Анализ уровня плодородия и кислотности основных типов почв северо-западной части Липецкой области

Земля занимает ключевые позиции среди всех других компонентов природы и характеризуется присущими только ей уникальными свойствами.

Под почвой понимают поверхностный слой земли, обладающий плодородием, насыщенный органоминеральным составом и имеющий особый, только ему присущий тип строения. Она служит питательной средой для растительного и животного мира, сохраняет воду и очищает ее естественным путем.

Главным аспектом концепции качества почв является оценка критического/порогового значения, определяющего уровень незначительного риска, вследствие допустимого поступления некоторого количества загрязняющего ингредиента в почву, при котором гарантированно устанавливается пороговая концентрация металла в почве, почвенном растворе или продукции растениеводства.

Также опираемся на такие ключевые понятия в экологии почв как рефлекторность — способность почв отражать, кодировать, запоминать в своих свойствах информацию о факторах почвообразования, в том числе и техногенных. Это составляет основу сравнительно-экологического подхода, который заключается в сопоставлении между собой почв, формирующихся под влиянием различных комбинаций факторов почвообразования. На сегодняшний день не выработано единых пороговых величин критериев качества природной среды.

Раздел 1. Характеристика организации (Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение «Центр агрохимической службы „Липецкий“»)

1.1 Описание организации ФГБУ ЦАС «Липецкий»

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Центр агрохимической службы «Липецкий» создан на основании Постановления Совета Министров СССР от 09 апреля 1964 г. В ФГБУ «ЦАС «Липецкий» 5 отделов, объединяющих 7 лабораторий. Профессиональный уровень коллектива позволяет осуществлять мероприятия по повышению эффективности научно-исследовательской деятельности в вопросах химизации сельского хозяйства, осваивать новые технические средства и методы, обеспечивающие повышение производительности труда и качество работы.

Основной целью деятельности агрохимической службы является проведение комплексного мониторинга плодородия почв на основе агрохимического и эколого-токсикологического обследования земель сельскохозяйственного назначения.

Плановое обследование проводится 1 раз в 5 (пять) лет на всех типах сельскохозяйственных угодий. Ежегодно отбирается и анализируется до 30 тысяч почвенных образцов на показатели утверждённые приказом Минсельхоза РФ от 04.05.2010 г. № 150. Результаты обследования позволяют решать следующие задачи: получение достоверной и объективной информации о состоянии плодородия почв с целью разработки проектов производства продукции растениеводства, контроля за загрязнением почв тяжелыми металлами, радионуклидами, пестицидами и другими токсикантами.

В процессе мониторинга ведётся учёт обрабатываемой пашни, неиспользуемой пашни с разработкой мероприятий по её восстановлению и вводу в сельскохозяйственный оборот. До настоящего времени проведено 9 туров обследования, начат 10 тур.

Наряду с комплексными мероприятиями агрохимическая служба осуществляет сбор, обработку и представление данных по агрохимическим мероприятиям, проводимым в регионе, а также комплекс оперативного мониторинга по диагностике минерального питания растений, (проведение почвенной, листовой и тканевой диагностик).

На основе данных агрохимического обследования ведется разработка документов по рациональному и экологически безопасному применению агрохимикатов (научно-обоснованный расчет доз минеральных и органических удобрений, известковых мелиорантов), внедрение прогрессивных приемов применения удобрений,

пропагандирование новых форм удобрений (хелатные формы, соли гуминовых кислот, органоминеральные удобрения и тд), определение баланса питательных веществ, проведение опытов по установлению оптимальных и экологически безопасных доз удобрений, мониторинг состояния озимых культур. В рамках ФЦП «Сохранение и восстановление плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения и агроландшафтов как национального достояния России» при непосредственном участии агрохимической службы разрабатываются региональные программы.

Также наиболее весомой и значимой задачей службы является оценка качественного состояния кормов, с разработкой мероприятий по их выращиванию и скармливанию, с целью получения высоких результатов продукции животноводства и птицеводства.

Аккредитованная испытательная лаборатория ФГБУ «ЦАС «Липецкий» проводит независимую оценку качества и безопасности растениеводческой продукции, почв, грунтов, минеральных и органических удобрений, мелиорантов, выдает протоколы испытаний на показатели качества и безопасности. Лаборатория оснащена необходимым современным оборудованием, опытные высококвалифицированные специалисты, в совершенстве владеющие методами оценки качества и безопасности продукции выдают консультации по всем интересующим вопросам.

