Почвоведение, шпаргалка

Вопрос 1. Пахотные почвы таежно-лесной зоны и пути повышения их плодородия.

Таёжно-лесная зона занимает большую часть бореального (умеренно-холодного) пояса нашей страны. На севере она соприкасается с тундрой, на юге – с лесостепной зоной и простирается от Западной границы России до Охотского и Японского морей. Зона занимает более 50% территории России, в том числе около 18 % площади расположено в горных районах Средней и Восточной Сибири. Таежно-лесную зону и северную часть лесостепной зоны с серыми лесными почвами часто называют Нечерноземной зоной, учитывая общность природно-хозяйственных признаков и особенности ведения земледелия на этой территории. Почвообразующие породы в европейской части и Западной Сибири представлены в основном разнообразными четвертичными бескарбонатными отложениями ледникового, водно-ледникового и озерно-ледникового происхождения различного гранулометрического состава (морены, флювиогляциальные пески и супеси, покровные суглинки и глины и т. д. Кроме этих пород выделяются древнеаллювиальные и современные аллювиальные отложения, элювий и делювий коренных пород, а иногда и лёссовидные суглинки. Часто наблюдается двучленность почвообразующих пород по гранулометрическому составу в пределах почвенного профиля, влияющая на водные, физические и другие свойства почв. В районах (исключая горные) Средней и Восточной Сибири почвообразующие породы представлены главным образом элювием и делювием коренных пород; в Центрально-Якутской низменности преобладают четвертичные лёссовидные суглинки и супеси, а на равнинах дальнего Востока — четвертичные и более древние породы различного гранулометрического состава.

Средняя тайга является подзоной подзолистых почв.

Подзона южной тайги занята смешанными широколиственно хвойными лесами с мохово-травянистым и травянистым покровами. К востоку доля широколиственных пород (дуб, ясень, клен, липа) уменьшается, а доля хвойных пород, в том числе пихты, возрастает. Вырубки и пожарища, так же как и в средней тайге, быстро занимают осина и береза. Эти древесные породы в южнотаежной подзоне Западной Сибири наряду с хвойными являются пре обладающими. Почвенный покров южной тайги образует подзону дерново-подзолистых почв.

Для средне- и восточносибирской таежно-лесной зоны характерны светлохвойные лиственничные леса, для дальнего Востока — светлохвойные, темнохвойные и широколиственные леса.

Как было отмечено, условия почвообразования изменяются в таежно-лесной зоне не только с севера на юг по подзонам, но и с запада на восток, а это обусловливает формирование фациальных особенностей почв, выражающихся в возникновении в почвах специфических признаков, свойств и режимов. Выделяют теплую (западно-. и южноевропейскую), умеренную (восточноевропейскую), холодную (западно- и среднесибирскую), длительно-мерзлотную (восточносибирскую и дальневосточную) и холодную влажную (тихоокеанскую) фации — Камчатка, Сахалин.

Основными процессами, под влиянием которых происходило образование почвенного покрова таежно-лесной зоны, являются подзолистый, дерновый и болотный (торфообразование и оглеение). Отмечено также проявление лессиважа, а на территории Центрально-Якутской низменности солонцового, солончакового процессов и процесса осолодения. Рассмотрим главные почвы зоны: подзолистые, дерново-подзолистые, а также встречающиеся среди них болотно-подзолистые и мерзлотно-таежные.

Конец формы

Вопрос 2. Минеральные удобрения и их классификация.

К минеральным удобрениям относят вещества минерального происхождения, вносимые в почву для обеспечения растений питательными элементами, улучшения её физико-химических свойств и получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

Минеральные удобрения очень разнообразны и многочисленны, поэтому нуждаются в классификации. Классификацию проводят по различным признакам:

1. Различают простые и сложные минеральные удобрения.

Если удобрение содержит какое-либо одно питательное вещество, его называют простым. Например, хлорид калия (КСl) – простое калийное удобрение.

Сложные или комплексные удобрения содержат несколько питательных веществ. Эти удобрения характеризуются высокой концентрацией питательных веществ, поэтому применение таких удобрений обеспечивает значительное сокращение расходов хозяйства на их транспортировку, смешивание, хранение и внесение. К недостаткам комплексных удобрений относится постоянное соотношение основных питательных веществ - NPK, что усложняет их применение на различных по плодородию почвах. К сложным удобрениям относят аммонизированный суперфосфат N - 2-3 %, Р2О5 - 18 %; аммофос N - 12 %; Р2О5 - 50 %; диаммофос N - 20 %, Р2О5 - 52 %; калийная селитра N - 13 %, К2О - 47 %; нитрофоска N - 16 %, Р2О5 - 11-30 %, К2О - 12-25 %.

2. Макроудобрения и микроудобрения.

Макроудобрения содержат макроэлементы, необходимые для питания растений в большом количестве. Это азотные, фосфорные и калийные удобрения.

Микроудобрения содержат микроэлементы: бор, молибден, медь, цинк, марганец, необходимые для питания растений в небольших дозах.

3. Прямодействующие и косвенно действующие.

Прямодействующие удобрения содержат необходимые макро и микроэлементы, необходимые для питания растений. Это все перечисленные выше минеральные удобрения.

Косвенно действующие (мелиорирующие) удобренияприменяют для химической мелиорации кислых и щелочных солонцеватых почв, что повышает плодородие почв и, как следствие, урожайность сельскохозяйственных культур.

Для мелиорации кислых почв используют известь (CaCO3), щелочных – гипс (CaSO4 2H2O). Известкование и гипсование сохраняют положительный эффект в течение нескольких лет. Мелиоранты не являются источником элементов питания для растений, но применение их настолько эффективно увеличивает урожай, что их рассматривают как косвенно действующее удобрение.

Питательная ценность минерального удобрения определяется по содержанию в нём действующего (питательного) вещества. Ту часть удобрений, которую усваивают растения, называют действующим веществом.

В азотных удобрениях действующее вещество азот. Растения усваивают азот в нитратной (NO3 -), аммонийной (NH4 +) и амидной (NH2) формах.

В фосфорных удобрениях действующее вещество фосфорный ангидрид - Р2О5.

В калийных удобрениях – оксид калия К2О.

Действующее вещество составляет определённый процент общей массы минерального удобрения, остальную часть занимают различные примеси. Чем выше содержание действующего вещества – тем эффективнее удобрение. В современных минеральных удобрениях содержание действующего вещества в среднем составляет 32 %.

Азотные удобрениясодержат азот в нитратной, аммонийной или амидной формах, хорошо растворимы в воде, подвижны в почве и легко усваиваются растениями. Чаще всего применяется сульфат аммония (NH4)2SO4, натриевая селитра NaNO3, аммиачная селитра NH4NO3 кальциевая селитра Са(NO3)2, мочевина (карбамид) [CO(NH2)2], жидкие азотные удобрения: жидкий аммиак, аммиачная вода и др.

Вопрос 3. Экология как наука. Предмет и основные задачи экологии.

Экология – наука об изучении взаимоотношений живых организмов с окружающей их средой.

Поскольку взаимодействие организмов между собой и окружающей их средой всегда системно, то есть всегда реализуется в форме некоторых систем взаимосвязей, поддерживающихся обменом вещества, энергии и информации, основным объектом исследования экологии являются экосистемы. Самой крупной в иерархии экосистем является биосфера. Учение о биосфере - это обширная область знания о функционировании и развитии биосферы, включающая в себя целый ряд научных направлений естественнонаучного и общественного профиля.

Предметом экологии является совокупность или структура связей между организмами и средой.

Исходя из приведенных выше понятий и направлений, следует, что задачи экологиивесьма многообразны.

В общетеоретическом плане к ним относятся:

– разработка общей теории устойчивости экологических систем;

– изучение экологических механизмов адаптации к среде;

– исследование регуляции численности популяций;

—изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания;

—исследование продукционных процессов;

—исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости;

—моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных процессов.

Основные прикладные задачи, которые экология должна решать в настоящее время, следующие:

– прогнозирование и оценка возможных отрицательных по следствий в окружающей природной среде под влиянием деятельности человека;

– улучшение качества окружающей природной среды;

– сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов;

– оптимизация инженерных, экономических, организационно-правовых, социальных и иных решений для обеспечения экологически безопасного устойчивого развития, в первую очередь в экологически наиболее неблагополучных районах.

Стратегической задачей экологии считается развитие теории взаимодействия природы и общества на основе нового взгляда, рассматривающего человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы.

Таким образом, экология становится одной из важнейших наук будущего и, «возможно, само существование человека на нашей планете будет зависеть от ее прогресса».

К экологии часто относят большое количество смежных отраслей знаний, главным образом из области охраны окружающей среды.

Конец формы

Вопрос 4. Классификация почвообразующих пород по генезису и их влияние на свойства почв.

Совокупное воздействие комплекса факторов почвообразования (климат, рельеф, почвообразующие породы, биота и время) приводит к формированию в этой точке вполне определенной почвы (почвенный профиль ABC) с присущими только ей свойствами. В этом случае действуют почвообразующие факторы, проявляющиеся в каждой точке пространства индивидуально, в результате чего создается неповторимый почвенный профиль — собственно почва.

По своему составу почвообразующие породы чрезвычайно разнообразны. Как правило, они делятся на группы пород разного генезиса, физико-механических и химических свойств и потенциального плодородия.

