Введение к работе
Актуальность темы. Антропогенное воздействие на окружающую среду во второй половине XX века резко обострило экологическую ситуацию в Российской Федерации. Вследствие нерационального природопользования, значительного сокращения работ по охране почв и земельных ресурсов сильное развитие получили процессы деградации почв. Они приводят к ухудшению экологического состояния почв, снижению их продуктивности и устойчивости (В.А. Ковда, 1989; Г.В. Добровольский, 1999, 2008 и др.). Стало совершенно очевидным, что процессы деградации почв представляют одну из самых больших угроз экологическому благополучию не только человечества, но и всего живого на Земле. Из-за чрезмерной эксплуатации и развития эрозионных процессов деградации подвержены и чернозёмные почвы – основное богатство России (Ф.И. Козловский, В.А. Чаплин, 1994; Д.И. Щеглов, 1994; А.П. Щербаков, И.И. Васенев, 1994, 1998, 1999, 2000; В.Д. Муха и др., 2006; Н.П. Масютенко, 2000, 2006; Ф.Н. Лисецкий, 2009 и др.).
В настоящее время актуальной проблемой является изучение и оценка экологического состояния черноземных почв ЦЧР, подвергающихся антропогенному воздействию различной степени. Недостаточно изучены восстановительные способности черноземных почв при снятии агрогенных нагрузок. Требуют разработки и применения методы, позволяющие количественно оценивать степень агрогенного воздействия на почвы различных видов использования земельных угодий, а также проводить интегральную оценку экологического состояния почв.
Экологическое состояние естественных природных и антропогенно трансформированных систем – это совокупность физико-химических и биологических свойств, обеспечивающих выполнение ими биосферных функций (А.А. Хуторов, 2005). К таким системам относится и почва.
Цель и задачи исследований. Целью исследований является изучение влияния степени агрогенной нагрузки при разных видах использования земельных угодий на агроэкологическое состояние чернозема типичного ЦЧР и его оценка. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Исследовать химические, физические, биологические свойства чернозема типичного на пашне в зернопаропропашном и зернотравяном севооборотах, бессменном пару, на залежи и пашне, прилегающей к ней, в лесополосе, бессменных посевах многолетних трав.
2. Изучить влияние снижения и повышения агрогенной нагрузки на экологическое состояние чернозема типичного ЦЧР.
3. Модифицировать методику оценки степени воздействия агрогенных нагрузок на почву.
4. Разработать метод интегральной оценки экологического состояния почвы.
5. Провести интегральную оценку экологического состояния чернозёма типичного на различных угодьях в зависимости от степени агрогенного воздействия.
Научная новизна. Впервые проведена количественная оценка степени агрогенной нагрузки на чернозем типичный при разных видах использования земельных угодий. Разработан и апробирован метод интегральной оценки экологического состояния почвы. Выявлены свойства почвы, наиболее реагирующие на изменение степени агрогенного воздействия. Разработана шкала оценки экологического состояния черноземов. На основе разработанного метода дана интегральная оценка экологического состояния чернозёмных почв в зависимости от вида использования земельных угодий, степени агрогенной нагрузки. Установлены особенности влияния степени агрогенной нагрузки на состав органического вещества почвы, её химические, физико-химические, физические и биологические свойства. Показана регенерация свойств чернозема типичного при снятии агрогенных нагрузок.
Практическая значимость работы. Модифицированная методика и разработанный метод могут быть использованы для оценки степени воздействия агрогенных нагрузок на почву и для интегральной оценки экологического состояния черноземов. Интегральная оценка экологического состояния чернозёма типичного в зависимости от вида использования земельных угодий и степени агрогенной нагрузки, изученная его восстановительная способность при снятии агрогенного воздействия могут быть использованы при разработке методических рекомендаций по регулированию экологического состояния черноземных почв ЦЧР, их мониторинга и при формировании адаптивно-ландшафтных систем земледелия. Результаты исследований были использованы при разработке «Системы показателей оценки экологической емкости агроландшафтов для формирования экологически устойчивых агроландшафтов» (2011).
Положения, выносимые на защиту:
1. Особенности количественного и качественного состава органического вещества и биологических свойств чернозема типичного в зависимости от вида использования земельных угодий и степени агрогенной нагрузки.
2. Закономерности изменения химических и физических свойств чернозема типичного в зависимости от степени агрогенной нагрузки на почву.
3. Снятие агрогенной нагрузки на почву при отведении её под залежь (23-24 года) приводит к регенерации свойств чернозёма типичного.
4. Бессменное парование в течение 24 лет способствует деградации чернозема типичного.
5. Метод определения и интегральная оценка экологического состояния чернозёмных почв.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы были представлены и получили положительную оценку на Международных научно-практических конференциях (Курск, 2007, 2008; Москва, 2010); Всероссийских научно-практических конференции (Курск, 2010, 2011); заседании Территориального координационного совета (Воронеж, 2009); на научно-практических конференциях Курского отделения межрегиональной общественной организации «Общество почвоведов имени В.В. Докучаева» (Курск, 2008, 2010); 9-й международной школе молодых ученых (Волгоград, 2009).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 13 работ, из них: две в издании, рекомендованном ВАК Министерства образования и науки РФ, и одна брошюра.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 189 страницах машинописного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов, предложений НИУ и проектным организациям, списка литературы, включающего 302 источника, в том числе 30 на иностранных языках, содержит 30 таблиц и 19 рисунков, 6 приложений.
Благодарности. Автор выражает глубочайшую признательность и благодарность научному руководителю профессору, д.с.-х.н. Н.П. Масютенко, всему коллективу лаборатории агропочвоведения ВНИИЗиЗПЭ за поддержку, ценные консультации и помощь в работе, а также благодарит сотрудников ВНИИЗиЗПЭ за ценные советы и поддержку.
