Методы оценки качества почв

Методы оценки степени загрязнения почв

Зачем нужна оценка степени загрязнения почв?

Какие существуют методы оценки почв?

Для городских территорий применяются следующие методы оценки качества почв:

1) Методика ПДК (предельно допустимая концентрация химических веществ).

Это метод, позволяющий выявить опасность загрязнения почвы. Уровень химических веществ не должен превышать экспериментально подобранных нормативов, тем самым он не будет представлять какой-либо угрозы для человеческого организма — как прямого, так и косвенного. Благодаря способности к самоочищению почва имеет возможность обезвреживать некоторое количество вредных элементов, и метод ПДК позволяет выявить, находится ли концентрация этих веществ в допустимых пределах, или же превышает их.

Метод ПДК является основным показателем при санитарно-гигиенической оценке загрязненности почвы вредными веществами.

2) Методика ОДК (ориентировочно допустимая концентрация химического вещества).

С помощью этого расчетного метода выявляется уровень загрязненности почвы. В основе методики исследования заложены нормативы, рассчитанные для оценки безопасности продуктов питания.

Такой подход обусловлен тем, что вредоносные вещества из почвы имеют тенденцию переходить в растения, которые в дальнейшем могут попадать в организм человека.

3) Методика биотестирования.

Особенностью метода является то, что для выявления уровня токсичности почвенной пробы используются живые организмы. Это могут быть животные, микроорганизмы или растения.

Как определить степень загрязненности почвы методом биотестирования? Для растений используется следующая оценка:

• уровень всхожести семян
• длина зародышевых корешков
• измерение длины побегов

Полученные показатели сравниваются с нормой, и на основе полученных сравнительных данных определяется степень загрязненности почвы. Этот тест показывает фитотоксические характеристики почвы.

Также могут использоваться водоросли. Для определения токсических свойств почвы применяются микроорганизмы.

Другим вариантом тестирования является использование дождевых червей для оценки токсичности почвы.

4) Методика биодиагностики.

Биологическая активность почвы находится на определенном уровне, зафиксированном многочисленными исследованиями. Основные показатели загрязнения при исследовании:

В основе метода лежит исследование почвенных ферментов, содержащихся в гумусе. Их химическая активность значительно меняется под воздействием загрязняющих факторов. Другой фактор — влияние на почвенные микроорганизмы.

Комплексная оценка степени загрязненности почвы методом биодиагностики базируется на интегральном показателе биологического состояния (ИПБС).

Минусом метода является потребность использования дорогостоящего оборудования для полноценного исследования.

Полезный сервис: Прием пластмассы.

Что такое бонитировка почвы?

Бонитировка почвы — это метод сравнительной оценки плодородия. Иными словами, с помощью этого метода можно выяснить, какая почва обладает более высокими плодородными показателями, в сравнении с другой. Среди показателей качества почвы учитывается уровень влажности, количество гумуса, кислотность, фанулометрический состав, элементы питания и др.

В результате исследования формируется такой показатель как балл бонитета почв. Максимальный уровень по шкале бонитета — 100 баллов. Практическое значение метода бонитировки проявляется при экономической оценке почвы, если она предназначается для сельскохозяйственной деятельности.

Предлагаем посмотреть видео о загрязнении почвы:

Источник

Современные методы оценки почв

3.1. Методологические основы

Различают частную (по отношению к отдельным культурам) и общую (с учетом структуры посевов и угодий) оценки земель, которые реализуются через систему оценочных показателей.

Внутрихозяйственную оценку земли проводят в трех аспектах: как средство труда, как предмет труда и как средство производства (см. рис.). И во всех аспектах оценка земли, как уже отмечалось, может быть частной и общей.

Как средство труда землю оценивают по свойствам и признакам, определяющим ее плодородие. Для этого последовательно проводят бонитировку почв, оценку земель по урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности кормовых угодий.

Как предмет труда землю оценивают по свойствам и признакам, определяющим удобство ее обработки и использования, а в итоге – затраты живого и овеществленного труда в земледелии. Для этого последовательно проводят оценку технологических свойств земли, ее местоположение относительно хозяйственного центра, урожайность (плодородие) как фактор затрат, благоприятность (удобства или сложности) выполнения полевых механизированных работ, а также оценку земли по затратам труда и средств производства в земледелии.

Как средство производства землю оценивают по совокупности свойств и признаков, определяющих производительность труда и эффективность затрат в земледелии. Для этого проводят оценку земли по производным от урожайности (продуктивности) и затрат показателям: производительности труда, окупаемости затрат, дифференциальному доходу и др.

Державин Л.М., Фрид А.С. (2001) рассмотрели вопросы оценки плодородия пахотных земель и научные подходы (модели) различных авторов для подбора наиболее приемлемого для агрохимической службы метода. В моделях исполь­зованы показатели химических, физико-химических, физических и биологических свойств почв.