Аккредитованный орган по сертификации ФГБУ «ЦАС «Липецкий» регистрирует декларации о соответствии, выдает сертификаты соответствия. Декларация и сертификат, выданный организации или предпринимателю, дает возможность выставлять свою продукцию на едином товарном рынке РФ, служит защитой покупателю от недобросовестности изготовителя, так как обеспечивает безопасность продукции для окружающей среды, жизни и здоровья человека.

Все отношения в области сертификации и декларирования регламентируются законом о Техническом регулировании.

В настоящее время агрохимическая служба Липецкой области целенаправленно и последовательно ведёт работы по внедрению технологий с использованием геоинформационных систем (ГИС).

Вновь созданная ГИС будет использоваться для управления, интеграции, анализа и отображения пространственных данных.

С помощью ГИС планируется облегчить работу, связанную с интерпретацией данных космических и аэрофотосъёмок, с оценкой состояния изыскательских работ, состояния природной среды, улучшить работу по ведению и обновлению картографических баз,

что позволит качественно и в срок выполнить задачи по Государственному мониторингу плодородия земель сельскохозяйственного назначения.

С целью автоматизации процесса отбора почвенных проб приобретены автоматические почвенные пробоотборники.

Агрохимическая служба в настоящее время способна решать более сложные задачи, направленные на повышение плодородия почвы и эффективности использования средств химизации сельского хозяйства. Работа Центра положительно сказалась как на увеличении продуктивности пашни в области, так и на улучшении качества получаемой продукции.

Виды деятельности учреждения :

— оказание консультационных услуг в соответствующей сфере деятельности;

— оказание информационных услуг в соответствующей сфере деятельности;

— проведение почвенного, агрохимического, фитосанитарного и экологотоксикологического обследования почв земель сельскохозяйственного назначения;

— участие в разработке научно-обоснованных систем земледелия;

— организация работ по комплексной (почвенной и растительной) диагностике минерального питания растений;

— проведение анализов, испытаний, измерений почв земель сельскохозяйственного назначения по показателям плодородия почв, агрохимикатов, пестицидов, растительной продукции, кормов по безопасности и качеству;

— организация проведения опытно-полевых, вегетационных, лабораторных и аналитических испытаний по установлению оптимальных и безопасных доз внесения и нормативов использования агрохимикатов, в том числе для проведения регистрационных испытаний;

— разработка рекомендаций, планов, проектов, технологий по рациональному и безопасному применению агрохимикатов в сельскохозяйственном производстве;

— определение баланса питательных веществ в земледелии;

— учет объемов применения удобрений и химической мелиорации почв на землях сельскохозяйственного назначения;

— проведение добровольной сертификации продуктов питания, продовольственного сырья и сельскохозяйственной продукции, кормов, почв земельных участков, входящих в состав земель сельскохозяйственного назначения, грунтов, агрохимикатов сельскохозяйственным товаропроизводителям;

— выполнение химических, токсикологических, радиологических и других анализов и испытаний продуктов питания, продовольственного сырья, сельскохозяйственной продукции, кормов, почв земельных участков, грунтов, агрохимикатов, поверхностных и подземных вод, воздушной среды для целей сертификации, а также для иных целей;

— агрохимическая оценка состояния плодородия почв земельных участков, для целей определения стоимости земли при купле-продаже земельных участков;

— проведение разномасштабного картирования плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения с использованием ГИС-технологий.

1.2 Штат сотрудников, деятельность которых связана с вопросами мониторинга плодородных земель

Штат сотрудников организации — более 50 человек. Распорядок дня: работа с 8:00 до 17:00, обед с 12:00 до 12:30.

В структуре ФГБУ ЦАС «Липецкий» пять отделов:

1. отдел комплексного мониторинга плодородия почв (начальник Сискевич Р.Ю.)

2. отдел применения средств химизации (начальник Юшина В.А.)

3. отдел анализа почв и агрохимикатов (начальник Фомкина Е.В.) — в этом отделе я проходила практику, помимо начальника отдела, я взаимодействовала с заведующей лабораторией Кузнецовой А.С.

4. отдел анализа растениеводческой продукции и кормов (начальник Рудакова Т.В.)

5. отдел производственно-технического обслуживания (начальник Раков С.И.)

Основные цели и задачи деятельности учреждения:

Основные задачи:

— государственный мониторинг плодородия земель сельскохозяйственного назначения;

— применение средств химизации;

— определение качества сельскохозяйственной продукции и кормов.

