Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современные представления об образовании, составе,свойствах и применении торфа (обзор литературных источников) 12
1.1 Функционирование и продукт болотных экосистем 12
1.2 Состав и агрохимические свойства торфа 24
1.3 Особенности накопления и распределения макро- и микроэлементов в торфяных залежах 33
1.4 Органические удобрения и субстраты на основе торфа 43
ГЛАВА 2. Природные условия формирования торфяных месторождений Брянской области и методика проведения исследований
2.1 Рельеф, геология, климат, гидрография, растительность 51
2.2 Районирование торфяных месторождений Брянской области 57
2.3 Объекты и методы проведения исследований 67
2.4 Вегетационный опыт 72
ГЛАВА 3. Агрохимические показатели торфов переходных и низинных торфяных залежей Брянской области 75
ГЛАВА 4. Содержание химических элементов в торфах переходных и низинных торфяных залежей Брянской области
4.1 Содержание общего углерода и азота 86
4.2 Содержание водорастворимых и обменных форм Са, Mg, К (в пересчете на K2О), Na, Fe и Рпод. (в пересчете на P2O5) 92
4.3 Содержание подвижных форм микроэлементов и их валовое количество 103
ГЛАВА 5. Оценка фитотоксичности субстрата на основе местного торфа и его экономическая эффективность при выращивании рукколы сорта Корсика 117
5.1 Проверка фитотоксичности торфяных субстратов и анализ биометрических данных растений рукколы сорта Корсика 117
5.2 Экономическая эффективность субстрата на основе местного торфа при выращивании рукколы сорта Корсика 124
Заключение 127
Список литературы 130
- Состав и агрохимические свойства торфа
- Районирование торфяных месторождений Брянской области
- Содержание водорастворимых и обменных форм Са, Mg, К (в пересчете на K2О), Na, Fe и Рпод. (в пересчете на P2O5)
- Экономическая эффективность субстрата на основе местного торфа при выращивании рукколы сорта Корсика
Введение к работе
Актуальность темы. Использования торфа в качестве питательного субстрата и для приготовления удобрений требует всестороннего изучения агрохимических показателей, исходного содержания макро- и микроэлементов, знания которых принимаются во внимание при расчете оптимальных доз вносимых минеральных удобрений при выращивании культур.
По запасам торфа Брянская область занимают 11 место в Центральном
экономическом районе (Федеральном округе). По данным Росгеолфонда
01.01.2010 г. на территории Брянской области выявлено и числится 872
торфяных месторождений общей площадью 65101,0 га (Торфяные
месторождения…, 1977; Природные ресурсы…. 2007; Государственный баланс,
2010). В настоящее время, в Департаменте по сельскому хозяйству Брянской
области сведения об объемах использования торфа отсутствуют. Для области
существует хозяйственная необходимость и реальная возможность
использования торфяного ресурса для нужд сельского хозяйства.
Степень разработанности темы. За годы исследований был накоплен фактический материал по геологической разведке торфяных месторождений Брянской области, на основании которого, был составлен список и карты. Последние исследования были проведены в 2005 году на разрабатываемых месторождениях торфа – участок «Березовский» месторождения «Пойма р. Рамасухи» в Погарском районе и участок Беседьский месторождения «Кожановское» в Красногорском районе.
Наиболее обстоятельная агрохимическая характеристика торфов,
используемых в лесо- и сельскохозяйственном производствах, проведена на территории Европейских и Западно-Сибирских регионов. Торфяные ресурсы Брянской области являются одним из самых малоизученных в России с точки зрения агрохимического анализа. Это сдерживает эффективное и рациональное использование торфов региона в выбранном направлении. Несмотря на значительные запасы торфа, в Брянской области отсутствует собственное производство продукции на его основе, в частности удобрений и субстратов.
Цель исследований – показать наличие ценных агрохимических свойств переходных и низинных торфов Брянской области для дальнейшего использования их в сельском хозяйстве.
В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие
задачи:
1. Оценить агрохимические показатели торфов переходных и низинных
торфяных залежей и охарактеризовать их профильное распределение.