Массивно-кристаллические породы магматического и метаморфического генезиса. Магматические породы по своему составу достаточно стабильны и содержат главным образом соединения кремния, алюминия, железа, щелочей, магния и кальция. По содержанию Si02 магматические породы подразделяются на четыре группы: кислые (>65%), средние (52 — 65%), основные (40—52%) и ультраосновные (<40 %). Кислые магматические породы — граниты, пегматиты, риолиты, дацит и другие — обычно имеют светлую и буроватую окраску с выраженными кристаллами кварца, полевых шпатов, слюд. Содержание Si02 в них высокое (более 65 %) при заметном количестве калия и натрия. В то же время железа немного, а кальция и магния ничтожно мало.

Основные магматические породы — базальт, габбро и др., как правило, имеют темную (до черной) окраску. Для них характерно более низкое по сравнению с кислыми породами содержание SiOj. Основные магматические породы относительно богаты соединениями железа, марганца, хрома, кобальта, цинка, титана, никеля, меди.

Кроме кислых и основных пород нередко встречаются магматические породы переходного типа (средние) — интрузивные породы группы диорита и их эффузивные аналоги — андезиты. Соответственно и почвы на этих породах приобретают черты, сходные с почвами, приуроченными к кислым или основным породам.

Метаморфические породы — переходные между массивно-кристаллическими и осадочными породами. Древние осадочные породы при погружении, высоком давлении и температурах метаморфизируются, образуя гнейсы, серпентиниты, мрамор, кварциты, глинистые сланцы. Гнейсы по своему составу особенно близки к гранитам.

Осадочные почвообразующие породы преобладают на земной поверхности и по своему генезису делятся на породы морского и континентального происхождения. По объемной массе они легче магматических пород и разнообразнее по сложению, цвету, структуре. Доминируют глинистые сланцы (77 %), песчаники и известняки встречаются значительно реже (11,3 %).

По происхождению и химизму осадочные породы делятся на следующие группы.

Механические наносы: а) грубообломочные (> 1 мм) — каменистая морена, галечники, отложения щебня, дресвы, гравия; б) пески (1—0,1 мм) — прибрежные, ледниковые, речные (флювиальные), эоловые; в) суглинки (0,1 — 0,01 мм) — ледниковые, флювиальные (среди суглинистых осадочных пород особенно важны лессы и лессовидные породы, распространенные в Центральной Азии, Восточной и Западной Европе, США, Аргентине, Уругвае); г) глины (<0,01 мм) — осадки стоячих водоемов, рек, озер, лагун, эстуариев, заливов и т.д. Химические осадки: пресноводный мергель (известковая порода, содержащая 20 —30 % углекислого кальция), гипс, мирабилит, поваренная соль, кремнезем, окислы железа и др. Осадочные породы биогенного происхождения: торф, сапропель — органический ил на дне пресноводных озер, некоторые известняки, трепел (скопление кремневых панцирей диатомовых водорослей.

Конец формы

Вопрос 5. Условия эффективного применения физиологически кислых удобрений.

Эффективность удобрений зависит от типа, подтипа, вида или разновидности почвы – агрохимических ее показателей, видов, форм, сочетания удобрений, а также от сроков и способов их внесения на разных почвах. Наибольшие прибавки урожая от удобрений получают на дерново-подзолистых, серых лесных почвах, оподзоленных и выщелоченных черноземах.

Эффективность удобрений на обыкновенных и южных черноземах, каштановых почвах при возделывании сельскохозяйственных культур значительно ниже.

Прибавки урожая сельскохозяйственных культур на песчаных и супесчаных дерново-подзолистых почвах выше от азотных и калийных удобрений, а на среднесуглинистых и тяжелосуглинистых почвах – от фосфорных. Физиологически кислые удобрения оказывают большое подкисляющее действие на песчаных почвах, чем на суглинистых.

Физиологически кислые удобрения – удобрения подкисляющие реакцию питательной среды. К ним относятся аммиачные удобрения, хлористый калий и др. Физиологическая кислотность этих удобрений связана с преимущественным использованием растениями катионов (NHlj , К+ и др.) из состава соответствующих солей; сопутствующие анионы (S04 —, С1_ и др.) остаются в почве и, постепенно накапливаясь, подкисляют ее. Увеличение почвенной кислотности особенно сильно проявляется на малобуферных низконасыщенных основаниями с невысоким содержанием гумуса почвах (подзолистые и серые лесные). На насыщенных основаниями почвах, обладающих высокой нейтрализующей способ ностью (черноземы, сероземы, каштановые), не происходит заметного подкисления почвы даже в случае длительного внесения больших доз физиологически кислых удобрений. Более того, возникшая кислотность способствует частичному переходу труднорастворимых фосфатов этих почв в легкоусвояемые для растений формы. В связи с этим применение на таких почвах физиологически кислых удобрений, особенно азотных, под любые культуры, в т. ч. виноград, дает положительный эффект. Нежелательными для винограда являются хлорсодержащие физиологически кислые удобрения. Отрицательное действие физиологически кислых удобрений устраняется известкованием, применением органич и щелочных удобрений.

Вопрос 6. Виды вещества в биосфере и их характеристика.

Биосфера – особая оболочка земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Эти представления базируются на учении Вернадского о биосфере, являющимся крупнейшим из обобщений в области естествознания в ХХ в. Биосфера включает в себя: живое вещество, образованное совокупностью организмов; (растительный и животный мир, микроорганизмы); биогенное вещество, которое создается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, торф, известняки и др.); косное вещество, которое формируется без участия живых организмов (магматические горные породы); биокосное вещество, представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и небиологических процессов (например, почвы); радиоактивное вещество, вещество космического происхождения (метеориты и др.), вещество рассеянных атомов, не связанных химическими реакциями. Все эти семь типов веществ геологически связаны между собой.

Границы биосферы определяются факторами земной среды, которые делают невозможным существование живых организмов. Верхняя граница проходит примерно на высоте 20 км от поверхности планеты и ограничена слоем озона, который задерживает губительные для жизни коротковолновую часть ультрафиолетового излучения Солнца. Атмосфера: газовая оболочка состоит в основном из азота и кислорода. В небольших количествах в ней содержится диоксид углерода (0,03%) и озон. Состояние атмосферы оказывает большое влияние на физические, химические и биологические процессы на поверхности Земли и в водной среде. Гидросфера: Вода - важнейший компонент биосферы и один из необходимых факторов существования живых организмов. Основная ее часть (95%) находится в Мировом океане, который занимает около 70% поверхности земного шара и содержит 1300 млн. км3. Поверхностные воды (озера, реки) включают всего 0,182 млн. км3, а количество воды в живых организмах составляет всего 0,001 млн. км3. Литосфера: Основная масса организмов, обитающих в пределах литосферы, находится в почвенном слое, глубина которого не превышает нескольких метров. Почва включает минеральные вещества, образующиеся при разрушении горных пород, и органические вещества - продукты жизнедеятельности организмов.

Решающее отличие живого вещества от косного заключается в следующем: изменения и процессы в живом веществе происходят значительно быстрее, чем в косных телах. Поэтому для характеристики изменений в живом веществе используется понятие исторического, а в косных телах – геологического времени. Для сравнения отметим, что секунда геологического времени соответствует примерно ста тысячам лет исторического; в ходе геологического времени возрастают мощь живого вещества и его воздействие на косное вещество биосферы. Это воздействие, указывает В. И. Вернадский, проявляется прежде всего "в непрерывном биогенном токе атомов из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно"; только в живом веществе происходят качественные изменения организмов в ходе геологического времени. Процесс и механизмы этих изменений впервые нашли объяснение в теории происхождения видов путем естественного отбора Ч. Дарвина (1859 г.); живые организмы изменяются в зависимости от изменения окружающей среды, адаптируются к ней и, согласно теории Дарвина, именно постепенное накопление таких изменений служит источником эволюции.

Непрерывный процесс эволюции, сопровождающийся появлением новых видов организмов, оказывает воздействие на всю биосферу в целом, в том числе и неприродные биокосные тела, например, почвы, наземные и подземные воды и т. д.

Вопрос 7. Основные показатели гумусового состояния почв. Меры по охране гумусового состояния.

В связи с тем, что гумус является одним из главных источников элементов питания растений, от его содержания зависит плодородие почвы. Гумусовые вещества влияют на химические, биологические, физические свойства почвы, способствуют созданию благоприятного водно-воздушного режима. Вместе с тем гумусовые вещества довольно быстро изменяются под влиянием окультуривания. В настоящее время самой большой экологической проблемой пахотных почв является проблема дегумификации – уменьшение содержания гумуса в пахотных горизонтах. Процесс снижения содержания и запаса гумуса при введении целинных почв в культуру можно сказать известен, и общие закономерности этого процесса были освещены в монографиях И.В.Тюрина, М.М.Кононовой. Этому вопросу были посвящены работы казахстанских авторов.. Несмотря на это, проблема гумуса продолжает оставаться в поле зрения исследователей до настоящего времени, т.к. почвенное плодородие, как интегральный показатель свойств почв, обусловлено гумусным состоянием почв. Эта проблема актуальна и в связи с усилением техногенной нагрузки на почвенный покров. Нами были проведены стационарные исследования по изучению гумусного состояния черноземов и темно-каштановых почв Кустанайской и Акмолинской областей, составляющих основной земельный фонд Казахстана.