Основные цели:

— создание картографического материала для ведения мониторинга земель сельскохозяйственного назначения;

— агрохимическое обследование;

— эколого-токсикологическое обследование;

— радиологическое обследование;

— мониторинг использования пашни;

— разработка документов по рациональному и экологически безопасному применению агрохимикатов;

— внедрение прогрессивных приемов применения удобрений;

— определение баланса питательных веществ;

— проведение опытов по установлению оптимальных и экологически безопасных доз удобрений;

— проведение оперативного мониторинга по комплексной диагностики минерального питания растений, использование агрохимикатов;

— мониторинг состояния озимых культур;

— определение качества растениеводческой продукции;

— определение качества и питательности кормов;

— эколого-токсикологическое и радиологическое исследование кормов.

Должностные обязанности (ведущий специалист):

1. Вести приемку и регистрацию образцов, поступающих на анализ (почв, удобрений)

2. Готовить реактивы, оборудование, приборы к работе, вести записи в рабочей тетради, составлять ведомости результатов анализов

3. Проводить арбитражные анализы

4. Самостоятельно проводить закрепленные за ним разделы исследований (проведение анализов на содержание макроэлементов в почвенных образцах)

5. Выполнять математическую и статистическую обработку данных

6. Давать на основе данных заключения о качестве средств химизации почв

7. Проводить внутрилабораторный контроль за качеством проводимого анализа согласно методических указаний ЦИНАО

8. Подготавливать исходные данные для составления заявок на реактивы, материалы и оборудования

9. Ведущий специалист лаборатории анализа почв должен знать все методы анализа почвенных образцов, которые проводятся в отделе и при производственной необходимости заменить специалиста на любом рабочем месте в отделе

10. Организовать контроль за соблюдением правил и норм охраны труда, техники безопасности и противопожарной защиты

11. Повышать свой профессиональный и технический уровень

12. Систематически выезжать на сельскохозяйственные предприятия, для решения производственных вопросов.

1.3 Использованное оборудование в ФГБУ ЦАС «Липецкий»

1. Весы с интерфейсом «Сарториус»

2. Весы синхронные «Сарториус»

3. Прибор фотометр ФПА-2 (определение калия и натрия)

4. Координатный прибор «Конс Д» (определение фосфора, кальция, магния, серы, азота аммиачного и азота общего)

5. Фотометр «Конс С» (определение фосфора, кальция, магния, серы, азота аммиачного и азота общего)

6. Экспресс-анализатор на углерод АН-7529М (определение гумуса сухим озолением)

7. Весовой комплекс с пропорциональным дозированием ВКПД-ЕТ (взятие навесок на фосфор и калий)

8. Сушильные шкафы

9. Муфельные печи

10. Центрифуга

11. Мельница для размола почвенных образцов

12. рН-метр-иономер ЭКСПЕРТ-001 (для определения нитратного азота)

13. Дозатор (автоматический на 50мл)

14. Станция автоматического измерения Р 71−45 (рН-метр «Бекман») для определения кислотности в почве.

Также организация ФГБУ ЦАС «Липецкий» оснащена современным оборудованием в виде компьютеров с прилагаемой к ним компьютерной техникой (принтер, сканер и т. д.).

Агрохимическая служба целенаправленно и последовательно ведет работы по внедрению технологий с использованием геоинформационных систем (ГИС), для управления, интеграции, анализа и отображения пространственных данных.

Для быстрого и удобного отбора почвенных проб приобретены автоматические почвенные пробоотборники.

Организация ФГБУ ЦАС «Липецкий» также имеет собственную испытательную лабораторию, аккредитованную на независимую оценку качества и безопасности растениеводческой продукции, почв, грунтов, минеральных и органических удобрений, оснащенную необходимым современным оборудованием.

1.4 Основные обязанности практиканта и задачи решенные в течение практики

Я проходила практику в отделе анализа почв и агрохимикатов, в лаборатории по определению макроэлементов в почве.

Данная лаборатория занимается определением содержанием фосфора, калия, гумуса, кислотности, кальция, магния, серы, азота общего и аммониачного, нитрата азота.

Производственная практика является важным этапом для предквалификационной практики, подготовки выпускной квалификационной работы студента. Цель практики может быть достигнута за счет изучения реальных условий работы организации экологического профиля. Приобретенный опыт останется в памяти на всю жизнь и в дальнейшем может помочь на будущей работе.