2. Определить содержание макро- и микроэлементов в торфах и
охарактеризовать особенности распределения их содержания по профилю тор
фяной залежи.
3. Проверить фитотоксичность колоночных фильтратов из образцов под
готовленных торфяных субстратов по развитию проростка и корневой системы
следующих сельскохозяйственных культур: огурец сорт Моравский корнишон, редис сорт Корунд, кресс-салат сорт Курлед, руккола сорт Корсика.
4. Дать экономическую оценку и определить эффективность применения субстратов на основе местного торфа, по сравнению с контрольным грунтом, при выращивании растений рукколы сорта Корсика в условиях закрытого грунта.
Научная новизна. Впервые проведен комплексный агрохимический анализ торфов Брянской области. Исследован ряд агрохимических показателей: зольность, рНKCl, гидролитическая и обменная кислотность, подвижный алюминий. Получены и проанализированы данные о средних содержаниях основных форм макро- (N, C, Ca, Mg, К (в пересчете на K2О), Na, Fe, Р (в пересчете на P2O5) и микроэлементов (Ni, Cu, Zn, Ga, As, Br, Pb, Rb, Sr, Y, Zr, Cr, Mn). Показаны особенности распределения агрохимических показателей, содержания макро- и микроэлементов по профилю торфяной залежи. Определена степень подвижности элементов, входящих в состав приготовленных образцов торфяных субстратов. Получены результаты проверки фитотоксичности колоночных фильтратов из образцов подготовленных субстратов по развитию проростка и корневой системы некоторых сельскохозяйственных культур (огурец сорт Моравский корнишон, редис сорт Корунд, кресс-салат сорт Курлед, руккола сорт Корсика). Поставлен вегетационный опыт по оценке эффективности применения субстратов на основе местного торфа, по сравнению с контрольным грунтом, при выращивании рукколы сорта Корсика.
Теоретическая и практическая значимость. Результаты, полученные в ходе исследований, позволяют оценить агрохимические свойства переходных и низинных торфов Брянской области для дальнейшего рационального использования их в сельском хозяйстве. Данные вегетационного опыта показали экономическую эффективность использования приготовленного субстрата на основе местного торфа при выращивании рукколы сорта Корсика.
Работа имеет важную теоретическую и практическую значимость для хозяйств Брянской области и других регионов, которые занимаются выращиванием овощных и зеленых культур в закрытом грунте.
Методология и методы диссертационного исследования. Методология и методы исследований основаны на анализе научных публикаций, геологических данных, формулировке цели, задач, закладке вегетационного опыта, лабораторных анализов, учетов, наблюдений, статистической обработке экспериментальных данных и их интерпретации.
Агрохимические анализы, лабораторные и вегетационные опыты проводили в научной лаборатории кафедры агрохимии, почвоведения и экологии, а также в испытательной лаборатории ФГБОУ ВО Брянского ГАУ по общепринятым методикам. Статистическая обработка данных по агрохимическим показателям представлена в виде следующих основных параметров: среднее арифметическое; ошибка среднего арифметического; коэффициент корреляции; коэффициент вариации; кларк концентрации (КК). Результаты вегетационного опыта об-
рабатывали статистически (дисперсионный анализ неравномерного комплекса по Н.А. Плохинскому) с использование MS Exel.
Положения, выносимые на защиту.
-
Для торфов Брянской области характерна неоднородность по агрохимическим показателям. Это необходимо учитывать для разработки торфяной залежи и последующего использования.
-
Неоднородность торфов по содержанию большинства макро-, микроэлементов характерна не только для разных типов торфяных залежей, но и для разных торфяных горизонтов одной торфяной залежи. Поэтому для рационального использования торфов Брянской области необходим индивидуальный подход к каждому торфяному месторождению.
-
Местный торф эффективно использовать в качестве основного компонента для приготовления торфяного субстрата (по биометрическим показателям высота и количество листьев у растений рукколы сорта Корсика больше на 15 %, масса наземной части на 46 % по сравнению с контролем).
Степень достоверности результатов проведенных исследований.
Исследования проводились в течение времени с 2010 по 2016 гг.