Гумус — один из главных источников элементов питания растений, важный фактор плодородия почв. Гумусовые вещества также способствуют оструктуриванию почвенной массы, созданию благоприятного водно-воздушного режима. Но в процессе обработки почв происходит дегумификация — уменьшение содержания гумуса в пахотном горизонте. Это осуществляется, во-первых, за счет перемешивания верхнего слоя, богатого органическими остатками, с ниже расположенными, содержащими меньше гумуса, и, во-вторых, в результате разрушения гумуса целинных почв в процессе их эксплуатации. Например, содержание гумуса в дерново-подзолистых почвах при обработке без внесения органических удобрений снизилось за 40 лет примерно на !/з- Уменьшение содержания гумуса не только снижает урожай данного года, но вызывает разрушение структуры почвы и ухудшает водопроницаемость, что влечет за собой усиленную водную эрозию почв и способствует дальнейшему снижению плодородия в последующие годы.

Дегумификация развивается не только на сравнительно бедных дерново-подзолистых почвах, но и на черноземах, в которых ежегодные потери гумуса достигают 0,5—1,8 т/га. Одновременно изменяется качественный состав гумуса, снижается содержание гуминовых кислот, что приводит к разрушению зернистых агрегатов и ухудшению структуры. По данным В. А. Ковды (1981), распаханные почвы Аргентины, Канады, США ежегодно теряют гумуса в среднем около 1,5 т/га, а в некоторых случаях до 8 т/га. Содержание гумуса в распаханных почвах прерий к настоящему времени снизилось на 30—40%.

Оптимальный уровень содержания гумуса для разных почв неодинаков. Установлено, что оптимальное содержание гумуса в пахотном горизонте дерново-подзолистых почв около 3—4%, а в пахотном горизонте черноземов — 5—7%. Следовательно, охрана гумусного состояния распаханных черноземов должна преследовать цель стабилизации содержания органического вещества, охрана же распаханных дерново-подзолистых почв — подъем исходного содержания гумуса в природных почвах на более высокий уровень.

Вопрос 8. Содержание и формы азота в почвах. Превращение азотистых соединений в почве.

Азот – один из самых необходимых для растений химический элемент. Присутствует повсеместно в свободном или связанном состоянии. Азотные удобрения выпускаются в различных формах и применяются для основного и предпосевного внесения – как поверхностного, так и на подкормку. Только 1 % азота почвы находится в легко усваиваемых растениями минеральных формах, поэтому применение азотных удобрений – важное условие для сохранения и повышения плодородности сельскохозяйственных земель.

На долю органических соединений – белков, аминов, амидов, аминокислот и прочих – приходится 93–95 % почвенного азота. Однако органический азот практически недоступен растениям и становится усваиваемым ими только после минерализации.

Минеральный азот, входящий в состав нитратных и аммиачных форм, накапливается в почве в результате процессов аммонификации и нитрификации, которые осуществляют различные группы микроорганизмов.

Разложение азотистых органических соединений в различных типах почв проходит по единой схеме: белки гуминовые вещества аминокислоты амиды аммиак нитриты нитраты.

Скорость минерализации основного запасного фонда азота – органических веществ почвы – зависит от многих факторов: влажности почвы, температурного режима, кислотности, характера органического вещества. Поэтому количество образующихся минеральных форм азота постоянно пребывает в динамичном состоянии. Максимальное количество накапливается в весенний период, наиболее благоприятный по режиму температуры и влажности для нитрификации. Однако нитраты – подвижные соединения, и они могут вымываться из почвы или подвергаться биологической денитрификации (образованию газообразных форм). В результате почва теряет часть азота. Валовое содержание азота в почве сильно варьирует и зависит от типа почвы, гранулометрического состава, запасов органики, режима увлажнения и степени окультуренности почвы. Содержание общего азота тем больше, чем больше содержание гумуса. Кроме того, содержание доступного элемента значительно возрастает при окультуривании почвы.

Азотные удобрения подразделяют на шесть групп: нитратные (натриевая селитра и кальциевая селитра); аммонийные (сульфат аммония, хлористый аммоний); аммонийно-нитратные (аммиачная селитра); амидные (карбамид); аммиачные (безводный аммиак, аммиачная вода); карбамид-аммонийно-нитратные (карбамид-аммиачная селитра – КАС).

Азот поступает в почву из воздуха и при разложении органических остатков.

Молекулярный азот – один из самых инертных газов и при обычных условиях не образует никаких соединений с другими элементами. Но в соединениях с другими веществами азот является одним из самых активных элементов.

Поэтому реакция превращения молекулярного свободного азота в разные соединения вызывает особый интерес и известна под названием реакции фиксации или связывания свободного азота.

Большие количества атмосферного азота (общий запас азота в воздухе составляет более 4.000 млрд. тонн), связываются в толще почвы микробиологическим путем с помощью микроорганизмов – азотфиксаторов: аэробных и анаэробных бактерий. Азотфиксаторы усваивают азот из его растворимых в воде соединений.

Значительно большие количества минерального азота образуются при попадании в почву органических остатков и их дальнейшем разложении. В результате процессов аммонификации, происходит освобождение азота и его поступление в почву в виде аммиака и солей аммония.

Вопрос 9. Методы, используемые в экологии. Связь экологии с другими науками.

Методическую основу современной экологии составляет сочетание системного подхода, натурных наблюдений, эксперимента и моделирования. Разнообразие исследовательских и прикладных задач влечет за собой и разнообразие применяемых в экологии методов. Их можно объединить в несколько групп.

Методы регистрации и оценки состояния среды являются необходимой частью любого экологического исследования. К ним относятся метеорологические наблюдения; измерения температуры, прозрачности, солености воды и анализ ее химического состава; определение характеристик почвенной среды, измерения освещенности, радиационного фона, напряженности физических полей, определение химической и бактериальной загрязненности среды и т.п. К этой же группе методов следует отнести мониторинг — периодическое или непрерывное слежение за состоянием экологических объектов и за качеством окружающей среды.

Методы количественного учета организмов и методы оценки биомассы и продуктивности растений и животных лежат в основе изучения природных сообществ. Для этого применяются подсчеты особей на контрольных площадках, в объемах воды или почвы, маршрутные учеты, отлов и мечение животных, наблюдения за их перемещениями с помощью телеметрии и другие средства вплоть до аэрокосмической регистрации численности стад, скоплений рыбы, состояния посевов и урожайности полей.

Исследования влияния факторов среды на жизнедеятельность организмов составляют наиболее разнообразную группу методов экологии. В их число входят различные, подчас сложные и длительные наблюдения в природе.

Методы изучения взаимоотношений между организмами в многовидовых сообществах составляют важную часть системной экологии. Здесь также важны натурные наблюдения и лабораторные исследования пищевых отношений, пищевого поведения, опыты с переносом «меток», например, радиоактивных изотопов, с помощью которых можно определить, какое количество органического вещества и энергии переходит от одного звена пищевой цепи к другому: от растений — к травоядным животным, от травоядных — к хищникам.

Кибернетические исследования и методы математического моделирования приобретают все большее значение в экологии. Потребность в них для целей управления и прогнозирования очень велика. Существуют близкие к реальным процессам математические модели техногенных эмиссий, распространения загрязнителей в атмосфере, самоочищения реки.

Экология тесно взаимодействует с науками как биологическими, так и других областей знаний. На стыке экологии и других биологических наук возникли: экоморфология - выясняет, как условия среды формируют строение организмов; экофизиология - изучает физиологические адаптации организмов к факторам среды; экоэтология - исследует зависимость поведения организмов от условий их жизни; генетика популяций - изучает реакции особей с разным генотипом на условия среды обитания; биогеография - изучает закономерности размещения организмов в пространстве. Экология взаимодействует и с географическими науками: геологией, физической и экономической географией, климатологией, почвоведением, гидрологией; другими естественными науками (химией, физикой). Она неотделима от морали, права, экономики и т.д. Современная экология тесно связана с политикой, экономикой, правом (включая международное право), психологией и педагогикой, так как только в союзе с ними возможно преодолеть технократическую парадигму мышления, свойственную XX в., и выработать новый тип экологического сознания, коренным образом меняющий поведение людей по отношению к природе.

Вопрос 10. Широтная зональность почв. Почвенные зоны и основные типы почв на территории РФ.

Почвы сменяют друг друга широтно, т. е. в направлении с севера на юг. Такой закон распространения почв на поверхности Земли называется законом широтной зональности. Он был сформулирован и назван так В. В. Докучаевым в конце XIX в., когда о почвах еще мало было достоверных знаний. Изменение климата по широтам обусловливает смену природных зон с севера на юг.

На территории России выделяют следующие типы почв:

Тундрово-глеевая. Самая маломощная и неплодородная почва, формирующаяся в условиях холодного и влажного климата под покровом мохово-лишайниковой или редкой травянистой и кустарничковой растительности.

Подзолистая. Формируется под хвойными и смешанными лесами в условиях влажного и прохладного климата. Остатки древесной растительности довольно быстро разлагаются, а образующийся гумус хорошо растворяется под действием дождевых вод и вымывается в нижние почвенные слои. Гумуса в такой почве мало.

Мерзлотно-таежная. Формируются в зоне хвойных лесов, где есть многолетняя мерзлота. Особенность этой почвы в том, что слой мерзлоты препятствует водному промыванию и затрудняет вынос солей.

Дерново-подзолистая. Образуется под смешанными лесами в условиях избыточного увлажнения территории, прохладного лета и относительно теплой зимы. Особенность этой почвы: она почти вся пронизана корнями травянистых растений, образующих нижний ярус в смешанном лесу.

Серая лесная. Образование происходит в зоне широколиственных лесов с достаточно большим объемом биомассы и в условиях достаточного увлажнения территории (осадки примерно равны испаряемости). Гумуса в серых лесных почвах значительно больше, чем в подзолистой и дерново-подзолистой почве.

