XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

Введение

Особенно резко возросла нагрузка на окружающую среду во второй половине XX в. Во взаимоотношениях между обществом и природой произошел качественный скачок, когда в результате резкого увеличения численности населения, интенсивной индустриализации и урбанизации хозяйственные нагрузки начали повсеместно превышать способность экологических систем к самоочищению и регенерации. Вследствие этого нарушился естественный круговорот веществ в биосфере, под угрозой оказалось здоровье нынешнего и будущего поколений людей. Экологическая проблема современного мира проявляется практически во всех отраслях материального производства, во всех регионах планеты.

Деградация природной среды, масштабы которой приняли угрожающие размеры, происходит в результате нерационального природопользования и загрязнения окружающей среды отходами человеческой деятельности. Устрашающие размеры приняло уничтожение лесов. Ежегодно с лица Земли исчезает 11 млн. га тропических лесов, что в 10 раз превышает масштабы лесовосстановления. Параллельно идет процесс опустынивания. Он ежегодно изымает из сельскохозяйственного производства около 6 млн. га земли. Многие страны мира сталкиваются с серьезными водоресурсными проблемами, которые заключаются не только в количественной нехватке воды, но и в дефиците чистых пресных вод. На каждого жителя планеты ежегодно добывается около 20 т минерального сырья, 97—98% его в виде отходов поступает затем в почву, воду, воздух. Загрязнение окружающей среды ставит под угрозу жизнь и здоровье людей, существование растительного и животного мира. Хозяйственная деятельность человека приводит к нарушению баланса СО₂ в атмосфере, что создает реальную угрозу парникового эффекта, с которым связывают заметное потепление климата, таяние льдов, повышение уровня Мирового океана. Важнейшими признаками деградации также являются разрушение защитного озонового слоя и загрязнение Мирового океана [1-3].

Сейчас человечество стоит перед выбором: либо «сотрудничать» с природой, учитывая естественные круговороты, либо — наносить вред. Будущее человечества на нашей планете, как и самой планеты, зависит от того, что мы сегодня выберем.

На сегодняшний день воздействие человека на окружающую среду привело к экологическому кризису на всей планете. На этой странице рассматриваются важнейшие проблемы, перед которыми мы стоим, и указывается ряд мер, исправляющих положение.

Цель исследования

Рассмотрение наиболее эффективных технологий и способов получения продукции для решения экологических проблем в сельском хозяйстве.

Материалы и методы исследования

Эрозия почв. Эрозия почв возникает, когда плодородный поверхностный слой разрушают дожди и ветры. Способы решения проблемы:

— посадки лесов (кустарников и деревьев): деревья и кустарники встают на пути ветров, а их корни связывают почву.

— экологически чистое земледелие: органические удобрения лучше задерживают воду, препятствуя высыханию и выветриванию почвы.

Кислотные дожди и прочие загрязнения. Решение:

— установка фильтров на электростанциях и транспорте.

— использование возобновляемых источников энергии.

— применение других, нехимических удобрений.

— прекращение загрязнения окружающей среды промышленными выбросами и отходами.

Наступление пустынь. Это происходит там, где бедные, засушливые земли из-за их активного использования превращаются в пустыню. Решения:

— применение эффективных методов орошения.

— активные посадки лесонасаждений.

Разрушение природной среды обитания. Решение:

— создание новых, более крупных заповедников и природных парков в городах и сельских районах.

— более строгий международный контроль и меры по охране природной среды обитания; запрещение охоты на диких животных и торговли ими.

Парниковый эффект. Решение:

— использование возобновляемых источников энергии.

— запрет на уничтожение влажных тропических лесов, которые выполняют роль фильтров, поглощающих углекислый газ из воздуха и использующих его в процессе фотосинтеза.

— снижение потребления энергии и образования отходов.

Неэффективное расходование природных ресурсов. Пути решения:

— переработка и утилизация отходов.

— длительное пользование вещами и одеждой, их ремонт и починка вместо того, чтобы просто выбрасывать.

— создание программ для перехода на более рациональный и экономный образ жизни.

Засоление почв: проблема и пути решения. Засолением почвы называют избыточное скопление в корнеобитаемом слое электролитных (растворенных или поглощенных) солей, которые угнетают или губят сельскохозяйственные растения, снижают качество и количество урожая.

Засолением почвы называют избыточное скопление в корнеобитаемом слое электролитных (растворенных или поглощенных) солей, которые угнетают или губят сельскохозяйственные растения, снижают качество и количество урожая. На сегодняшний день значительные массивы засоленных почв находятся в в Южном Казахстане, Средней Азии, на западе США, в особо засушливых районах Южной Америки и Австралии, в Северной Африке. Особенно высокой степенью засоленности отличаются почвы в пустынях и полупустынях, т.е. в условиях засушливого, или аридного климата. 