Программа исследований и результаты проведенных анализов образцов
переходных и низинных торфов Брянской области докладывались и
утверждались на заседаниях кафедр и Ученого совета Брянского
государственного аграрного университета. Полученные результаты
исследований прошли апробацию на Всероссийских с международным участием научно-практических конференциях и публикаций в печати, в том числе в рецензируемых журналах ВАК. Выводы и рекомендации для сельского хозяйства основаны на экспериментальном материале, достоверность которых подтверждаются статистической обработкой данных с использованием современных методов (корреляционный анализ, дисперсионный анализ неравномерного комплекса) с применением программного пакета Microsoft Office 2007.
Апробация работы и публикации результатов исследований. Материалы работы доложены на Всероссийской с международным участием научно-практической конференции «Почвы России: современное состояние, перспективы изучения и использования» (Петрозаводск-Москва, 2012); международной заочной научно-практической Интернет – конференции «Инновационные фундаментальные и прикладные исследования в области химии сельскохозяйственному производству» (Орел, 2012); I-международной конференции «Агроэколо-гические аспекты устойчивого развития АПК» (Брянск , 2012); международной научно-практической конференции « Актуальные проблемы экологии, агрохимии и почвоведения в I веке»; -международной научной конференции «Аг-роэкологические аспекты устойчивого развития АПК» (Брянск , 2013); II этапе Всероссийского конкурса на лучшую работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Министерства сельского хозяйства РФ, в номинации «Сельскохозяйственные науки» (25-26 апреля 2013 г., г.
Курск); в конкурсе на лучшую научную работу аспирантов и молодых ученых Брянской области по естественным, техническим и гуманитарным наукам «Современные научные достижения. Брянск-2013», по итогам которого получен дипломом третьей степени.
Публикации. Результаты научных исследований изложены в 9 публикациях, 4 из которых входят в перечень рецензируемых журналов ВАК Министерства образования и науки РФ.
Производственное внедрение. Результаты научных исследований Тимошенко Е.С. по теме «Агрохимическая характеристика переходных и низинных торфов Брянской области» прошли производственное внедрение в ООО «Агро-смак» в 2015-2016гг. при выращивании овощных и зеленых культур. Производственное внедрение показало, что при использовании местного торфа в качестве субстрата для выращивания овощных и зеленых культур полученная урожайность составляла до 1,5 – 5 кг/м2. Данный показатель не уступает при выращивании на субстратах, привезенных из других областей.
К диссертации прилагается документ, в котором указывается, что Департамент по сельскому хозяйству Брянской области принял во внимание полученные данные для отбора торфяного сырья и последующего его использования в сельском хозяйстве.
Личный вклад автора. Работа выполнена на кафедре агрохимии, почвоведении и экологии Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Брянского государственного аграрного университета» в 2010-2016 гг.
Личный вклад автора состоит в разработке программы и выборе методов, в организации, постановке вегетационного опыта и лабораторных исследований, сборе и обработке экспериментальных данных, анализе материала, формулировке основных положений и выводов, подготовке научных публикаций, оформлении диссертации. Автор выражает искреннюю благодарность за руководство исследованиями, всестороннюю помощь и абсолютную поддержку своему учителю и научному руководителю к. с.-х. н., доценту Г.В. Чекину. Особую признательность за содействие, сотрудничество и благожелательную атмосферу автор выражает сотрудникам кафедры агрохимии, почвоведения и экологии.
Объём и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 182 страницах компьютерного текста, включает в себя: ведение, основную часть (состоящую из 5 глав), заключение, списка литературы и приложения. Работа включает 22 таблиц, 21 рисунков и 26 приложений. Список литературных источников состоит из 253 наименований, из них 19 иностранных авторов.
Состав и агрохимические свойства торфа
Количество отложений на дне озера увеличивается с каждым годом, и вследствие этого дно озеро постепенно повышается. В озерах с пологими берегами водно-болотные растения, пользуясь сапропелем как почвой, надвигаются на озеро с берегов, окаймляя зеркало воды широким зеленым кольцом. В нем устанавливается ряд поясов, закономерно сменяющихся от берегов к центру озера (Тюремнов, 1976). За определенный срок на месте открытой водной поверхности образуется болото с характерной для него растительностью (рис. 3). Основным итогом этого процесса является формирования торфяной залежи. В соответствии с ГОСТ 21123-85: «торфяная залежь – естественное напластование отдельных видов торфа от поверхности до минерального дна торфяного месторождения или подстилающих озерных или ор-гано-минеральных отложений».