Ценность земли как основного средства с.-х. производства в конкретной хозяйственной инфраструктуре определяется ее плодородием, то есть способностью обеспечить потребность растений в земных факторах их рос­та и развития. В соответствии с Федеральным законом РФ «О государственном земельном кадастре» от 2 ян­варя 2000 г. № 28-ФЗ при государственном кадас­тровом учете земельных участков каждый из них должен иметь качественную и экономическую оценку, свой кадастровый номер. Одной из основ­ных целей создания и ведения Государственного земельного кадастра является информационное обеспечение государственного и муниципального управления земельными ресурсами, государст­венного контроля за использованием и охраной земель, мероприятий, направленных на сохране­ние и повышение плодородия земель, землеуст­ройства, экономической оценки земель и учета стоимости земли в составе природных ресурсов, установления обоснованной платы за землю. Важнейшими сведениями о земельных участках являются их категория и разрешенное использо­вание, а также качественные характеристики, в том числе показатели состояния плодородия для отдельных категорий.

Задача государственного контроля — обеспе­чение соблюдения всеми предприятиями, учреж­дениями, землепользователями и землевладель­цами, а также гражданами, иностранными юри­дическими и физическими лицами требований земельного законодательства Российской Феде­рации в целях рационального использования и ох­раны земель, своевременного и качественного выполнения мероприятий по повышению плодо­родия почв, предотвращению загрязнения их ток­сичными и радиоактивными веществами, зараже­нию земель бактериально-паразитическими и ка­рантинными вредными организмами, закислению, засолению, переуплотнению, эрозии и других процессов, вызывающих деградацию земель.

Правовые основы государственного регулиро­вания сохранения плодородия земель с.-х. назначения определены Федеральным законом РФ «О государственном регулировании обеспечения плодородия земель с.-х. назначения» от 16 июля 1998 г. № 101-ФЗ. В соответствии с этим законом систематическое проведение почвенных, агрохимических, фитосанитарных и эколого-токсикологических обследо­ваний и мониторинга плодородия земель с.х. назначения является основным направлением агрохимического обслуживания.

Научные исследования в этой области заклю­чаются в разработке показателей состояния пло­дородия почв с учетом природного и сельскохозяйственного районирования земель и методик оценки состояния земель с.-х. назна­чения и показателей состояния их плодородия.

В настоящее время комплексная оценка пло­дородия земель с.-х. назначе­ния по результатам проводимого агрохимической службой мониторинга, как правило, не проводит­ся из-за отсутствия соответствующих рекоменда­ций. Это затрудняет научно обоснованное рас­пределение возделываемых в хозяйстве культур по полям (участкам), разработку рациональной структуры посевных площадей и с.-х. угодий, севооборотов.

Комплексная оцен­ка плодородия почв и земель необходима для разработки и установления очередности прове­дения по контурам, полям (участкам) агрохимичес­ких, агротехнических, фитосанитарных, мелиора­тивных, противоэрозионных и других мероприя­тий по сохранению и повышению плодородия почв, особенно при ограниченных финансовых возможностях. Она необходима и для стоимостной оценки с.-х. земель и оценки производственной деятельности хозяйств и растениеводческих под­разделений с.-х. предприятий.

По ГОСТу 27593-88, под термином «плодоро­дие почвы» следует понимать «способность почвы удовлетворить потребность растений в элементах питания, влаге и воздухе, а также обеспечивать ус­ловия для их нормальной жизнедеятельности» [1]. Различают естественное, искусственное, потен­циальное, эффективное плодородие почвы 3.

Естественное плодородие обусловлено природ­ными почвообразовательными процессами без антропогенного воздействия. В чистом виде оно проявляется на целинных землях и характеризу­ется продуктивностью произрастающих на них растений.

Искусственное плодородие обусловлено антропогенным воздействием на почву (обработка, внесение органических и минеральных удобре­ний, химические и водные мелиорации, культур технические работы и т.д.). В чистом виде искусст­венное плодородие почв возникает при создании субстратов для возделывания с.х. культур в защищенном грунте.

Потенциальное плодородие определяется ва­ловыми запасами питательных элементов и дру­гими стабильными показателями свойств почв, позволяющими в благоприятных условиях обес­печивать растения всеми необходимыми земны­ми факторами жизни для их жизнедеятельности. Оно характеризует максимальную производи­тельную способность почвы (суммарную продук­цию за много лет) при благоприятных для кон­кретных культур средних многолетних метеоро­логических условиях и оптимальной агротехнике без привноса факторов жизни растений извне. От степени реализации потенциального плодоро­дия зависит продуктивность растений.

