содержанием гумуса (7,42 % и 5,46 %) В степной зоне Челябинской области, где находятся эти почвы, наблюдается более засушливый климат, а также недостаток влаги.

Если сравнивать пашни этих двух почв, то стоимость 1 га чернозема обыкновенного на 14600 рублей дороже, значит, он обладает и большим плодородием, чем южный. Различие цены обусловлено развитием ветровой эрозии у чернозема южного, в результате которой содержание гумуса на пашне уменьшилось до 4,2 %.

Так как цена 1 га земли у чернозема выщелоченного на целине и на пашне самая высокая из исследуемых почв, то они являются самыми плодородными и наиболее выгодными для выращивания сельскохозяйственных культур.

При сельскохозяйственном использовании земля претерпевает значительные структурные и качественные изменения, которые в настоящее время приводят к деградации почв. Поэтому введение платы на землю необходимо для стимулирования рационального использования, охраны земель, повышения уровня их плодородия, обеспечения развития инфраструктуры в населенных пунктах.

Таким образом, экономическая оценка земель необходима для предотвращения расточительства по отношению к земельным ресурсам и является важным стимулом рационального землепользования.

5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

5.1 Охрана труда

Общие положения

В условиях становления рыночной экономики проблемы безопасности жизнедеятельности становятся одними из самых острых социальных проблем. Учитывая, что травматизм в сельскохозяйственном производстве возрастает быстрыми темпами, в его профилактике исключительно важна роль мероприятий в сфере охраны труда.

Охрана труда - система обеспечения безопасности жизнедеятельности, включающая правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и другие мероприятия. С охраной труда тесно связана пожарная безопасность, поскольку при пожарах часто гибнут люди. (В.С. Шкрабак, А.В. Луковников, 2002).

Техника безопасности - система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих воздействие на работающих опасных производственных факторов.

Меры безопасности при эксплуатации почвообрабатывающих машин

Безопасность использования машинно-тракторных агрегатов зависит от качества их подготовки к эксплуатации (Б.И. Зотов, В.И. Курдюшов, 2000).

Почвообрабатывающие орудия регулируют, приняв меры, предупреждающие самопроизвольное опускание или падение рабочих органов. Нельзя находиться под плугом, поднятым в транспортное положение.

Для безопасности замену лемехов плуга проводят после того, как под полевые доски переднего и заднего корпусов подложат прочные колодки.

Заточку лап культиваторов, дисков лущильников, борон механизатор выполняет в рукавицах и защитных очках во избежание возможного попадания абразива в глаза и пореза рук.

До начала работы проводят несколько пробных подъемов и опусканий навесного орудия для проверки надежности механизма навески.

Перед подготовкой дисковых борон к переезду балласт из ящиков выгружают, а транспортируют агрегат со скоростью не более 15-16 км/ч. Навесные бороны транспортируют при наибольшем угле атаки передних секций батарей, а задние секции устанавливают в нулевое положение.

Поле, на котором будут работать машинно-тракторные агрегаты, необходимо заблаговременно осмотреть и подготовить. Отбивают поворотные полосы. Провешивают линии первых проходов. Все опасные препятствия следует или устранить, или отметить вешками, контрольными бороздами. Минимальную ширину поворотной полосы, расположенной вблизи оврага, устанавливают равной удвоенной длине агрегата.

При использовании почвообрабатывающих машин необходимо соблюдать следующие меры предосторожности (Б.И. Зотов, В.И. Курдюшов, 2000):

- сцепку (навеску) машин проводить при остановленном тракторе;

- рабочие органы фрез и ротационных культиваторов постоянно держать с закрытыми кожухами;

- замену рабочих органов следует проводить при остановленном двигателе или оцепленном тракторе.

Таким образом, к работе на агрегатах допускаются лица, знающие технологию и меры безопасности при выполнении механизированных работ, в соответствии с законодательными актами.

Меры безопасности в агрохимической лаборатории

Для успешного выполнения анализа каждый работающий в общей лаборатории обязан строго соблюдать следующие правила:

Выпаривание летучих кислот (HCL, HNO3 и других) следует проводить только в вытяжном шкафу. На рабочем столе выполнять эту операцию не разрешается.