Обязанности студента на практике:

— выполнять программу практики;

— выполнить индивидуальное задание;

— строго выполнять действующие в организации правила внутреннего распорядка;

— строго соблюдать технику безопасности и противопожарную безопасность;

— нести ответственность за выполняемую работу и нести материальную ответственность за сохранность приборов и оборудования;

— ежедневно вести дневник практики, в котором фиксировать все виды работ, выполняемые в течение рабочего дня;

— по окончании практики предоставить отчет о проделанной работе, а также отчет о выполнении индивидуального задания.

Задачи решенные в течение практики:

— ознакомилась со структурой агрохимцентра;

— изучила задачи и функции;

— ознакомилась с деятельностью агрохимцентра;

— ознакомилась с методикой определения макроэлементов в почвах Липецкой области.

— приобрела теоретические и практические навыки и умения работы с оборудованием.

1.5 Анализ текущего состояния природоохранной деятельности подразделения и рекомендации по дальнейшему ее совершенствованию

Данное предприятие оказывает полное проведение комплексного мониторинга и плодородия почв на основе агрохимического и эколого-токсикологического обследования земель сельскохозяйственного назначения.

С 1996 года радиологическое обследование сельскохозяйственных угодий Липецкой области включено в проведение комплексного химического обследования почв, что дает нам возможность по турам, через каждые четыре года сравнить, как ведут себя радионуклиды в почве.

По состоянию на 01.01.2011 года обследованы все сельскохозяйственные угодья Липецкой области на площади 1314,9 тыс.га.

Плотность загрязнения почвы выше 1 Ku/км квадратных выявлена в 6 районах на площади 24,9 тыс. га, из них 23,7 тыс. га пашни, 1,2 тыс. га сенокосов и пастбищ. Максимальная плотность загрязнения сельскохозяйственных угодий радионуклидом цезия 137 составила 1,72 Ku/км квадратных.

В 2011 году также было исследовано 39,3 тыс. га почв на содержание остаточных количеств пестицидов. Превышений предельно-допустимых концентраций не выявлено.

Таблица 1. Результаты обследования почв на содержание остаточных количеств пестецидов (эколого-токсикологическое обследование почв) 2011 год

Положение дел в животноводстве области продолжает оставаться очень сложным, снижается поголовье и производство продукции. Учитывая сложность ситуации с подъемом производства животноводческой продукции, в Липецкой области намечен ряд хозяйств, участвующих в программе «Молочное скотоводство», в основу которой положена целевая комплексная программа интенсификации кормопроизводства «Корма» Ленинградской области.

Основной акцией которой является не увеличение поголовья, ликвидируемого в предыдущие годы, а повышение энергетической и протеиновой питательности кормов, даже за счет снижения их объемов, если это обусловлено экономической выгодой.

Хотелось бы привести рекомендации по совершенствованию деятельности организации:

— внедрение новых компьютерных программ;

— обновление транспортных средств;

— приобретение нового оборудования для лабораторий, для более широкого спектра исследования, анализов.

Раздел 2. Индивидуальная работа на тему «Изучение материалов по определению кислотности почв, а также содержание других питательных элементов, важных для плодородия почвы»

плодородный земля кислотность почва

1. Краткая теория определения кислотности почвы.

2. Анализ результатов исследования почв на рН и другие питательные элементы, важных для плодородия почв северо-западной части Липецкой области.

2.1 Краткая теория определения кислотности почвы

Кислотность и щелочность почвы представляет собой фактор, который существенно влияет на ее плодородие. В науке для измерения кислотности и щелочности раствора применяется величина рН. Различные виды растений имеют различные требования к данному показателю химического состава почв. Определение показателя кислотности почв осуществляется путем приготовления почвенных вытяжек, т. е. перевода всех находящихся в почве ионов водорода в водный раствор. Используемый при выполнении заданий прибор, называемый рН-метром, в качестве электрода сравнения содержит хлор-серебрянный электрод, а в качестве измерительного электрода — стеклянный. Одним из основных показателей химического состава вод является содержание в них иона водорода Н⁺. Концентрация данного иона оценивается показателем кислотности рН, который определяется выражением: РН=-lg[H⁺], где: Н⁺ — концентрация иона водорода, выраженная в молях на м³. При температуре +25⁰С рН < 7 для кислых растворов, рН = 7 для нейтральных растворов и рН > 7 для щелочных растворов. При других температурах значение рН нейтрального раствора сдвигается.

Потенциометрический метод широко применяется в лабораторной практике и в производстве при автоматическом контроле и регулировании кислотности растворов. При этом измеряют ЭДС электрохимической цепи, составленной из индикаторного электрода, потенциал которого зависит от рН раствора, и электрода сравнения. Электрод сравнения в отличие от индикаторного должен иметь потенциал, не зависящий от состава электролита. Это требование может быть выполнено только тогда, когда система электрода сравнения, формирующая его потенциал, отделена от измеряемой среды диафрагмой. При этом электрод сравнения работает с переносом ионов.