Мелководные водоемы, минуя стадию отложения сапропелей, зарастали водно-болотной растительностью и превращались в торфяники (Чекин, 2002; Инишева, 2009). Но в природе данная схема не является широко распространенной, так далеко не всегда в основании торфяного месторождения лежит сапропель. Не менее часто встречается накопления торфа на минеральном грунте (Ра-ковский, 1978).
Заболачивание суши. Это сложный, внутренний противоречивый процесс (рис. 4). Вода, заполняя поры почв, препятствует проникновению в них атмосферного кислорода, тем самым приводит к нарушению газовых режимов, вызывает развитие восстановительных процессов, накопление в почве закисных соединений железа и других элементов. В результате происходит оглеение минеральных горизонтов. Глееобразование – обезжелезнение мелкозема, реализуется только в условиях анаэробного сбраживания органического вещества и активного воздействия на минеральный субстрат агрессивных органических кислот. Морфологически выражается синеватым, серым, голубым цветом. При всех изменениях происходит подавление жизнедеятельности сапрофагов (аэробных микроорганизмов), что ведет к накоплению торфа, т.е. мало разложившихся растительных остатков (Пьявченко, 1985; Чекин, 2002; Инишева, 2009). Для образования торфа необходимым условием служит определенная форма рельефа, например впадина или ложбина, создающая задержку стока.
Для начала процесса заболачивания необходимы водоупор в виде грунта с небольшой водопроницаемостью и понижение в рельефе, которое задерживает сток. В качестве водоупора может выступать и близкое залегание грунтовых вод (Инишева, 2009).
Минеральная почва, которая подвергается заболачиванию, выполняет роль почвообразующей породы по отношению к формирующемуся на ней органогенному профилю. Она непосредственно через почвообразующий фитоценоз направляет ход развития торфяной почвы, ее основные свойства и вещественный состав (Бахнов, 2010; Степанова, 2012).
В основе функционирования болотных экосистем лежит взаимодействие их компонентов между собой, с внешней средой, со смежными экосистемами (рис. 5). Взаимодействие проявляется в обмене веществом и энергией получаемой автотрофами первоначально от солнца. Поточные (биогеоценотические) горизонты имеют главное функциональное значение в болотных экосистемах (Бяллович, 1960). Было выделено две группы поточных горизонтов: почвенный (торфогенный слой, корнеобитаемый торфяной горизонт и оглееный грунт) и атмосферный (над кронами деревьев, в зоне распространения крон, в зоне формирования подростка, приповерхностный). Оглееный грунт можно назвать как переходный горизонт между торфяной почвой и залежью.
С помощью хлорофиллоносных тканей и солнечной энергии в зоне атмосферных поточных горизонтов происходит потребление и преобразование в органическое вещество. В атмосферу происходит выделение одного из необходимых газов – кислорода. Растительный опад формируется из вегетативных и генеративных органов, которые отмирают и опадают в течение времени (Пьявченко, 1985).
Торфообразование протекает в пределах так называемого торфогенного слоя, который представляет собой верхний (0,2-0,7 м) слой торфяной залежи с участием гетеротрофных почвенных организмов-деструкторов. Определение в соответствии с ГОСТ 21123-85: «торфогенный слой – верхний слой торфяной залежи, в котором интенсивно протекают процессы биохимических изменений отмерших болотных растений и образование торфа». В условиях низинных болот разложение отмерших органических остатков выполняют многочисленные беспозвоночные (калькофилы, дождевые черви), а так же огромное количество микроорганизмов (бациллы, актиномицеты). Почвенная фауну и микрофлора деятельного слоя болот верхового типа гораздо беднее, чем низинного. Деструктивная специализация почвенных организмов тесно связано с химическим составом растений.