При использовании вытяжного шкафа необходимо следить, чтобы дверца шкафа была приподнята не выше, чем на 20-25 см от пола. Нельзя допускать, чтобы дверца шкафа все время была открыта полностью (вытяжная система будет работать плохо).

Фильтры при подготовке осадков к прокаливанию сжигают в муфельной печи, в вытяжном шкафу. Пользоваться для озоления фильтров муфельной печью вне вытяжного шкафа, электроплиткой или газовой горелкой на рабочем столе не разрешается.

Все электронагревательные приборы (электроплитки, колбонагреватели, сушильные шкафы) должны быть размещены на асбестовом полотне, асбестовом картоне или керамических плитках. Необходимо внимательно следить за сохранностью лабораторного стола.

Перестановка приборов и оборудования в пределах лаборатории и вынос их из нее без разрешения ответственного лаборанта не допускается.

При определении азота нельзя в этой же комнате одновременно работать с аммиаком; при фильтровании водных вытяжек нельзя вести работу, как с аммиаком, так и с летучими кислотами.

В случае выпаривания и разложения в вытяжном шкафу серной кислоты нельзя вблизи осаждать ионы SO-4.(Е.В. Аринушкина,1970).

5.2 Охрана природы

Использование почвенного покрова без учета законов развития природы приводит к нарушению экологического равновесия, усилению эрозионных процессов, ухудшению водного режима, агрофизической и агрохимической деградации почв и в конце концов к снижению продуктивности сельскохозяйственных угодий.

Несовершенство системы земледелия стало причиной снижения важнейших физико-химических и агрохимических показателей плодородия почв. За последние 20 лет содержание гумуса в среднем уменьшилось на 0,60 %. При распашке гумус теряют почвы всех природных зон. Максимальные потери выявлены в условиях степной зоны. Объясняется это прежде всего тем, что после распашки целинных почв в острозасушливой зоне и отрицательном балансе органического вещества в агроценозах активизировались процессы минерализации гумуса, резко усилилась ветровая эрозия. Гумусовое состояние в целинных и пахотных почв черноземов выщелоченых и обыкновенных, довольно стабильно. Этому способствует, во-первых, состав гумуса, который характеризуется преобладанием устойчивых к минерализации гуминовых кислот и гуматов, во-вторых, практически отсутствие ветровой эрозии (А.П. Козаченко, 1999).

Одним из приемов, предотвращающих потери гумуса, является регулирование структуры посевных площадей путем сочетания различных систем севооборотов. На динамику органического вещества пахотных почв влияет также система ее основной обработки, способствующая разложению органического вещества.

Агрофизические и водно-физические свойства, такие, как структура, объемная масса (объемный вес), влагоемкость и другие, черноземов при освоении их под пашню изменяются значительно. Ухудшение структуры сказывается, прежде всего, на сложении почвы. Тенденция дальнейшего развития процессов деградации требует разработки приемов по стабилизации или улучшению агрофизических свойств черноземных почв. Наиболее эффективным приемом является обработка почвы.

Данные регионального доклада о состоянии и использовании земельного фонда Челябинской области (1996) свидетельствуют о том, что одним из способов основной обработки черноземов, улучшающих их физические и водно-физические свойства, является рыхление этих почв чизельными стойками. Оптимальное сложение почвы обеспечивает также плоскорезная обработка в сочетании с предпосевной орудиями типа КПЭ 3,8 и КПШ-9 (А.П. Козаченко, 1999).

Появление обменной кислотности у старопахотных черноземов вызвано отрицательным балансом кальция. Его вынос из почвы происходит с урожаем сельскохозяйственных культур, значительное количество кальция черноземы лесостепной зоны теряют в результате вымывания в нижние горизонты почвы и за пределы почвенного профиля.

Снижение почвенной кислотности повышает эффективность удобрений в целом, а органические удобрения при этом существенно увеличивают водоудерживающую способность почвы и сорбционные свойства, что повышает ее плодородие, улучшает физико-химические свойства и обеспечивает более полное использование растениями питательных веществ, содержащихся в почве. (А.С. Степановских, 2000).