В результате электрохимической реакции между электролитом и погруженным в него электродом возникает электродвижущая сила (ЭДС). Она называется электродным потенциалом.

Потенциал Е между двумя погруженными в электролит электродами описывается уравнением Нернста:

где Е₀, В — стандартный потенциал окислительно-восстановительной пары электродов; ^ R = 8,31 (Дж/моль) — универсальная газовая постоянная; Т — абсолютная температура; z — число электронов, участвующих в электродных реакциях (одинаковое для обоих электродов); F — постоянная Фарадея; - активности соответственно окисленной и восстановленной форм вещества электролита и электрода, пропорциональные их концентрации. Стандартный потенциал для электродов из различных материалов принято определять относительно водородного электрода (потенциал стандартного водородного электрода произвольно принят при любой температуре равным нулю). Водородный электрод представляет собой платиновую пластинку, погруженную в раствор, через который пропускают водород. Основным достоинством водородного электрода является независимость его потенциала от изменений состава окружающего раствора. Для различных металлов в водной среде стандартные электродные потенциалы имеют следующие значения: Li — (-0,045B); Na — (-2,714B); Al — (-1,662B); Fe — (-0,440B); Ni — (-0,250B); Pb — (-0,126B); H₂, Pt — (0,000B); Cu — (+0,337B); Ag — (+0,799B); Cl — (+1,359B); Co — (+1,808B). В основе электрохимических методов анализа лежат процессы, протекающие на погруженных в жидкость электродах или в межэлектродном пространстве.

Жидкость с погруженными в нее электродами называют электрохимической ячейкой. При изменении напряжения на электроде при нулевом токе имеем метод анализа состава вещества, называемый потенциометрия. Для определения концентрации иона какого-либо вещества потенциометриче6ским методом в анализируемый раствор погружают два электрода и замеряют их ЭДС. Затем по градуировочному графику находят концентрацию определяемого иона в анализируемом растворе. В соответствии с приведенной формулой зависимость ЭДС от концентрации логарифмическая.

Один из электродов электрохимической ячейки должен реагировать на изменение концентрации определяемого вещества.

Такой электрод называют индикаторным или рабочим. Другой электрод называют электродом сравнения. Его потенциал должен быть устойчив во времени и независим от состава электролита. Наилучшим электродом сравнения является водородный электрод. Его использование требует баллона с водородом и поэтому неудобно. Обычно используют хлорид-серебряный и каломельный электроды с двойным солевым мостиком. Эти электроды представляют собой погружаемые в исследуемые растворы стеклянные колбы.

Колбы заполнены раствором KCl. В днище колб впаяно асбестовое волокно для создания электрического контакта внутреннего и внешнего растворов. Во внутренний раствор погружена дополнительная колба с крошечным отверстием. У хлорид-серебряного электрода эта колба заполнена KCl и AgCl, в которую погружен серебряный электрод. Дополнительная колба каломельного электрода заполнена пастой из каломели Hg₂Cl₂, Hg и KCl, в которую погружен электрод из Pt. Потенциалы хлорид-серебряного и каломельного электродов при постоянной температуре равны 0,222 В + 0,02 мВ и 0,242 В + 0,01 мВ соответственно. Индикаторными электродами для потенциометрических измерений могут быть металлические и мембранные электроды. Металлические электроды изготавливают из металлов Ag, Cu, Cd, Pb, Pt. Они позволяют анализировать составы с одним растворенным веществом, так как одинаково чувствительны к различным ионам. Мембранные электроды называют также ионоселективными. Они состоят из заполненной внутренним раствором колбы с погруженным в него металлическим электродом.

Внутренний раствор отделен от анализируемого тонкой пленкой, называемой полупроницаемой мембраной. Мембраны обладают способностью пропускать ионы только одного знака заряда, а часто и только одного сорта в присутствии других ионов. В зависимости от используемого материала различают следующие мембраны: Твердая мембрана — кристалл или прессованная из порошков таблетка. Например, фторид-селективный электрод с мембраной из LaF₃ для измерения рF в диапазоне от 0 до 6, или электрод для измерения Cu⁺ с мембраной из CuS.

Стеклянные мембраны изготавливают из специальных стекол, пропускающих преимущественно Н⁺ — ионы. Такие мембраны имеют большое электрическое сопротивление (десятки МОм).