Чернозем – в этой почве гумуса содержится намного больше, чем во всех остальных типах. Образуется в условиях континентального умеренного теплого климата в зоне степей и на открытых участках лесостепей. Процессы разложения в теплое время года протекают быстро, а частичное вымывание гумуса происходит лишь ранней весной и поздней осенью.

В районах с жарким засушливым летом и прохладной зимой развиваются бурые, серо-бурые почвы полупустынь, сероземы пустынь (район Прикаспийской низменности). В этих почвах из-за крайне скудной растительности и малого количества осадков гумус почти отсутствует и отмечается повышенное содержание солей.

На Черноморском побережье Кавказа, где климат влажный и теплый (влажные субтропики), происходит формирование красноземов с повышенным содержанием окислов железа, придающих почве соответствующую окраску. Гумус почти весь растворяется из-за обильных дождей.

На севере России, на территории тундры распространены глеевые почвы. Такие почвы содержат много кислорода, они очень переувлажнение, что не дает возможность использовать их для земледелия.

Подзолистые почвы формируются в зоне тайги под хвойными лесами. Таким почвам свойственна повышенная кислотность, которая образуется вследствие разложения хвойных листьев, которые падают на землю. Благодаря обильным осадкам, кислотность таких почв значительно падает, и они становятся весьма плодородными.

Каштановые почвы фактически не обладают гумусовыми удобрениями, поэтому не такие плодородные как черноземы. Залегание грунтовых вод причина того, что почвы степных регионов (каштановые, сероземы, серо-бурые) обладают повышенной соленостью.

Вопрос 11. Отношение различных сельскохозяйственных культур к реакции почвы.

Большинство культурных растений и почвенных микроорганизмов лучше развиваются при слабокислой или нейтральной реакции почвы (рН 6—7); щелочная и излишне кислая реакции оказывают на них отрицательное действие. Различные растения по-разному относятся к реакции среды — имеют неодинаковый интервал рН, благоприятный для их роста и развития. Растения по отношению к реакции среды и по отзывчивости на известкование можно разделить на несколько групп.

1. Наиболее чувствительны к кислотности хлопчатник, люцерна, сахарная, столовая и кормовая свекла, капуста. Они хорошо растут только при нейтральной или слабощелочной реакции (рН 7—8) и очень сильно отзываются на внесение извести даже на слабокислых почвах.

2. Чувствительны к повышенной кислотности ячмень яровая и озимая пшеница, кукуруза, соя, фасоль, горох, кормовые бобы, клевер, подсолнечник, огурцы, лук. Они лучше растут при слабокислой или нейтральной реакции (рН 6—7) и хорошо отзываются на известкование. Без него эти культуры не дают хороших урожаев не только на сильнокислых, но и на среднекислых почвах.

3. Слабо чувствительны к повышенной кислотности рожь, овес, просо, гречиха, тимофеевка, томат, редис, морковь. Эти культуры могут удовлетворительно расти в широком интервале рН, при кислой и слабощелочной реакции (рН 4,5-7,5), но наиболее благоприятна для их роста слабокислая реакция (рН 5,5-6,0). И все же они положительно реагируют на применение кальция. Полезное влияние известкования на урожай этих культур объясняется не столько снижением кислотности, сколько усилением мобилизации питательных веществ из почвы и улучшением питания растений азотом и зольными элементами.

4. Лен и картофель нуждаются в известковании только на сильнокислых почвах. Наиболее благоприятны для их роста слабокислые почвы.

Повышенная кислотность почвы ухудшает рост и ветвление корней, поэтому ухудшается использование растениями питательных веществ почвы и удобрений.
Растения наиболее чувствительны к кислотности почвы в первый период роста, сразу же после прорастания. Кислая реакция в первый период роста вызывает сильные нарушения в углеводном и белковом обмене, отрицательно влияет на закладку генеративных органов, что отражается в последующем на процессе оплодотворения и наливе зерна, урожай его резко снижается. Водород, вытесняя кальций из почвенного гумуса, уменьшает его содержание в кислых почвах. Полезные для растения микробиологические процессы в кислых почвах подавлены, образование доступных для растений форм питательных веществ протекает слабо. Различные почвенные микроорганизмы неодинаково относятся к кислотности почвы. Плесневые грибы лучше развиваются при сильнокислой реакции. Многие полезные почвенные микроорганизмы лучше развиваются при нейтральной и слабощелочной реакции. В кислых почвах сильно ослаблена или вовсе прекращается фиксация азота воздуха, замедляется минерализация органического вещества, в результате чего резко ухудшаются условия азотного питания растений. В кислых почвах подвижные формы фосфора связываются с образованием нерастворимых и малодоступных растениям фосфатов алюминия и железа, менее интенсивно протекают процессы минерализации органических соединений фосфора, в результате чего ухудшается фосфорное питание растений. При повышенной кислотности молибден переходит в труднорастворимые формы, доступность его растениям снижается. На сильнокислых песчаных и супесчаных почвах растениям может недоставать усвояемых соединений кальция и магния.

Вопрос 12. Определение экологической экспертизы, задачи экспертизы. Виды экспертизы.

Экологическая экспертиза – это проверка соответствия документации, на основании которой будет производиться хозяйственная деятельность, установленным законодательством требованиям. В ходе экспертизы определяют, допустима ли реализация объекта. Цель такой проверки – предотвращение негативного влияния деятельности человека на окружающую среду.

Экологическая экспертиза преследует следующие задачи:

• исследование прогнозируемой деятельности на предмет соответствия правилам охраны окружающей среды, предписанным нормативно-правовыми актами Российской Федерации и ее субъектов, санитарными нормами и правилами строительства;
• установление уровня безопасности и экологического риска производимой или запланированной деятельности;
• осуществление комплексной, научно подтвержденной оценки объектов экологической экспертизы;
• оценка влияния деятельности объектов;
• экспертиза степени воздействия на окружающую среду, состояние здоровья человека и качество природных ресурсов;
• определение обоснованности, полноты, эффективности и нужного количества мероприятий по защите окружающей среды и здоровья человека;
• составление объективных и полностью обоснованных выводов экологической экспертизы.

Виды экологической экспертизы

1. Государственная экологическая экспертиза. Это мероприятие обязательно проводится для всех объектов строительства. Экспертизу осуществляет экспертная комиссия, созданная органами власти. Объекты государственной экологической экспертизы большой частью связаны с проверкой на соответствие отдельным правовым актам (нормативно-технической, инструктивно-методической документации и различных целевых программ), с обеспечением экологической безопасности (технические документы на новые технологии, технику или вещества – к примеру, проекты по локализации и уничтожению вредных отходов, аргументирование некоторых лицензий, наноматериалы), с охраняемыми в особом порядке природными объектами, территориями экологических катастроф, а также с некоторым перечнем природных ресурсов.

2. Общественная экологическая экспертиза. Такая экспертиза проводится по инициативе общественных объединений, органов местного самоуправления либо отдельных граждан.

Вопрос 13. Водная эрозия почв, ее виды. Комплекс приемов по охране почв от водной эрозии.

Водная эрозия почв – разрушение почв под действием временных водных потоков. Различают следующие формы водной эрозии: плоскостную, струйчатую, овражную, береговую.

Условия для проявления водной эрозии создают природные факторы, а основной причиной ее развития является производственная и иная деятельность человека. Появление новой тяжелой почвообрабатывающей техники, разрушающей структуру почвы, — одна из причин активизации водной эрозии. Другие негативные антропогенные факторы: уничтожение растительности и лесов, чрезмерный выпас скота, отвальная обработка почв и др.

Среди различных форм проявления водной эрозии значительный вред приносит овражная эрозия. Овраги уничтожают ценные сельскохозяйственные земли, способствуют интенсивному смыву почвенного покрова.

К эрозионным процессам относят также промышленную эрозию, разрушение сельскохозяйственных земель, при строительстве и разработке карьеров, военную эрозию (воронки, траншеи), пастбищную эрозию (при интенсивной пастьбе скота) и др.

Мероприятия по защите почв от водной эрозии. Противоэрозионная организация территории состоит в научно обоснованном размещении сельскохозяйственных угодий и различного рода сооружений, препятствующем или уменьшающем развитие эрозии. Почвозащитная обработка почвы является наиболее простым мероприятем по регулированию стока талых вод, не требующих дополнительных затрат. Основными задачами обработки почв, подверженных водной эрозии являются: предупредить возможность проявления эрозионных процессов; увеличить сопротивляемость почвы смыву; способствовать увеличению водопоглощающих свойств почвы, повышению шероховатости поверхности и защитной роли растительного покрова. По берегам прудов, водохранилищ и других водоемов размещают берегоукрепляющие и противоэрозионные лесные и кустарниковые полосы. Защита почвы от водной эрозии обеспечивается комплексом организационно-хозяйственных, агромелиоративных, лесо- и гидромелиоративных мероприятий. Организационно-хозяйственные мероприятия предусматривают обследование и картирование полей с целью оценки земель по их эрозионному состоянию, разработку проекта внутрихозяйственного землеустройства с противоэрозионной организацией территории, контроль над своевременным выполнением всех намеченных проектом мероприятий по защите почвы от эрозии.

Вопрос 14. Виды кислотности почв. Степень насыщенности почв основаниями.