Потенциальное плодородие зависит как от действия природных факторов, так и от хозяйст­венной деятельности человека. Антропогенное воздействие на почву может оказывать на потен­циальное плодородие как положительное, так и отрицательное влияние.

Уровень его изменяется, как правило, медлен­но. В то же время, при интенсивной мелиорации (осушение, орошение, промывка солей, известко­вание кислых почв, химическая мелиорация со­лонцов, глинование песчаных и пескование глини­стых почв), интенсивном применении удобритель­ных средств или по другим причинам (вторичное засоление, загрязнение токсичными веществами и др.) повышение или снижение потенциального плодородия почв происходит за более короткое время.

Продуктивность растений не является ста­бильным показателем потенциального плодоро­дия. При высоком уровне агротехники и исполь­зовании прогрессивных технологий возделыва­ния с.х. культур урожайность может быть выше на полях (участках), характеризующихся более низким уровнем потенциаль­ного плодородия. Напротив, при низкой культуре земледелия, нарушении технологической дисцип­лины на почвах с высоким потенциальным плодо­родием получают низкие урожаи.

Эффективное плодородие обусловлено есте­ственным и искусственным плодородием. Оно зависит не только от природного плодородия и по­годных условий, но и от способов использования почв в земледельческой практике, уровня агротехники, применения удобрительных средств, проведения мероприятий по защите посевов от сорняков, вредителей и болезней, водных и химических мелиорации, технической оснащенности, использования научных достижений, социально-экономических и других условий, влияющих на продуктивность земледелия. Эффективное пло­дородие характеризуется лабильными показателя­ми химических, физико-химических, физических и биологических свойств почв, фактической уро­жайностью с.х. культур, каче­ством продукции растениеводства, экономичес­кими и экологическими показателями. Оно, как правило, ниже или приближается к потенциаль­ному, или равно ему при благоприятных условиях в зависимости от уровня агротехники, культуры земледелия, технологии. Эффективное плодоро­дие почвы более динамично, чем потенциальное, и изменяется под влиянием метеорологических условий как в многолетнем цикле, так и в течение периода вегетации растений.

Продуктивность растений является следстви­ем реализации не только эффективного, но и по­тенциального плодородия, а также агроклиматических, производственных и других ресурсов.

Перечень показателей, характеризующих эф­фективное плодородие почв, зависит от почвенно-климатических условий и должен быть привя­зан к конкретным природно-сельскохозяйственным районам [7].

Важнейшая задача при производстве с.-х. товаров — сочетание стабильного роста урожаев высокого качества и расширенно­го воспроизводства эффективного плодородия почв, в том числе на основе повышения потенци­ального.

В.И.Вернадский [8] считал, что земледелие являет­ся одним из важнейших открытий человечества, благодаря которому человек освободил себя в своем питании от стихийной зависимости от жи­вой окружающей природы, и что важнейшей за­дачей человечества в будущем является научно-техническое овладение механизмом автотрофности. По мнению Ковды [9], полную автотрофность человечества можно решить прежде всего через разумное эффективное использование пло­дородия почв в высококультурном земледелии.

История мирового земледелия насчитывает 8-10 тыс. лет 11. В странах Западной Европы оно имеет четырех-пятитысячелетнюю историю. В нашей стране оно возникло в середине первого тысячелетия до н.э.

Римлянин Колумелла (I век н.э.) [13], полеми­зируя со сторонниками убывающего плодородия почвы, писал, что разумный человек не поверит, что земля, получившая в удел божественную и вечную юность и именуемая всеобщей матерью, потому что и рождает все и будет рождать и впредь, состарилась, будто человек. Колумелла считал, что причина этого ложного взгляда за­ключается в людях: необходимы правильный подбор почв для культуры, должная обработка почвы с учетом местных особенностей, удобре­ния разных видов (люпин, зола, компост). Им был обоснован логический классификационный прин­цип (комбинация признаков) для разделения почв: по влажности (мокрая, влажная, сухая), туч­ности (тощая, средняя, жирная), плотности, каме­нистости и т.д.

В России с XV до конца XVII вв. вели писцовые книги, при составлении которых перемеряли все угодья и проводили их разделение по качеству почвы на 3-4 категории (добрая, средняя, худая и очень худая). При оценке качества земель ис­пользовали опыт писцов, мнение владельцев зем­ли и данные о величине контрольных урожаев, учитываемых писцами в присутствии понятых.

До XIX столетия оценка качества земель сель­скохозяйственного назначения практически во всех странах носила, как правило, описательный характер и в основном для фискальных целей (на­логообложение землевладельцев). В XIX-XX вв., в связи с определенными научными достижения­ми в земледелии, почвоведении, физиологии рас­тений, агрохимии и других областях естествен­ных наук для оценки плодородия почв стали ис­пользовать также результаты количественного анализа показателей свойств почв. При этом воз­росло число используемых показателей.