Известны стеклянные мембраны для измерения K⁺, Na⁺, Ag⁺ — ионов.

Жидкие мембраны представляют собой пористый полимерный носитель с нанесенным на него раствором органических соединений. Наиболее часто используются для измерения концентрации K⁺ и Ca²⁺. В качестве индикаторных электродов применяют преимущественно стеклянные. Стеклянный электрод представляет собой полый тонкостенный стеклянный шарик. В его внутреннее пространство помещаются хлорсеребряный электрод и соляная кислота, концентрация которой не изменяется во время измерений.

Ферментные электроды — это ионоселективные электроды, покрытые слоем фермента. Они обладают высокой селективностью измерений, используются для определения CO (NH₂)₂ .

Методы отбора проб для измерения рН :

Пробоотбор — отбор проб объектов окружающей среды (почвы, растений, природных и промышленных вод и т. д.) проводится при мониторинге окружающей среды и имеет важное значение для анализа загрязняющих веществ.

Большинство твердых веществ имеют весьма неоднороджную по объему структуру, так как под действием молекулярных, внешних механических, химических и других сил слагающие вещество компоненты мигрируют, и крайне редко бывают равномерно перемешаны. Для снижения погрешностей, вызываемых данным эффектом, обычно осуществляют отбор нескольких проб в разных местах объекта исследований. В самом распространенном случае производят усреднение содержания определяемого компонента путем объединения и перемешивания нескольких проб. При этом введены следующие понятия :

· точечная проба — материал (почва), взятый из одного места горизонта или одного слоя (типичного) почвенного профиля;

· объединенная проба — смесь не менее 2-х точечных проб.

Отбор проб проводится на пробных площадках различного размера, но они закладываются так, чтобы исключить искажения результатов анализа под влиянием окружающей среды. Пробная площадка — часть исследуемой территории со сходными условиями (рельеф, тип почв, распределение по площади загрязняющего вещества и т. д.).

При общем загрязнении почв пробные площадки намечают по координатной сетке указывая их номер и координаты. Расстояние между пробными площадками регламентируется характером продолжительного загрязнения. При равномерном загрязнении интервалы между площадками должны быть равными, а при неравномерном — разными. Пробы почв отбирают по профилю из почвенных горизонтов или слоев (пахотного, подпахотного) с расчетом, чтобы в каждом случае проба представляла собой часть почвы, типичной для генетических горизонтов или слоев данного типа. Глубина отбора проб колеблется от 0−5 до 5−20 см (две отдельные пробы) пахотного горизонта. При мощности горизонта или слоя свыше 40 см пробы почвы отбирают раздельно: не менее 2-х проб с различной глубины. Для контроля загрязнения почвы сельскохозяйственных угодий, в зависимости от характера источника загрязнения, возделываемой культуры и рельефа местности на каждые 0,5 — 20 га территории закладывают не менее 1-й пробной площадки размером 10×10 м.

А в случаях контроля санитарного состояния почвы в зоне влияния промышленного источника загрязнения пробные площадки закладывают на площади, равной 3-х кратной величине санитарно-защитной зоны. При контроле загрязнения почвы выбросами промышленных предприятий пробные площадки закладывают вдоль векторов «розы ветров». В этих же целях, но на территории расположения детских садов, игровых площадок, выгребов, мусорных ящиков и других объектов (с малой площадью). Размер пробной площадки должен быть не более 5×5 м. Точечные пробы почв отбираются на пробной площадке из одного или нескольких слоев или горизонтов методом «конверта» (по углам и в центре — всего 5 точек). Точечные пробы отбирают ножом или шпателем из прикопок или почвенным буром. Объединенную пробу почвы составляют смешивая не менее пяти точечных проб, взятых с одной пробной площадки.

Масса объединенной пробы должна быть не менее 1 кг. Отобранные пробы нумеруются и регистрируются в отдельном журнале с указанием: порядкового номера, места отбора, рельефа местности, типа почвы; целевого назначения территории, вида загрязнения и даты отбора.