Растения-торфообразователи верховых болот разлагаются хуже, чем низинных, вследствие меньшего содержания в них протеинов, кальция, легкогидролизируемых углеводов и водорастворимых соединений (Пьявченко, 1985).
Районирование торфяных месторождений Брянской области
Зольность торфа – содержание золы, выраженное в процентах к абсолютному сухому веществу торфа. Большая зольность, обусловленная примесями песка и глины, снижает эффективность торфа из-за уменьшения процентного содержания органического вещества. При зольности более 30% торф не пригоден ни на подстилку скоту, ни на удобрения (Ковалев, 1998). В технологии торфяного производства торф по содержанию золы классифицируется на низкозольные (до 5%), среднезольный (от 5 до 10%) и высокозольный (более 10 %).
При использовании торфа на удобрение особенно важно знать агрохимические свойства. Кислотность – одно из основных агрохимических характеристик торфа, характеризующее реакцию среды и почв. Обменная кислотность связана с составом минеральной части торфа. Существенное изменение кислотности является следствием повышенного содержания кальция, магния, алюминия, серы. Так, чем кислее реакция среды, тем больше в торфе подвижного алюминия, который оказывает отрицательное влияние на рост и развитие растений. Установлено, что в низинных торфах подвижного алюминия обычно не бывает, в переходных может содержаться 3-10 мг-экв/100 г, а в верховых торфах его содержание достигает 15 мг-экв/100 г. В торфе кальций является важным регулятором кислотности. По мере увеличения содержания кальция в торфе уменьшается его кислотности (Лиштван, 1975; Справочник по торфу,… 1984; Крупнов, Базин, 1992). Гидролитическая кислотность показывает общее содержание в торфе поглощенных ионов водорода, она в торфах низинного типа (0-150 мг-экв/100 г сухого торфа) обычно меньше, чем в верховых (95-204 мг-экв/100 г сухого торфа), это связано с генезисом их образования. Показатель гидролитической кислотности очень важен при подборе торфа для приготовления торфяных удобрений. Гидролитическая кислотность необходима также для установления доз известкования почв (Крупнов, Базин, 1992).
Кислотность тесно связана с его зольностью. Закономерность изменения кислотности и зольности торфа по профилю торфяной залежи определяется особенностями стратиграфии торфяных залежей. В однородных по строению торфяных залежах величины кислотности и зольности очень незначительно изменяются по глубине. По величине кислотности можно судить о структуре торфа и о степени его гидрофильность. Зольность торфа, химический состав его минеральной и органической массы, кислотность – очень важные показатели, отражающие условия водно-минерального режима, в которых протекает болотообразовательный процесс (Болотные системы…, 2001).
При агрохимической оценке торфа большое значение имеет содержание в нем кальция (Теория и практика…, 1987). Содержание кальция в сухом веществе низинного нормальнозольного торфа до 4%. В переходном и верховом торфе отмечается понижение до 1 и 0,5%. В условиях обильного поступления грунтовых карбонатных вод, наблюдающегося на низинных залежах, торф может содержать до 30% окиси кальция и более. Такие торфа представляют исключительную ценность, так как не только обогащают почву органическим веществом, но и нейтрализует почвенную кислотность. Количества кальция в торфе тесно связано с генезисом торфообразования. (Органические удобрения…, 1984; Использование торфа…, 1992). Содержание магния в торфе коррелирует с количеством кальция, но его примерно на порядок меньше (Крупнов, Базин, 1992).
Среди элементов-биофилов, наиболее активно участвующие в биологическом круговороте кремний, кальций и магний занимают лидирующее положение (Уланов, 2005). Данные М.Н. Никонова (1956), И.Н. Скрынниковой (1974), В.Н. Переверзева (1999) и т.д., указывают, что при переходе от торфяных почв верхового типа к низинным происходит увеличения этих элементов в золе. Очень высока роль кальция в формировании типа торфа и конечно в процессе болотного почвообразования (Бахнов, 1986; Ефимов, 1986; Уланов, 2005).