Кислые продукты разложения лесной подстилки, образующиеся преимущественно в результате жизнедеятельности микроорганизмов, являются основным источником почвенной кислотности. Кислотность жидкой и твердой фаз почвы, тесно между собой связанных, определяется кислотностью почвенного раствора (актуальная кислотность), а также ионами водорода и алюминия, находящимися в поглощенном состоянии (потенциальная кислотность). Возникновение и размеры актуальной кислотности зависят от количества находящихся в почвенном растворе ионов водорода и гидроксила. Потенциальные формы кислотности, подразделяемые обычно на обменную и гидролитическую, зависят преимущественно от размеров и качественного состава почвенного поглощающего комплекса. Обменная кислотность, по мнению одних исследователей, определяется поглощенными ионами водорода; по мнению других, кислые свойства почвенной солевой вытяжки зависят от присутствия в растворе обменного алюминия; согласно третьей точке зрения обменная кислотность может определяться совместным влиянием ионов и водорода и алюминия, соотношение между которыми варьирует в зависимости от генезиса той или иной почвы и свойств отдельных ее горизонтов. Имеющиеся экспериментальные материалы наиболее полно отвечают гипотезе о совместном присутствии в кислых почвах ионов водорода и алюминия, извлекаемых солевыми вытяжками; в гумусированной части почвы кислотность почвы определяется преимущественно наличием водородных ионов, а в минеральных бескарбонатных горизонтах - ионов алюминия и отчасти марганца. Следует также отметить, что кислотность почвы увеличивает подвижность не только алюминия, но и марганца, а на сильнокислых почвах также и железа, и цинка. Повышенная концентрация названных элементов оказывает токсическое влияние на большинство растений. Из этого приходится сделать вывод о необходимости в дальнейшем разработать более дифференцированную диагностику известкования с учетом структуры кислотности, т. е. содержания ионов водорода, алюминия и марганца и отношения к ним отдельных культур.Гидролитическая кислотность возникает в результате воздействия на почву гидролитически щелочных солей. Большинство исследователей считают, что в почве нет резко ограниченных форм кислотности, а есть лишь поглощенные водородные ионы, которые способны обмениваться с основаниями при различной величине рН раствора. Так, обменная кислотность соответствует поглощенным водородным ионам, вытесняемым из поглощающего комплекса при рН до 5,0, а гидролитическая - при рН 8,0 действующего раствора.Разделение потенциальной кислотности на обменную и гидролитическую является условным и сохраняется лишь ввиду некоторого удобства такого деления при решении ряда практических вопросов известкования.Результаты аналитических определений различных форм кислотности почвы коррелируют с рядом природных факторов, непосредственно влияющих на биологические процессы в почве и рост растений, а поэтому могут являться ценными показателями для прогноза действия извести на почву и растения.Овощные культуры по-разному реагируют на кислотность почвы. Большинство из них лучше растет и развивается на почвах с реакцией, близкой к нейтральной. По требованиям к кислотности почвы овощные культуры можно разделить на три группы: первая — рН от 7 до 7,5 (артишок, капуста кочанная и цветная, морковь, свекла, сельдерей, салат, лук репчатый, спаржа, петрушка); вторая — рН от 6 до 7 (фасоль, баклажаны, чеснок, капуста листовая, брюссельская, редис, кабачки, свекла листовая, репа, томаты, лук-шнитт, лук-шалот, лук-порей, дыня мускатная, цикорий, огурцы, хрен, шпинат, ревень); третья — рН от 5 до 6 (тыква, картофель, пастернак, щавель).

Вопрос 15. Продуктивность экосистем, виды продукции экосистем.

По мере того, как человечество с упрямством, достойным лучшего применения, превращает лицо Земли в сплошной антропогенный ландшафт, всё большее практическое значение приобретает оценка продуктивности различных экосистем. Человек научился получать энергию для своих производственных и бытовых нужд самыми различными способами, но энергию для собственного питания он может получать только через фотосинтез.

В пищевой цепи человека в основании почти всегда оказываются продуценты, преобразующие энергию Солнца в энергию биомассы органического вещества. Ибо это как раз та энергия, которую впоследствии могут использовать консументы и, в частности, человек. Одновременно те же самые продуценты производят необходимый для дыхания кислород и поглощают углекислый газ, причём скорость газообмена продуцентов прямо пропорциональна их биопродуктивности. Следовательно, в обобщенном виде вопрос об эффективности экосистем формулируется просто: какую энергию может запасти растительность в виде биомассы органического вещества? На верхнем рис. 1 приведены значения удельной (на 1 м2) продуктивности основных типов экосистем. Из этой диаграммы видно, что сельскохозяйственные угодья, создаваемые человеком, отнюдь не самые продуктивные экосистемы. Наивысшую удельную продуктивность дают болотистые экосистемы — влажные тропические джунгли, эстуарии и лиманы рек и обычные болота умеренных широт. На первый взгляд, они производят бесполезную для человека биомассу, но именно эти экосистемы очищают воздух и стабилизируют состав атмосферы, очищают воду и служат резервуарами для рек и почвенных вод и, наконец, являются местами размножения для огромного числа рыб и других обитателей вод, используемых в пищу человеком. Занимая 10 % площади суши, они создают 40 % производимой на суше биомассы. И это без каких-либо усилий со стороны человека! Именно поэтому уничтожение и «окультуривание» этих экосистем есть не только «убийство курицы, несушей золотые яйца», но и может оказаться самоубийством для человечества. Если обратиться к нижней диаграмме рис. 1, то можно видеть, что вклад пустынь и сухих степей в продуктивность биосферы ничтожен, хотя они уже занимают около четверти поверхности суши и благодаря антропогенному вмешательству имеют тенденцию к быстрому росту. В долгосрочной перспективе борьба с опустыниванием и эрозией почв, то есть превращение малопродуктивных экосистем в продуктивные, — вот разумный путь для антропогенных изменений в биосфере.

Способность живых организмов к созданию новой биомассы называется продуктивностью. Скорость образования биомассы за единицу времени на единице площади называется продукцией. Биологическую продукцию выражают в джоулях на 1 м2 за одни сутки, калориях на 1 м2 за одни сутки, килограммах на 1 га за один год.

Органическая масса, создаваемая растением за единицу времени называется первичная продукция. Валовой первичной продукцией называют общее количество вещества и энергии, производимых автотрофами экосистемы. Чистая первичная продукция–скорость накопления органического вещества в растительных тканях после вычета расходов на дыхание. Консументы могут использовать только чистую первичную продукцию.

Вторичная продукция в экосистемах образуется консументами. Вторичная продукция сообщества всегда меньше первичной продукции. Согласно правилу пирамиды биологической продукции на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы создаваемой за единицу времени больше, чем на последующем.

 

Вопрос 16. Ветровая эрозия почв, районы наибольшего распространения. Меры по охране почв от ветровой эрозии.

Под эрозией (от латинского слова «егозю» — «разъедание») понимают многообразные процессы разрушения и сноса почв и рыхлых пород потоками воды и ветром. Разрушение почв и пород дождевыми, талыми и поливными водами называют водной эрозией, а ветром — ветровой эрозией или дефляцией.

Ветровая эрозия — это полное или частичное разрушение пахотного слоя почвы под действием ветра. Иногда этот процесс называют дефляцией почвы — выдувание воздушными потоками почвенных агрегатов и механических элементов из поверхности почвы. Ветровая эрозия бывает повседневной и заключается в постепенном перевевании высохших плодородных частиц, обнажении корней растений, а также кратковременной — в виде пыльных («черных») бурь, возникающих при сильных ветрах, смерчах, ураганах. Ветровая эрозия вызывает выдувание, развевание почв, навевание на них мелкодисперсных пород. Ветровая эрозия незакрепленных почв может происходить в любое время года и при любой силе ветра. Она наиболее опасна весной при силе ветра более 15 м/с, когда почва взрыхлена и на ней еще не развились сельскохозяйственные культуры. Ветровой эрозии особенно подвержены почвы засушливых областей. Наиболее часто встречается на сельскохозяйственных территориях Азии, Южной Европы, Африки, Южной и Северной Америки, Австралии.

С ветровой эрозией, особенно в открытых степях или на равнинах, можно бороться посадкой ветроломных полос, состоящих из одного или более рядов деревьев или кустарников, размещенных под углом к преобладающим ветрам. Ветроломные полосы имеют местное значение, эффективность их действия определяется густотой и высотой деревьев. Содержание почвы под постоянным растительным покровом в сочетании с ветроломными полосами является надежным способом борьбы с ветровой эрозией в местностях, где она является проблемой. На почвах, богатых органическим веществом, рядки зерновых культур используют для временной защиты овощных культур от ветра.

Для ветровой эрозии, как и для водной, характерными являются не только процесс отрыва частиц, но и процессы их переноса и аккумуляции. В каждом явлении ветровой эрозии почв всегда обнаруживается четыре стадии: дефляции, трансформации, аккумуляции и стабилизации, которые закономерно сменяют друг друга в пространстве и во времени. Каждой из стадий соответствует особый тип нарушения почвенного покрова.

Интенсивность ветровой эрозии определяют по выносу и аккумуляции почвы. Необходимым условием ветровой эрозии почв является ветер, скорость которого достаточна для перемещения частиц почвы. По таким внешним признакам, как интенсивность, продолжительность и масштабы явления, а также размер ущерба, различают повседневную ветровую эрозию и пыльные бури. Различие это достаточно условно. Отличительными признаками повседневной ветровой эрозии можно считать относительно низкую скорость ветра, лишь незначительно превышающую критическую для почв, и связанную с этим пространственную ограниченность явления - повседневная эрозия чаще всего ограничена масштабами одного или нескольких соседних полей на территории которых развиваются все стадии процесса - от выдувания почвы до отложения наносов. Практически все пахотные почвы в той или иной степени подвержены повседневной ветровой эрозии, в особенности при обработке.