Способы приготовления почвенных вытяжек:

Некоторые методы электрохимического анализа требуют перевода определяемых загрязнителей почв в жидкое состояние, т. е. приготовление почвенных вытяжек. При этом наиболее распространен метод ионометрии, основанный на измерении потенциала подходящего ионоселективного электрода, погруженного в анализируемый раствор, относительно электрода сравнения. Для снижения влияний на результаты измерения неопределяемых ионов в анализируемый раствор вводят избыток электролита, не влияющего на потенциал электрода. Для определения бромид-ионов образцы почвы встряхивают 30 мин. с водой, отфильтровывают и разбавляют нитратом натрия. При анализе содержания в почве хлорид-ионов навеску высушенной измельчённой пробы встряхивают 30 мин. с деионизированной водой, отстаивают, отбирают часть надосадочной жидкости и разбавляют раствором нитрата натрия. Калий влияет на рост растений, поэтому контроль его содержания в почвах важен. Для определения ионов калия навеску высушенной почвы смешивают с равным количеством воды, прибавляют 50-кратный объём 5 М раствора хлорида натрия, периодически перемешивают в течение 2 час., затем фильтруют. Для поддержания необходимого уровня азота в почве можно контролировать содержание аммиака. Для этого измельчённую и высушенную пробу в течение часа обрабатывают 2 М раствором соляной кислоты, фильтруют и разбавляют 10 М раствором гидроксида натрия до рН.

Более подробно методики подготовки почв к ионометрии даны в. Там же описаны некоторые процессы подготовки твёрдых проб для анализа фотометрическими, хроматографическими и другими методами.

Применяемые приборы [9]:

1. Мешалка магнитная

Мешалка магнитная ММ — 5М1, предназначена для перемешивания и подогрева неагрессивных и агрессивных водных растворов, не взаимодействующих со стеклом в стандартных стеклянных цилиндрических сосудах диаметром до 130 мм. Мешалка предназначена для применения в лабораториях предприятий и научно-исследовательских учреждений различных областей народного хозяйства.

2. Цифровые весы.

Цифровые весы НL-200, предназначены для взвешивания объектов массой до 200 г. Прибор позволяет взвесить объект и при необходимости вычесть вес тары. Эти весы имеет функцию автоматического отключения при неиспользовании их в течение 5 минут, что позволит продлить срок службы батарей и увеличит ресурс работы. 3. рН-Метр.

рН-Метр используется для определения водородного показателя рН водных растворов. Гальванический преобразователь всегда состоит из двух полуэлементов: измерительного электрода, помещаемого в исследуемый раствор, и электрода сравнения, электродный потенциал которого должен оставаться постоянным. Данный прибор в качестве электрода сравнения содержит хлорсеребряный электрод, а в качестве измерительного электрода — стеклянный.

Также используется такое оборудование: — Фильтр из стекловаты — Стакан низкий с носиком, объем 250 мл — 4 шт. В качестве реактива для калибровки рН-метра будет использоваться дистиллированная вода.

2.2 Анализ результатов исследования почв на рН и другие питательные элементы, важных для плодородия почв северо-западной части Липецкой области

Цель: изучить современный уровень плодородия пахотных черноземов северо-западных части Липецкой области.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

— выбрать характерные участки для отбора почвенных образцов;

— провести агрохимический анализ образцов;

— получить результаты и определить уровень плодородия почв.

Почвенный покров в северо-западной части Липецкой области состоит из зональных черноземов, которые являются преобладающими. Также встречаются интразональные почвы: дерново-подзолистые, лугово-болотные, перегнойно-глеевые, лугово-черноземные, черноземно-луговые, серые лесные, солонцы, солончаки, солоди и другие почвы, которые в общей сложности занимают площадь около 20%.

Образцы отбирали с пахотных участков в Данковском, Краснинском, Лебедянском и Елецком районах.

Образцы отбирались с пахотных участков водораздельных пространств с глубины 10−20 и 20−40 см.

В пробах определяли самое главное рН солевой вытяжки (ГОСТ 26 483−85), а также гумус по Тюрину (ГОСТ 26 213−84), подвижный фосфор и обменный калий по Чирикову (ГОСТ 26 204−84) и поглощенный кальций (ГОСТ 26 428−89).

Таблица 2. Данные исследования. Характеристика агрохимического состояния основных типов почв северо-западной части Липецкой области.

Почвы северо-западной части Липецкой области различны по агрохимическим свойствам морфологическим признакам.

Что касается кислотности (рН сол.), то наиболее кислые почвы находятся на южной части северо-запада Липецкой области (Елецкий район). При движении в северном направлении (Лебедянский и Данковский районы) кислотность уменьшается и доходит до нейтральных значений (рН=6,21).

Это в первую очередь связано с хозяйственной деятельностью человека, характером использования почвы.

Наиболее плодородными являются черноземы типичные расположенные на границе Краснинского и Елецкого районов. Содержание гумуса в них доходит до 5,9%. Также они богаты по содержанию подвижного фосфора и обменного калия.