В Германии Роткегель (по [14]), один из главных авторов Закона об учете грунтов, балльная оценка кото­рого остается обязательной до настоящего времени, предусматривал при оценке качества почвы учет гранулометрического состава; проис­хождения почвы; стадии развития почвы (всего 7), характеризующейся особенностями пахотного перегнойного горизонта, переходной зоны к по­роде, почвообразующей породы, грунтовых вод (их уровень и воздействие на почвенный про­филь). Большое внимание в «Законе» уделено аг­рарной пригодности земель. Ее определяют кли­ма-тические показатели, возможность машинной обработки и характер рельефа местности, нали­чие камней, кислотные свойства почвы, содержа­ние гумуса и питательных элементов, простран­ственная дифференциация почв, общий характер и состав подпочвы.

В Великобритании оценка качества с.-х. земель производится с целью обеспе­чения эффективного применения минеральных удобрений, и все задачи контроля и управления плодородием почв решаются в этом направлении, включая водную и химическую мелиорацию, при­менение более совершенных обработок почвы, органических удобрений и средств защиты расте­ний. Согласно британской бонитировочной клас­сификации почв (по [14]) сельскохозяйственные земли по продуктивности подразделяют на три ка­тегории: хорошего (I), среднего (П), и низкого (III) качества. В категорию I входят 4 типа почв (1-4), во II — 2 типа (5-6) и в III — 4 типа (7-10). На почвах I категории могут выращиваться все культуры данной климатической зоны. На почвах II катего­рии получают средние урожаи даже при высокой агротехнике. На почвах Ш категории из-за невоз­можности применения совершенной агротехники получают невысокие урожаи. Почвы 10-го типа этой категории непригодны для сельского хозяй­ства (сильнокаменистые, даже каменные россыпи, горные породы, прибрежные и дюнные пески).

В США согласно бонитировочной классификации служ­бы охраны почв (по [14]) земли сельскохо­зяйственного назначения в этой стране делят на 8 классов в зависимости от почвы, климатичес­ких, геоморфологических и гидрогеологических условий. Особенно большое внимание уделяется подверженности почв процессам эрозии, возмож­ности осуществления водной и химической мели­орации, противоэрозионной обработке почвы и удобрениям. Классы подразделяют на подклассы согласно четырем критериям: опасность эрозии, особенности водного режима, глубина корнеобитаемой зоны, климат. При оценке качества сельско­хозяйственных земель наряду с агрофизическими показателями, водными свойствами, климатичес­кими условиями, географическим положением и уклоном местности, учитывают также мощность почвенного профиля, содержание органического вещества и питательных элементов, реакцию поч­венной среды, засоление, солонцеватость [15]. В США накоплен большой опыт информацион­ного обеспечения рационального использования и охраны земельных ресурсов на всех уровнях ад­министративного деления страны.

В последние годы при оценке качества земель в зарубежных странах усиливается роль критери­ев, связанных с охраной окружающей среды, а также роль автоматизированных земельных ин­формационных систем и цифровых кадастровых карт. ФАО [16] для оценки качества земли в нео­рошаемом земледелии рекомендует использо­вать следующие показатели: режим радиации (общая радиация, длина дня), температурный ре­жим, доступность влаги (общая влажность, кри­тические периоды, опасность засухи), доступ­ность корням О₂ (условия дренажа); содержание доступных для растений питательных элементов, емкость удерживания питательных элементов, условия укоренения, условия, влияющие на прора­стание семян и образование травостоя, влажность воздуха как фактор роста, условия созревания, опасность затопления, климатические опасности (мороз, шторм), избыток солей (засоленность, солонцеватость), токсичность почвы (присутствие А1, кислотность, щелочность, кислые сульфаты и другие), фитосанитарное состояние (сорняки, вредители, болезни); пригодность почвы к обра­ботке, потенциал механизации, условия подго­товки земли или ее расчистки под пашню, усло­вия хранения и перевозки продукции, условия, влияющие на чередование производства, доступ к производственным единицам, расположение по­тенциала управления, местоположение, опасность эрозии (дефляции), опасность деградации почвы. Все показатели группируются по разде­лам: климатические условия, климат почвы, фор­ма и рельеф участка, гидрология, фитосанитар­ное состояние посевов и почвы, морфология про­филя, физика и эрозия почвы, химия почвы, биология почвы, минералогия почвы, местополо­жение земельного участка.

Как правило, в странах дальнего зарубежья ог­раничиваются оценкой эффективного плодоро­дия почвы по расширенному набору показателей, важнейшим из которых является продуктивность растений. По комплексной оценке, выраженной в процентах от урожайности, получаемой в опти­мальных условиях при отсутствии специальных материальных затрат, определяют класс пригод­ности земли для тех или иных культур:

Источник