Основная часть фосфора в торфе имеет органическое происхождение. Неорганический фосфор поступает в торф с почвенно-грунтовыми водами. Общее содержание фосфора в низинных торфах доходит до 0,4, а в верховых – до 0,07% (Лиштван, Базин, Косов, 1989). Торф с прослойкой вивианита (фосфорнокислая закисная соль железа) содержит до 8% фосфора. Вивианитовый торф служит одновременно и фосфоритным удобрением, но встречается редко. В основном торф беден фосфором, и при производстве любого органического удобрения на его основе обязательным компонентом – фосфорные удобрения.
В торфе содержание калия и натрия достаточно низкое (Ефимов, 1986; Пе-реверзев, 1999 и др.; Уланов, 2005). Дополнение калийными удобрениями – необходимое условие при использовании торфа на удобрение (Органические удобрения…, 1984). Основная часть калия находится в составе кристаллической решетки первичных и вторичных минералов в малодоступной форме (Лиштван, Базин, Ко-сов, 1989).
Никонов М.Н. (1965) указывает на то, что некоторые торфа характеризуются свойствами, которые действуют негативно на растения, например, при условиях естественного залегания и присутствия в них токсичных веществ. По данным А.В. Тишковича (1978) повышенное содержание окиси железа (в охристых торфах) и алюминия (в верховых торфах) угнетают растения. При использовании торфа наблюдается небольшое подкисление почвы (Барановский, Перевалов, 1994; Грехова, 2005).
Определение содержание железа в торфе имеет большое практическое значение, особенно когда торф используют для приготовления органоминеральных смесей. Торф не используется для приготовления органоминеральных удобрений, если содержание валового железа более 5 %, так как фосфорная кислота фосфорных удобрений, реагируя с железом, переходит в малодоступные формы для растений. Содержание алюминия в торфе необходимо определять также при приготовлении органоминеральных смесей (ТМАУ, компосты). Торфа низинного типа обычно не содержит подвижного алюминия. Подвижный алюминий тесно связан с обменной кислотностью. Обычно он содержится при рН солевой вытяжки меньше 5-5,2 (Лиштван, Базин, Косов, 1989).
Содержание водорастворимых и обменных форм Са, Mg, К (в пересчете на K2О), Na, Fe и Рпод. (в пересчете на P2O5)
Относительное содержание общего углерода по профилю переходных торфяных залежей несколько уменьшается, но затем дает максимум на горизонте Т2, ниже которого наблюдается спад. Данный факт, вероятно, связан с различием ботанического состава растений-торфообразователей на разных глубинах залегания. Низинные торфяные залежи Для низинных торфяных залежей максимум относительного содержания общего азота приходится на горизонт Т2 (рис. 16, Б). Это связано, по-видимому, с характером биохимических процессов, протекающих в период формирования торфа в торфогенном слое (Природа болот…, 1967). В.Н. Ефимов (1986) считает, что содержание общего азота увеличивается с глубиной вследствие большой интенсивности процессов гумификации, произошедших в нижней части профиля.
По торфяному профилю наблюдается выраженное возрастание содержания общего углерода. Это свидетельствует о том, что содержание общего углерода для торфов низинных торфяных залежей в значительной мере зависит от его возраста (Ефимов, 1986), и его слагающее становится более обуглероженным (Пьяв-ченко, 1985). В верхней части профиля максимум содержания общего углерода не наблюдается, что вероятно, объясняется процессом эмиссии углерода, вследствие минерализации торфа. В придонном слое торфяного профиля относительное содержание общего углерода и азота резко уменьшается.
В распределении относительного содержания общего углерода и азота по профилю низинной торфяной залежи прослеживается одинаковый ход кривых. По мнению В.Н. Ефимова (1986), в хорошо гумифицированных низинных торфах параллельность кривых, свидетельствует о конституционной связи между этими элементами, т.к. круговорот азота тесно связан с круговоротом углерода, азот следует за углеродом, вместе с которым он участвует в образовании всех органических веществ.