При удалении в северном и южном направлении плодородие почв снижается. Это связано с тем, что на севере (Данковский район) преобладают менее плодородные почвы черноземы выщелочные с содержанием гумуса 4,1−5,2%.

В южном направлении (Елецкий район) наряду с черноземными почвами большими массивами залегают серые лесные почвы с содержанием гумуса 3,2−4,0%.

По содержанию подвижного фосфора и обменного калия наблюдается картина аналогичная по содержанию гумуса.

По содержанию кальция и суммы кальция с магнием очень отличаются черноземы типичные, и напротив серые лесные почвы менее всех типов обеспечены этими элементами. Как видно из таблицы 2 существует зависимость кислотности почв и содержания кальция в почвах. Чем меньше кислотность тем больше содержания кальция и соответственно буферность почв [11,12].

В целом, плодородие почв остается на среднем уровне и позволяет получать достаточные уровни урожайности основных сельскохозяйственных культур (группы зерновых, технических, кормовых культур) в области.

Тем не менее, для повышения уровня плодородия основных типов почв северо-западной части Липецкой области необходим комплекс мероприятий направленный на повышение его уровня.

Вывод

Наиболее кислыми почвами северо-западной части Липецкой области являются почвы Елецкого и Лебедянского района.

Для снижения кислотности почв, почву известкуют. Дозы извести различны и зависят от степени кислотности, состава почвы, выращиваемых культур. А также от применяемого известкового материала: молотый известняк (углекислая известь), известковая-пушенка (гашеная известь), известковый туф, цементная пыль, гажа (озерная известь), мертель (глинистая известь), зола и др. Также известь значительно улучшает строение почв, уменьшает число сорняков, что в итоге повышает урожайность.

Наиболее плодородными почвами являются почвы (типичные черноземы) на границе Краснинского и Елецкого района (содержание гумуса 5,9%).

При удалении в северном и южном направлении плодородие почв снижается (Данковский и Елецкий районы — содержание гумуса от 4−3%).

Для повышения плодородия почв проводят агромероприятия:

— известкование (только на кислых почвах);

— создание мощного пахотного слоя (усиливает биологическую активность почв);

— внесение органических (экологических) удобрений (навоз, компост, перегной, торф озерный или птичий помет).

Таким образом, уровень плодородия основных типов почв северозападной части Липецкой области, в первую очередь определяется генетическими особенностями почв, а также хозяйственной деятельностью человека.

Список используемой литературы

1. sc48.Lipetsk.ru>ecology/zl.htm — экологический форум «Экология Липецкой области».

2. agrohim48.ru — официальный сайт ФГБУ ЦАС «Липецкий»

3. Данные годового отчета 2011 год ФГБУ ЦАС «Липецкий»

4. Ерохин А. И., Рихванов Л. П., Язиков Е. Г. Руководство по оценке загрязнения объектов окружающей природной среды химическими веществами и методами их контроля. Учебное пособие. — Томск: изд. ТПУ, 1995. 5. Отбор и подготовка проб для анализа состава твердых веществ. Методические указания к выполнению практических занятий по курсу «Мониторинг и контроль окружающей среды» — Томск: Изд. ТПУ, 1999. 6. Физическая химия. В 2 кн. Кн. 2. Электрохимия. Химическая кинетика и катализ: Учеб. Для вузов/ К. С. Краснов, Н. К. Воробьев, И. Н. Годнев и др.; Под ред. К. С. Краснова — 2-е изд., перераб. и дополн. — М.: Высш. Шк., 1995. 7. А. М. Туричин, П. В. Новицкий, Е. С. Левшина и др. электрические измерения неэлектрических величин. Изд. 5-е, перераб. И доп. Л., «Энергия»

8.worlbios.fatal.ru — способы приготовления почвенных вытяжек.

9.Лабораторные материалы ФГБУ ЦАС «Липецкий»

10. Декларация об аккредитованной испытательной лаборатории (от 1 июля 1998 года).

11.Ахтырцев Б. П. Почвенный покров Липецкой области; Воронеж: изд-во ВГУ, 1983 г

12.Биологизация и адаптивная интенсификация земледелия в Центральном Черноземе / под ред. В. Е. Шевченко, В. А. Федотова. Воронеж: ВГАУ, 2000 г

13.Практикум по агрохимии: учебное пособие-2-е издание под редакцией академика РАСХН В. Г. Минеева. Москва. Издательство МГУ, 2001 г

14. Системы земледелия Липецкой области. Издательство «Липецкое знамя». Липецк, 1982 г