Засоление связано с проблемами дренажа, разрушением оросительных и дренажных систем; неэффективным использованием водных ресурсов; ростом спроса на сельскохозяйственную продукцию, что приводит к повышенной нагрузке на сельскохозяйственные земли; устаревшими технологиями, не соответствующими требованиям сегодняшних систем производства и многими другими факторами. Борьба с засолением почв сегодня рассматривается в сочетании с другими мероприятиями, направленными на устойчивую интенсификацию сельского хозяйства, что является одной из основ продовольственной безопасности.

Результаты исследования и их обсуждения

Перед проведением мелиоративно-экологических мероприятий особое внимание следует уделить водно-физическим свойствам почв (табл. 1).

Таблица 1 . Водно-физические свойства почв

Мех .состав почвы	Плотность γ, т/м	Твердый фазы почвы, d, т/м³	Пористость, %, П	Эффективные пористость, %, nэф	Полная влагоемкость ,Wпв %	Наименьшая влагоемкость %, Wнв	Гигроскопическая влага , %, Wг	Защемленный воздух %, Wз.	Коэффициент фильтрации,К, м/сут	Капиллярная влагоемкость, Wк.в., м/сут
Супесь	1.33	2.70	51	44	38	20	2	5	2	0.30
Легкий Суглинок	1.35	2.69	50	43	37	21	3	4	1.5	0.19
Средний суглинок	1.43	2.67	46	39	32	23	3	4	1.2	0.045
Суглинистые	1.47	2.65	45	38	31	23	4	3	0.6	0.017
Глина	1.52	2.60	42	35	28	24	5	2	0.3	0.0016

При разработке эколого-мелиоративных мероприятий учитывались такие факторы как эффективность промывок засоленных почв находится в прямом зависимости от подготовки почвы и особенно от глубины и способа вспашки. Промывные нормы засоленных почв является одним из основных почвенно-экологических и агротехнических мероприятий, обеспечивающих повышения сельскохозяйственных культур. Поэтому, оптимальное установление нормы, тактности промывных поливов и способы подготовки почвы к проведению промывных поливов на засоленных землях имеет большое практическое значение в повышении уражайности сельскохозяйственных культур и улучшения экологического состояния орошаемых геосистемах.Для обоснования величин промывных норм засоленных почв, а также для изучения динамики вымывания солей на 5 площадках производились опытные работы по промывке засоленных почв [4-6].

Опытные площадки закладывались после завершения почвенно-мелиоративной оценки. При выборе площадек учитивались почвенный покров, тип засоления.

Начало опытных работ по промывке засоленных почв 25 июня. Конец – 5 сентября.

Расположение опытных площадок обозначение на почвенной карте соответствующими условным знаком.

Промываемость засоленных площадок изучалась на площадках размером 10 м². Перед промывкой поверхность почвы разрыхлялась до глубине 30 см. Промывка производилась тактами, нормой по 1500-2000 м³/га каждый. Перед промывкой и после каждого такта промывки с площадки отбирались смешанные образцы из 3 повторностей для определения, засоленности. Образцы отбирались при помощи ручного бура через каждые 20 см до глубины. После отбора образцев скважины тампонировались.

Для промывки использовалась вода из артезианской скважины с минерализацией 0,5 г на литр, гидрокарбонатно-сульфатного, магниево-натриево-кальциевого типа (преобладающий ион пишется последными). РН 7,65.

Рядом с площадкой предназначенной для промывки засоленных почв изучались водно-физические свойства почвогрунтов. Определялись плотность, естественная влажность, механический состав и водопроницаемость почв.

Первая опытная площадка залежена на луговом солончаке. Тип засоления по анионному составу сульфатный по катионному – натриевый. Средневзвешенное содержание солей в первом слое составляет 0,850. Глубина залегания грунтовых вод 2,5 м. Литологическое строение профиля: первый метр средние и тяжелые суглинки, второй метр и ниже легкие суглинки. Водопроницаемость очень низкая. Для впитывания первого 20 см слоя воды потребовалось 155 часов, а для второго 20 см слоя – 450 часа. В целом чтобы пропустить через почвенную толщу 40 см слоя воды потребовалось 600 часов времени. Поэтму нам пришлось ограничиться только двумя тактами промывки.