Защита почв от водной и ветровой эрозии включает организационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиоративные и гидротехнические мероприятия.

Вопрос 17. Роль гумуса в земледелии. Органические удобрения и их роль в балансе гумуса в почвах.

Роль гумуса в повышении плодородия почвы трудно переоценить. Он является источником многих питательных элементов для растений, улучшает физические и химические свойства почвы, характеризуясь большей емкостью поглощения, чем глинистые минералы почвы.

Удерживает от миграции по профилю почвы многие катионы, что важно в предотвращении загрязнения ими грунтовых вод. Гумус усиливает биологическую активность почвы. Он может поглощать токсические вещества и тяжелые металлы, попадающие в почву, и тем самым затруднять их поступление в грунтовые воды и в растения. Это имеет важное значение с точки зрения качества сельскохозяйственной продукции и кормов, а также охраны окружающей среды. В данном случае гумус почвы выполняет санитарно-гигиеническую роль.

О важной роли гумуса как фактора плодородия почвы свидетельствуют многие данные. Увеличение содержания гумуса на 0,1% способствует увеличению суммы поглощенных кальция и магния на почвах, связанных по гранулометрическому составу, на 0,10—0,18 мэкв, а на легких — до 0,31—0,37 мэкв на 100 г почвы. Емкость поглощения соответственно возрастает на 0,6 мэкв на суглинках и 0,3 0,4 мэкв на 100 г почвы на супесях и песках.

Интенсивное земледелие должно предусматривать не только бездефицитный баланс гумуса, но и расширенное его воспроизводство в почве. А это возможно при рациональном сочетании органических и минеральных удобрений с учетом специализации севооборота и конкретных почвенных и климатических условий.

В зависимости от степени интенсификации земледелия (удельный вес пропашных, зерновых, бобовых трав в севообороте, наличие чистого пара, применения минеральных удобрений, орошения и т. д.) и типа почвы содержание гумуса в почве может ежегодно уменьшаться в среднем на 0,5—1 т/га. Вот почему важно постоянно заботиться о внесении в почву органического удобрения, которое при правильных дозах часто существенно увеличивает содержание гумуса в почве, компенсируя его неизбежные потери при минерализации органического вещества почвы. Для положительного баланса гумуса соответствующими агротехническими приемами важно обеспечить в почве новообразование гумусовых веществ в количестве не меньше его ежегодной минерализации или превышающем последнюю.

Если минеральные удобрения улучшают круговорот и баланс биогенных элементов, то органические удобрения являются не только важным источником питательных элементов для растений, но и пополняют запас гумуса в почве — этого важного показателя ее потенциального плодородия. Гумус как источник питательных элементов содержит почти весь связанный углерод почвы, 80—90% азота и серы и около 50% фосфора в органической форме. Он является источником CO2 для фотосинтеза, а также основным фактором биогенности почвы.

Реутилизация органических отходов в сельском и лесном хозяйстве позволяет выправить нарушения в биогеохимическом круговороте углерода, азота, фосфора, других биофилов, улучшить санитарное состояние окружающей среды, ослабить явления эвтрофикации гидросферы и локальный дефицит кислорода в водах. Внесение органического углерода улучшит азотный баланс почв, поскольку каждый грамм углерода помогает фиксировать от 15—20 до 20—40 мг атмосферного азота. Значительно облегчится и положение с фосфором, сырьевые запасы которого в мире ограниченны. Отходы животноводства в Англии в настоящее время могут обеспечить всю пахотную площадь страны азотом в размере примерно 75 кг/га, фосфором — 25 кг/га и калием — 75 кг/га.

Вопрос 18. Среды жизни, их параметры и характеристика.

Неживая и живая природа, окружающая растения, животных и человека, носит название среды обитания (жизненная среда, внешняя среда). Среда – все, что окружает организмы и прямо или косвенно влияет на их состояние, развитие, выживание и размножение. Из среды обитания организмы получают все необходимое для жизни и в нее же выделяют продукты своего обмена веществ.

Первой средой жизни на Земле стала вода. В последствии, в процессе исторического развития, организмы (растения, животные, грибы и др.) начали заселять наземно-воздушную среду. Поселенцы суши в ходе своей жизнедеятельности приняли участие в создании следующей жизненной среды - почвы. Ее, так же как и наземно-воздушную среду жизни, активно заселяли живые организмы. Параллельно, с формированием разнообразия организмов в водной, наземно-воздушной и почвенной средах, формировались паразитические и симбиотические виды организмов, средой жизни которым служили другие организмы - хозяева.

Организмы могут вести свое существование в одной или нескольких средах жизни. Например, человек, большинство птиц, млекопитающих, семенных растений, лишайников являются обитателями только наземно-воздушной среды; большинство рыб обитают только в водной среде; стрекозы одну фазу проводят в водной, а другую - в воздушной среде.

Водная среда жизни характеризуется большим своеобразием физико-химических свойств благоприятных для жизни организмов. Среди них: прозрачность, высокая теплопроводность, высокая плотность (примерно в 800 раз превышает плотность воздуха) и вязкость, расширение при замерзании, способность растворять многие минеральные и органические соединения, большая подвижность (текучестью), отсутствие резких колебаний температур (как суточной, так и сезонной), способность одинаково легко поддерживать значительно отличающиеся по массе организмы. Неблагоприятными свойствами водной среды являются: сильные перепады давления, слабая аэрация (содержание кислорода в водной среде минимум в 20 раз ниже, чем в атмосфере), недостаток света (особенно мало его в глубине водоемов), недостаток нитратов и фосфатов (необходимы для синтеза живого вещества.

Наземно-воздушная среда жизни является самой сложной по экологическим условиям и обладает большим разнообразием областей обитания. Это обусловило величайшее многообразие сухопутных организмов. Абсолютное большинство животных в этой среде передвигаются по твердой поверхности - почве, а растения укореняются и ней. Организмы этой среды жизни называют аэробионтами.

 Почвенная среда занимает промежуточное положение между водной и наземно-воздушной средами. Температурный режим, пониженное содержание кислорода, насыщенность влагой, присутствие значительного количества солей и органических веществ сближают почву с водной средой. А резкие изменения температурного режима, иссушение, насыщение воздухом, в том числе кислородом, сближают почву с наземно-воздушной средой жизни.

Как среда жизни организм для его обитателей характеризуется такими положительными особенностями как: легкоусвояемая пища; постоянство температурного, солевого и осмотического режимов; отсутствие угрозы высыхания; защищенность от врагов. Проблемы для обитателей организмов создают такие факторы как: нехватка кислорода и света; ограниченность жизненного пространства; необходимость преодоления защитных реакций хозяина; распространение от одной особи хозяев к другим особям. Кроме того, данная среда всегда ограничена во времени жизнью хозяина.

 

Вопрос 19. Черноземы: гипотезы образования, морфологическая и агрохимическая характеристика.

Черноземные почвы занимают в России свыше 160 млн. га, 6,8% площади всех почв. По вопросу образования черноземов были высказаны различные точки зрения, которые можно объединить в 3 группы: гипотезы о морском происхождении черноземов; теории болотного образования черноземов; теории растительно-наземного их происхождения. Гипотезы о морском происхождении черноземов были высказаны первыми исследователями этих почв, рассматривавшими черноземы как морской ил, оставшийся после отступления Каспийского и Черного морей, или как продукт размыва ледниковыми водами черной юрской сланцевой глины. В настоящее время они имеют лишь исторический интерес. Сторонники теорий болотного образования чернозема считали, что в прошлом черноземная зона представляла собой тундровые сильно-заболоченные пространства. При последующем постепенном дренировании территории в условиях теплого климата шел процесс энергичного разложения болотной и тундровой растительности, болотного ила и поселения наземной растительности, что и обусловило формирование черноземных почв. Теории растительно-наземного происхождения черноземов связывают их образование с поселением и развитием лугово-степной и степной травянистой растительности. Наиболее полное и завершающее развитие теория растительно-наземного образования черноземов получила в работе В.В. Докучаева «Русский чернозем». Таким образом, черноземы образовались на карбонатных материнских породах под многолетней травянистой растительностью в условиях непромывного и периодически промывного водного режима.

Морфологическая характеристика: Типичные (мощные)  черноземы  имеют широкое распространение в северной, лесостепной, части Воронежской области. Они занимаю площадь, равную примерно половине территории всей области. В этой части области типичные черноземы являются  зональными  и  преобладающими почвами. На почвенной карте они выделяются в самостоятельную подзону, вытянутую с запада на восток. Неодинаковые природные условия (климат, растительность, рельеф, материнские породы), определяемые большими пространствами подзоны типичных черноземов, отложили известный отпечаток и напочвенный покров. В пределах своей подзоны и в отельных ее районах типичные черноземы не имеют сплошного распространения. Они занимают наиболее выровненные места (водораздельные плато, слабо выраженные склоны водоразделов), характеризующиеся тяжелым механическим составов материнских пород и травянистой растительностью. Среди господствующих здесь типичных черноземов пятнами залегают почвы других типов.