Таким образом, распределение относительного содержания общего углерода и азота по профилю торфяных залежей переходного и низинного типа отличается. Для торфяных залежей переходного типа относительное содержание общего азота максимально в верхнем слое (связано с биологической аккумуляцией), низинного – на горизонте Т2 (связано с характером биохимических процессов). Обнаружена параллельность между ходом кривых относительного содержания общего углерода и азота в низинных торфяных залежах, что объясняется тесной связью круговоротов данных элементов. В верхней части торфяного профиля максимум содержания общего углерода не наблюдается, что вероятно, объясняется эмиссией углерода вследствие минерализации торфа.
Торфа в болотных экосистемах играют роль своеобразного «депо» для макроэлементов с последующим частичным исключением их из биологического круговорота. Изучение содержания и распределения макроэлементов в торфяных месторождениях является важным фактором для добычи торфа с необходимого торфяного горизонта для дальнейшего использования ресурса в сельском хозяйстве (в частности для приготовления удобрений и торфяных грунтов).
Для торфов переходных торфяных залежей содержание водорастворимой формы щелочноземельных элементов варьируют в следующих пределах (табл. 9): для кальция – от 14,11 до123,64, для магния – от 14,72 до 181,66 мг/100 г сухого торфа. Для обменного кальция – от 44,39 до 912,06, для магния – от 141,86 до 727,25 мг/100 г сухого торфа, соответственно. Обеспеченность торфа обменным кальцием характеризуется оценкой от «очень низкая» до «очень высокая», обменным магнием – «очень высокая». Данные по содержанию кальция и магния показывают, что обменная форма аккумуляции в данном торфе является преобладающей.
Содержание оксида калия варьирует в следующих пределах: водорастворимая форма от 1,03 до 462,84 мг/100 г сухого торфа; обменная форма от 1,40 до 514,01 мг/100 г сухого торфа. Обеспеченность торфа обменным калием (за исключением очеса) характеризуется оценкой от «очень низкой» до «высокой». Содержание натрия: от 1,79 до 135,61 и от 2,60 до 172,32 мг/100 г сухого торфа соответственно. Коэффициенты парной корреляции между обменной формой кальция и магния, а также между водорастворимой формой калия и магния положительно достоверные. По-видимому, это обусловлено одинаковыми механизмами поглощения данных катионов торфами переходного типа (табл. 5).
Экономическая эффективность субстрата на основе местного торфа при выращивании рукколы сорта Корсика
Определение в соответствии с ГОСТ 21123-85: «балансовые запасы торфа – запасы торфа, удовлетворяющие кондициям, установленным для подсчета запасов торфа в залежи, и использование которых является экономически целесообразным и допустимым по природоохранным условиям»; «прогнозные запасы торфа – запасы торфа, выявленные при поисках торфяных месторождений по картографическим материалам и статистическом учете»; «забалансовые запасы торфа – запасы торфа, не удовлетворяющие кондициям, установленным для подсчета запасов торфа в залежи, а также запасы, использование которых экономически нецелесообразно или недопустимо по природоохранным условиям».
Запасы торфа разведаны на территории всех административных районов области. Наибольшие запасы (категории А+В+С1+С2) имеются в Брасовском (17 млн. т), Климовском (11,8 млн.т), Навлинском (20,0 млн.т), Новозыбковском (17,5 млн.т), Погарском (12,23 млн.т) и Почепском (19,3 млн.т) районах. К сожалению, крупные месторождения в юго-западных районах оказались в зоне загрязнения долгоживущими радионуклидами (стронций-90 и цезий-137) в результате аварии на Чернобыльской АЭС (1986 г.) и добыча торфа в них приостановлена (Воробьев, 1994; Природные ресурсы…, 2007).
Сразу после аварии площадь загрязнения в области составила 11,8 тыс. км2 или около 34 % всей территории области. Загрязненными оказались около 1000 населенных пунктов. Из-за неравномерности по длительности и интенсивности выпадения радиоактивных осадков образовалась различная плотность загрязнения территории. Гамма – фон на загрязненных радионуклидами территориях составляет 25-400 мкР/час. Наибольшие уровни гамма-излучения от 200 до 400 мкР/час отмечаются в отдельных населенных пунктах Красногорского района: Увелье, За-борье и Николаевка. В восточных районах уровни гамма-фона колеблются 12-25 мкР/час (Природные ресурсы…, 2007). За время, прошедшее после аварии радиационная обстановка на загрязненных территориях претерпела определенные изменения. Изменение радиоэкологической ситуации связано с естественным распадом радионуклидов, протеканием миграционных процессов (Экологические последствия…, 2008).