Следовательно, на черноземных почвах Челябинской области, склонных к подкислению, эффективными приемами повышения их плодородия являются известкование и применение минеральных удобрений. Известкование используется как средство раскисления (мелиорации) и как предупреждающий прием развития кислотных процессов.

Черноземные почвы Челябинской области обладают достаточно большим резервом подвижных и биологически активных фракций азота и калия, но имеют низкий уровень содержания подвижных фосфатов. При таком агрохимическом состоянии обеспечить стабилизацию и повышение плодородия почв может только систематическое применение удобрений. Системы удобрений для всех агрофитоценозов должны иметь положительный баланс P2O5 (И.В. Синявский, 2001). Чтобы не нарушить экологическую ситуацию и гумусовое состояние почв, азотные удобрения следует применять с учетом выноса азота урожаем и его мобилизации за счет почвенного фонда.

Следующая экологическая проблема в сельском хозяйстве - это эрозия, которая представляет собой процесс перемещения почвы, главным образом ее верхних наиболее плодородных горизонтов. Для борьбы с любым видом эрозии почвы нужно всегда применять комплекс противоэрозионных мероприятий (почвозащитные севообороты и обработка почвы).

Опасно загрязнение почвы тяжелыми металлами. Это может происходить при выбросах газов, внесении фосфорных и органических удобрений, применении пестицидов и т.д. Наиболее опасными являются свинец, ртуть, кадмий, мышьяк, цинк, никель. Примерно 90 % поступающих в окружающую среду тяжелых металлов аккумулируется почвами. Затем они мигрируют в природные воды, поглощаются растениями и поступают в пищевые цепи.

Тяжелые металлы, загрязняющие почву, необходимо переводить в недоступное для растений состояние путем внесения извести, органических удобрений, ионообменных смол и т.д. В результате их прочно адсорбированное состояние ограничивает миграцию тяжелых металлов в почвах. Из агротехнических способов снижения уровня тяжелых металлов в почве можно рекомендовать глубокую вспашку с оборотом пласта, при которой на поверхность выворачиваются слои почвы с меньшим содержанием этих элементов (А.Г. Банников и другие, 1999).

Фактором разрушения структуры почвы, ухудшения ее физико-химических свойств и угнетения микробиологической активности (основного агента почвообразования) является широкое применение тяжелой почвообрабатывающей техники. Уплотненная почва становится податливой к эрозии. Уплотнение сопровождается также истиранием почвы, особенно если она иссушена.

Возделываемая почва должна обладать оптимальными водным режимом и аэрацией, препятствующими развитию анаэробных процессов. В целях создания благоприятных условий для энергетики агроэкосистем необходимо сокращение нерациональных затрат энергии совмещением технологических операций в одном цикле, внесением повышенных доз органических удобрений, разработкой новой сельскохозяйственной техники с допустимым давлением на единицу площади. Перспективно создание воздушной подушки, которая позволит уберечь почву от уплотнения.

Рост же продуктивности полеводства сопровождается увеличением выноса органогенных элементов: углерода, азота, серы, калия, кальция, магния и других, а это приводит к нарушению почвообразовательных процессов и снижению плодородия. Так, отрицательный баланс углерода привел к уменьшению запасов гумуса в почве, к ухудшению ее структуры и сложения, несбалансированное потребление кальция стало причиной обеднения ППК этим элементом, увеличения актуальной, обменной и гидролитической кислотности. Превышение выноса урожаем азота, фосфора и калия над их количеством в удобрениях уменьшило фонд этих элементов всех подтипов черноземов, значительно ухудшило режим минерального питания растений.

Все эти явления несовместимы со стабильностью почвообразовательных процессов, сохранением и воспроизводством плодородия почв. Их регулирование - одна из важных задач агротехнических и мелиоративных приемов земледелия, входящих в комплекс природоохранных мероприятий.

Вышеперечисленные неблагоприятные факторы воздействия на почву вызывают необходимость оптимизации сельскохозяйственной деятельности. Это возможно при переходе на ландшафтную систему земледелия. Ее элементы - это почвозащитная организация, почвоохранная структура посевных площадей, система севооборотов и обработки почвы, почвозащитные технологии возделывания сельскохозяйственных культур, система мелиорации и защиты растений, гидротехнические мероприятия.

ВЫВОДЫ