Агрохимическая характеристика: Вносимые в почву удобрения подвергаются сложным превращениям. Взаимодействуя с почвенным растворам, почвенными коллоидами  и  другими высокодисперсными частицами почвы, воднорастворимые удобрения претерпевают химические и водно-химические изменения, сопровождаемые явлениями поглощения и фиксации их катионной и анионной части. Фиксируемые почвой удобрения не вымываются вниз по профилю при просачивании воды и в дальнейшем используются растениями. Происходит это благодаря тому, что рассматриваемые почвы обладают высокой поглотительной способностью в отношении катионов и анионов. Для насыщения пахотного 20-сантиметрового слоя типичных черноземов фосфорной кислотой потребуется 15-процентного суперфосфата от 23 000 до 40 000 кг/га. Фосфорная кислота, поглощенная типичными черноземами, очень прочно закрепляется в них и в большей своей массе становится труднодоступной растениям. Из всего изложенного следует, что воднорастворимые фосфорные удобрения в типичные  черноземы  целесообразно вносить малыми дозами во время посева и в качестве подкормки после посева.

Вопрос 20. Значение работ Ю.Либиха, Ж.Буссенго, Д.Прянишникова в развитии агрохимии.

Немецкий химик Юстус Либих подробно рассмотрел круговорот химических элементов в живой и неживой природе и сделал вывод: в растениях обязательно содержатся десять химических элементов - углерод, водород, кислород, азот, фосфор, кальций, калий, сера, магний и железо. Идеи Либиха не отвергали значения гумуса для урожая, но уточняли, что гумус потому и хорош, что содержит много элементов питания растений. Возделывая землю из года в год и собирая урожай, земледелец должен удобрять почву. Либих утверждал, что "основным принципом земледелия следует считать требование, чтобы почве в полной мере было возвращено то, что у нее было взято. В какой форме будет осуществлен этот возврат - в виде навоза животных, в виде золы или костей - это более или менее безразлично. Либих выяснил, что удобрения должны содержать соединения калия, фосфора и азота в такой форме, чтобы они удерживались в почве как можно дольше, не вымываясь дождем и поливной водой, но вместе с тем, чтобы хорошо усваиваться растениями, они должны быть растворимыми. Агрономы прошлого века поверили, что корневая система растений "любит растворимые в воде минералы и выбирает их по своему вкусу".

Значительную роль в истории агрохимии сыграл Жан Батист Буссенго (1802 - 1887 гг.) - французский ученый, на основе результатов опытов в 1837 - 1838 гг. Ж.Б. Буссенго развил «азотную» теорию питания растений и применения удобрений, противопоставляя ее гумусовой теории Тэера. Он констатировал, что наиболее эффективны те удобрения, которые наиболее богаты азотом. Связывая азотную теорию удобрения с плодородием почвы, он писал, что «... культуры, берущие из почвы больше всего азота, ее наиболее истощают...», и далее «... для восстановления в почве той степени плодородия, которой она обладала до посева, следует ввести с навозом эквивалентное количество азота».
При помощи опытов Буссенго установил различия между бобовыми и злаковыми культурами по отношению к азоту воздуха. Было подтверждено, что излишки азота в урожаях связаны с наличием в севообороте бобовых. Буссенго твердо установил тот факт, что дефицит азота в хозяйстве с избытком покрывается благодаря клеверу и люцерне.

Значительную роль в истории агрохимии сыграл Дмитрий Николаевич Прянишников разработал теорию питания растений и методов повышения плодородия почв, особенно путем широкого применения минеральных удобрений. Прянишниковым было доказано, что аммонийные соли являются равноценным источником азотного питания для растений, как и соли азотной кислоты. Этим было подготовлено решение вопроса о применении аммонийных солей в качестве азотных удобрений. Важное значение имели его работы и выводы о роли биологического азота. Второе место после азота в работах Прянишникова принадлежит исследованиям фосфатной проблемы, в частности усвоения растениями фосфора из фосфоритов и применения фосфоритной муки в качестве удобрения. В лаборатории Прянишникова создавалась не только теория фосфорного питания растений – там разрабатывалась и технология производства суперфосфата. Мысль, которую он проводил в своих очерках, статьях, выступлениях сводилась к следующему: применение минеральных удобрений, кроме повышения урожая, способствует получению большого количества навоза, которым постепенно можно улучшить физические свойства почвы, что, в свою очередь, поведет к дальнейшему повышению урожая. Прянишников всегда подчеркивал, что агрохимики не должны проявлять односторонность и ограниченность в своих исследованиях «узкими рамками техники применения удобрений», но обязательно следует изучать и жизнь почвы. Он писал: «… изучение взаимоотношений между растением, почвой и удобрениями всегда являлось главной задачей агрохимиков».

Вопрос 21. Биогеохимические циклы веществ в биосфере, их виды и структура.

Биогеохимический цикл – биогеохимический круговорот веществ, обмен веществом и энергией между различными компонентами биосферы, обусловленный жизнедеятельностью организмов и носящий цикличный характер.

В каждом круговороте удобно различать две части, или два "фонда":

1) Резервный фонд - большая масса медленно движущихся веществ, в основном небиологический компонент, то есть та часть круговорота, которая физически или химически отделена от организмов;

2) Подвижный (или обменный фонд) - меньший, но более активный, для которого характерен быстрый обмен между организмами и их непосредственным окружением.

Иногда резервный фонд называют "недоступным" фондом, а активный, циркулирующий фонд - доступным или обменным. Такие термины допустимы, если только не понимать их слишком буквально. Любой атом, находящийся в резервном фонде не обязательно все время недоступен для организмов, так как между доступным и недоступным фондами существует постоянный медленный обмен.

Экосистему удобно представить в виде ряда блоков, через которые проходят различные материалы и в которых эти материалы могут оставаться на протяжении различных периодов времени.

В круговоротах минеральных веществ в экосистеме в большинстве случаев участвуют три активных блока: живые организмы, мертвый органический детрит и доступные неорганические вещества. Два добавочных (резервных) блока - косвенно доступные неорганические вещества и осаждающиеся органические вещества - связаны с круговоротами биогенных элементов в каких-либо периферических участках, однако обмен между этими блоками и остальной экосистемой замедлен по сравнению с обменом, происходящим между активными блоками.

Ассимиляция и создание продукции сопровождаются переходом минеральных веществ из неорганического блока в органический: в круговороте углерода, кислорода, азота, фосфора и серы самым главным компонентом этого этапа является первичная продукция, создаваемая растениями; однако животным необходимы, кроме того, многие другие важные элементы, такие, как натрий, калий и кальций, и они ассимилируют эти элементы непосредственно из воды, которую пьют.

Некоторая часть углерода и кислорода возвращается в результате дыхания непосредственно в фонд доступных неорганических питательных веществ, возможно, после многократных круговоротов в пределах блока живой биомассы по хищным пищевым цепям.

Кальций, натрий и ионы других минеральных веществ выделяются или вымываются из листьев дождем или водой, окружающей водные организмы, и тоже быстро вновь вступают в круговорот. Большая часть углерода и азота, включившихся в процессе ассимиляции в живую биомассу, после гибели организмов, а также в результате экскреции переносится в детритный блок. Некоторые биогенные элементы, содержащиеся в детрите, могут быть возвращены в блок биомассы детритоядными организмами, но все они в конечном счете в результате вымывания и разложения вновь попадают в фонд доступных неорганических веществ. Обмен между фондами активно участвующих в круговороте минеральных веществ и огромными резервуарами косвенно доступных биогенных элементов, заключенных в атмосфере, известняках, каменном угле и в образующих земную кору горных породах, происходит медленно, главным образом, в результате геологических процессов.

Вопрос 22. Генезис, морфологическая и агрохимическая характеристика дерново-подзолистых почв.

Дерново-подзолистые почвы преобладают в южнотаежной подзоне, отдельные их массивы заходят в северную часть лесостепи.

Состав и свойства дерново-подзолистых почв зависят от развития подзолистого и дернового процессов, гранулометрического состава, степени смытости и окультуренности.

В профиле суглинистых почв наиболее тяжелым по гранулометрическому составу является иллювиальный горизонт, самым легким — подзолистый; гумусовый горизонт по этому признаку занимает промежуточное положение. По гранулометрическому составу генетические горизонты выделяются отчетливо. В результате применения в земледелии приемов глинования песчаных почв, пескования глинистых, внесения органических удобрений гранулометрический состав пахотных горизонтов может изменяться. Минералогический состав дерново-подзолистых почв зависит от состава материнских пород. Глинные минералы представлены в основном монтмориллонитом, гидрослюдами и их смешанно-слоистыми образованиями. Каолинита содержится мало.

Физические и водно-физические свойства. Структурное состояние дерново-подзолистых почв неблагоприятное. В пахотном слое содержится всего 20—З0 % водопрочных агрегатов крупнее 0,25 см; в связи с этим поверхность пахотного слоя во время дождей заплывает, а при высыхании образуется корка, нарушающая водно-воздушный режим почв и отрицательно влияющая на всходы культурных растений.

Химический состав. Валовой состав дерново-подзолистых почв отражает характерные для них изменения по профилю в содержании основных элементов, но обеднение подзолистого горизонта валовыми калием и натрием наблюдают не всегда. Валовое количество фосфора и серы невысокое. В верхних горизонтах дерново-подзолистых суглинистых почв Среднего Предуралья по сравнению с аналогичными почвами центральных областей России (Московская обл.) больше кальция и калия, а в иллювиальных горизонтах — железа; магния в 2—З раза больше по всему профилю.