В Брянской области, где основным дозообразущим радионуклидом является 137Cs, ФГУ «Брянскагрохимирадиология» составила электронную карту прогнозных загрязнений цезием-137 на 2016 год (рис. 11). По карте видно, особенно пострадали семь экономически развитых юго-западных районов: Гордеевский, Злынковский, Климовский, Красногорский, Новозыбковский и Стародубский (Природные ресурсы…, 2007; Атлас современных…, 2009).
Для наглядного представления радиоактивного загрязнения Брянской области, в пределах которой находятся торфяные месторождения, было составлена совмещенная карта (карта прогнозного загрязнения цезием-137 и карта основных месторождений торфа). Большинство резервных торфяных месторождений, а также месторождений разрабатываемых торфопредприятиями и сельским хозяйством (2007 год) находятся на территории с плотностью загрязнения цезия-137 около или менее 5 Ки/км2. Имеются торфяные месторождения, которые находятся на территории Брянского, Карачевского, Клетнянского и Почепского района с плотностью загрязнения цезия-137 менее 1 Ки/км2. Таким образом, с учетом ра 63 диоактивного фона Брянской области, можно выделить торфяные месторождения, которые находятся на достаточно чистых территориях. Данный факт указывает на возможность использования торфяного ресурса области в сельском хозяйстве.
В пределах области выделяется четыре торфяно-болотных районов (рис. 12): ) овражные и пойменные торфяники западных склонов Среднерусской возвышенности и в правобережье реки Десны. На его территории распространены небольшие торфяные месторождения, имеющие преимущественно торфяную залежь повышенной зольности. Большая часть территории района покрыта мощным покровом легкоразмываемых лессовидных пород. Речные и овражные долины глубоко врезаны. В ряде мест они вскрывают водоносные горизонты верхнемеловой системы и создают условия богатого грунтового питания. Торфяные месторождения, образовавшиеся здесь в поймах и оврагах, имеют обильное грунтовое питание, а благодаря поверхностному смыву с окружающих элементов рельефа, торфяная залежь постоянно обогащалась продуктами этого смыва. Торфяные месторождения, слагаются, как правило, тростниковыми и осоково-гипновыми видами торфа. Торфяные залежи часто минерализованы известью, вивианитом, что позволяет использовать торф на удобрение и при средней зольности торфа более 35% (Торфяные месторождения…, 1977).
II) Умереннозольные крупнонизинные торфяники размещены на территории левобережья р. Десны в пределах Брянского, Карачевского, Навлинского, Су-земского и Трубчевского районов (общая площадь залежей превышает 6 тыс. км2) (Природные ресурсы…, 2007). Средняя площадь торфяного месторождения этого района составляет около 200 га. Четвертичные отложения представлены здесь преимущественно древнеаллювиальными и флювиогляциальными песками и супесями. Здесь распространены торфяные месторождения различного геоморфологического залегания, однако преобладают пойменно-притеррасные. Питание осуществляется грунтовыми и полыми водами, в результате чего торфяная залежь имеет минеральные включения, а отдельные участки покрыты минеральным наносом. Средние показатели зольности торфа месторождений второго района значительно ниже показателей месторождений первого района. Торфяная залежь месторождения сложена осоковыми, осоково-древесными, тростниково-древесными и тростниковыми видами торфа высокой степени разложения. В данном торфяно-болотном районе распространены также торфяные месторождения долин стока, которые образовались в различных понижениях рельефа, оставшихся после стока ледниковых вод. В питании этих торфяных месторождений принимают участие атмосферные и грунтовые воды. Торфяные месторождения долин стока имеют различное строение с преобладанием тростникового, осокового и осоково-гипнового видов торфа. Зольность торфяных залежей долин стока гораздо ниже, чем у пойменных торфяных месторождений (Торфяные месторождения…, 1977).