Вторая опытная площадка расположена на лугово-сереземных почвах сильной степени засоления. Тип засоления хлоридно-сульфатные, натриевый. Средневзвешенное содержание солей в метровом слое 1,75 %. Глубине грунтовых вод 3,2 м. Литологическое строение зоны аэрации: до 137 см средние суглинки, ниже до соды-супесь. Водопроницаемость низкая. Для впитывания нормы воды (20 см слой) первого такта промывки потребовалось около 6 часов, для второго такта – 55 часа, для третьего такта – 180 часов, для четвертого – 240 часов. В целом чтобы пропустить через почвенную толщу 80 см воды потребовалось 540 часов времени.

Третья опытная площадка заложена так же на лугово-сереземных сильнозасоленных почвах. Но тип засоления – сульфатный, натриевый. Средневзвешенное содержание солей в метровом слое составляет 1,40 %. Грунтовые воды залегают на глубине 3,4 м. Литологическое строение зоны аэрации характеризуется преобладанием слоев легкого механического состава (легкие суглинки, супеси). Водопроницаемость низкая, но несколько лучше, чем у почв предыдущей площадки. Для впитывания нормы воды (20 см слой) первого такта потребовалось около 6,5 часов времени, для второго такта – 30 часов, для третьего такта – 90 часов, для чевертого такта – 140 часов, для пятого такта – 174 часа. В целом, чтобы пропустить через почвенную толщу слой воды 1 м потребовалось 480 часов времени.

Четвертая опытная площадка расположена на лугово-болотных опустынивающихся сильнозасоленных почвах хлоридно-сульфатного, кальциево-натриевого типа засоления. Средневзвешенное содержание солей в метровом слое составляет 1,80 %. Глубина залегания грунтовых вод 2,7 м. Литологическое строение зоны аэрации характеризуется легким механическим составом сверху (0-53 см) и тяжелым внизу (тяжелые суглинки, глины).

Пятая опытная площадка была заложена на лугово-сереземных солончаково-солонцеватых сильнозасоленных почвах сульфотно-хлоридного засоления соды, натриевого типа засоления, однако позднее будут промывки (20 октября), ранее наступление и в связи с этим замерзание воды в опытной площадка пока не давало добиться сколь-нибудь осуществленных изменений засоления в ходе промывки. Изменение засоления почв в ходе промывки приведене в таблице №31. Как видно из наибольшее количество солей удавляется из метровой толщи почвогрунтов в тех опытных площадках, где много наиболее легкорасттворимых солей хлоридов и сульфатов натрия. А из почв площадки 4, где присутсвует в значительном количестве труднорастворимый сульфат кальция, вынос солей меньше.

Во-втором метре почво-грунтов в начале промывки наблюдается увеличение содержания солей за счет вымывания солей из верхного метрового слоя. В дальнейшем происходит вымывание также и со второго метра почвенной толщи.

В ходе промывок наряду с изменением степени засоления изменяется и химизм засоления. Почвы опытной площадки 2, имеющий хлоридно-сульфатный натриевый тип, в результате удаления легкорастворимых хлоридов и сульфата натрия.

Эффективность промывок засоленных почв находится в прямом зависимости от подготовки почвы и особенно от глубины и способа вспашки. Промывные нормы засоленных почв является одним из основных почвенно-экологических и агротехнических мероприятий, обеспечивающих повышения сельскохозяйственных культур. Поэтому, оптимальное установление нормы, тактности промывных поливов и способы подготовки почвы к проведению промывных поливов на засоленных землях имеет большое практическое значение в повышении уражайности сельскохозяйствен-ных культур и улучшения экологического состояния орошаемых геосистемах.

Список литературы

1. Деградация и охрана почв // Под ред. Добровольского Г.В., М.: МГУ, 2002,-190с.

2. Зимовец Б.А., Хитров Н,Б., и др. Оценка деградации орошаемых почв.// Почвоведение, 1998, №9, С.1119-1126.

3. Мирцхуллава Ц.Е. Деградация почв и пути предсказания неблагоприятных ситуаций при оршении.// Почвоведение , 2001, №12, С.1503-1510.

4. Аверьянов С.Ф. Борьба с засолением орошаемых земель., М, 1978,-288с.

5. Сейтказиев А.С., Байзакова А.Е. Режим грунтовых вод, приуроченных к бассейнам рек. Вопросы мелиорации № 5-6, Москва, 2003, С.93-98

6. Сейтказиев А.С. Почвенно-экологическая оценка засоленных земель в условиях аридной зоны// Материалы международн.научно-практ. Конф. «Мелиорация в России–традиции и современность» посвящена 110-летию С.Ф.Аверьянова, Москва,2013,С.162-170.

Код для цитирования: Скопировать