Основное количество гумуса сосредоточено в дерновом слое; ниже, в подзолистом горизонте, его содержание резко уменьшается. Качественный состав гумуса фульватный и гуматно-фульватньий. Дерново-подзолистые почвы бедны валовыми запасами и подвижными формами азота. В горизонте А1 или Апах количество подвижного фосфора и обменного калия низкое, в подзолистом слое оно уменьшается и резко возрастает в иллювиальном. Дерново-подзолистые почвы кислые; кислотность почв западных районов южно таежной подзоны европейской территории обусловливают катионы Н и Al3+ а восточных — в основном Н+, в профиле наиболее кислыми являются иллювиальные горизонты.

Сумма обменных оснований дернового слоя суглинистых почв снижается от слабоподзолистых видов к сильноподзолистым (от 20—25 до 10 мг/экв и ниже). В подзолистом горизонте сумма обменных оснований наименьшая, а в иллювиальном — более высокая, чем в дерновом слое. Степень насыщенности основаниями дерново-подзолистых почв в целом выше, чем у подтипов подзолистых почв; однако встречается немало дерново-сильноподзолистых слабогумусных почв, у которых степень насыщенности основаниями ниже 50 %.

В результате развития плоскостной водной эрозии значительно изменяются состав и все свойства пахотного горизонта в связи с припахиванием нижележащих горизонтов с характерными для них свойствами. При любой степени смытости пахотный слой представляет собой смесь горизонтов с преобладанием массы основного распахиваемого горизонта, который, как правило, и определяет свойства обрабатываемого слоя.

Состав и свойства дерново-подзолистых почв значительно изменяются при проведении окультуривающих приемов: почвы утрачивают неблагоприятные в агрономическом отношении свойства и приобретают новые ценные качества. При этом наиболее существенно изменяется пахотный горизонт.

Вопрос 23. Виды поглотительной способности почв и их роль в питании растений и применении удобрений.

О способности почвы поглощать некоторые вещества из растворов известно давно. Еще Аристотель отмечал, что морская вода после прохождения ее через почву опресняется и может быть использована как питьевая.

Под поглотительной способностью понимают способность почвы поглощать различные вещества из раствора, проходящего через нее и удерживать их. Фундаментальные исследования по этому вопросу проведены русским ученым К.К.Гедройцем. Он различал пять видов поглотительной способности почв : механическую, физическую (адсорбцию), химическую, физико – химическую (обменную) и биологическую. Поглотительная способность играет большую роль в питании растений и превращении удобрений в почве.

Механическая поглотительная способность – это свойство почвы, как пористого тела, не пропускать через себя частицы, находящиеся во взвешенном состоянии, если они больше, чем поры почвы. Наличие механического поглощения сохраняет от потерь наиболее ценную, коллоидную часть почвы. Чем тяжелее механический состав почвы, тем больше задерживается коллоидных частиц.

Физическая поглотительная способность – возникает на границе почвенных коллоидных частиц и почвенного раствора и зависит от суммарной поверхности твердых частиц. Чем больше в почве мелкодисперсных частиц, тем больше суммарная поверхность и тем сильнее физическое поглощение. Отмечается положительная и отрицательная адсорбция. Положительная молекулярная адсорбция отмечается, если молекулы растворенного вещества притягиваются частицами почвы сильнее, чем молекулы воды.

Химическая поглотительная способность связана с образованием труднорастворимых или нерастворимых в воде соединений при взаимодействии ионов растворенных веществ (в т.ч. удобрений) с ионами почвы. Эти соединения выпадают в осадок и примешиваются к твердой фазе почвы. Химическое поглощение характерно для Н3РО4, ионов СО3иSО4и катионов Са и Мg.

Обменная поглотительная способность почв (физико-химическое поглощение). Она имеет большое значение для поглощенных катионов, а анионы обменно практически не поглощаются. Обменное поглощение катионов – способность мелкодисперсных коллоидных частиц почвы, имеющих отрицательный заряд, поглощать различные катионы из раствора.

Биологическая поглотительная способность почв – это свойство почвы задерживать и накапливать питательные вещества в корнеобитаемом слое в результате биологической деятельности живых организмов и корневой системы растений. Отличительная особенность биологического поглощения – его избирательность. К биологическому поглощению относятся: 1)процессы переноса корнями ряда растений питательных элементов из нижних горизонтов почвы в верхний слой. Поэтому, в частности, в пахотном слое почвы содержится больше фосфора, чем в материнской породе. 2)Фиксация азота из воздуха свободноживущими и симбиотическими микроорганизмами. 3)Иммобилизация - закрепление питательных веществ в телах микроорганизмов в процессе их жизнедеятельности.

Необменное поглощение. Наряду с вышеуказанными видами поглотительной способности почв имеется так называемое необменное поглощение катионов, которое в значительной мере определяется механическим и минералогическим составом почвы и имеет место у минералов группы монтмориллонита и гидрослюд с трехслойной кристаллической решеткой.

Вопрос 24. Объекты экологической экспертизы.

Экологическая экспертиза (ЭЭ) – оценка уровня возможных негативных воздействий намечаемой хозяйственной и иной деятельности на окружающую природную среду, природные ресурсы и здоровье людей. Оценка хозяйственных и иных проектов на предмет их соответствия требованиям экологической безопасности и системе рационального природопользования. В РФ работы по экологической экспертизе основываются на Федеральном законе «Об экологической экспертизе» (1995 г.).

В законодательстве обозначены лишь общие типы объектов, подлежащих экологической экспертизе: все предплановые, предпроектные и проектные материалы по объектам и мероприятиям, намечаемым к реализации на территории РФ, независимо от их сметной стоимости и принадлежности, а. также экологические обоснования лицензий и сертификатов. К предплановым материалам (работам) относятся документы информационно-методического характера, содержащие экономические, социальные, собственно экологические и иные характеристики объекта планирования. К предплановым работам обычно относят: прогнозы развития отраслей хозяйства, территориальные комплексные схемы охраны природы и состояния окружающей природной среды и т.д. К предплановой документации относятся: генеральные схемы расселения, схемы и планы развития городов и территорий, в том числе районной планировки (застройки) населенных пунктов, комплексные схемы охраны и использования отдельных природных ресурсов, схемы различных специальных зон и территорий (в т. ч. зон экологического бедствия, свободных экономических и эколого-экономических зон). К предпроектным материалам относятся: материалы выбора площадки строительства (трассы), технико-экономические обоснования (ТЭО), основные положения на строительное проектирование и соответствующие задания, специальные условия на строительное проектирование и т.д. К проектным материалам относятся типовые и индивидуальные рабочие проекты на строительство, реконструкцию, развитие, техническое перевооружение, ликвидацию предприятий, зданий, сооружений и др. объектов, а также иная рабочая и сметная документация.
Объектами ЭЭ являются также материалы экологических обоснований лицензий. К объектам экологической экспертизы законом отнесены также экологические обоснования сертификатов. Наиболее полно и подробно в действующем российском законодательстве объекты государственной ЭЭ определены в Законе «Об экологической экспертизе» [4]. Кроме вышеуказанных типов объектов экспертизы и оценки закон закрепляет следующие (ст. 11): проекты правовых актов РФ и ее субъектов, нормативно-технических и инструктивно-методических документов, утверждаемых органами государственной власти РФ и ее субъектов; проекты материалов, подлежащих утверждению органами государственной власти РФ и ее субъектов; проекты материалов, предшествующих разработке прогнозов развития и размещения производительных сил на соответствующей территории и т.д. (всего около 20 типов материалов). Существенно новым с точки зрения объектов ЭЭ является то, что к ним относятся теперь и действующие объекты, требующие повторной государственной ЭЭ, хотя ранее уже имевшие её положительное заключение.   Повторная государственная экологическая экспертиза проводится в случаях: необходимости доработки объекта (по замечаниям ГЭЭ); при изменении условий природопользования; реализации объекта экспертизы с отступлениями от документов, получивших ранее положительное заключение ГЭЭ или внесения изменений в эти документы; внесения в проектную документацию изменений после получения положительного заключения государственной ЭЭ; истечения срока действия положительного заключения ГЭЭ.  

Вопрос 25. Гумус почвы. Современные представления об образовании гумуса в почвах. Основные составные части гумуса.

В почвах лишь незначительная часть гумусовых веществ находится в свободном состоянии. Гуминовые кислоты и фульвокислоты, реагируя между собой, образуют сложные соединения, а также вступают в химическое и коллоидно-химическое взаимодействие с минеральной частью почвы, образуя различные органо-минеральные соединения. Кроме того, гумусовые вещества способны прочно поглощаться глинистыми минералами и в этом состоянии становятся менее доступными для микроорганизмов. Особенно прочная связь наблюдается при взаимодействии гумусовых веществ с минералами типа монтмориллонита; с каолинитом или полевыми шпатами связь менее прочная. Взаимодействие гумусовых веществ с минеральной частью почвы и образование различных форм органо-минеральных соединений играют важную роль в закреплении гумуса в почве. А. Ф. Тюлин высказал предположение, что преобладающая часть гумусовых веществ закреплена в виде органо-минеральных пленок на поверхности минеральных частиц почвы меньше 0,01 мм, причем эти вещества связываются более прочно, химически, при участии полуторных окислов и менее прочно, адсорбционно, при коагуляции гуминовых кислот катионами кальция.

В светлых тропических лесах и высокотравных саваннах в почву ежегодно поступает от 70 до 120 ц/га растительных остатков (И. А. Денисов, 1971). Благодаря сильному развитию трав, значительная часть отмершего органического вещества находится в почве, что способствует их быстрейшей гумификации. Общее содержание гумуса в почвах от 1 до 4% и более. Соотношение гуминовых и фульвокислот в почвах варьирует в зависимости от конкретных условий, но повсюду в нижней части профиля преобладают фульвокислоты. Реакция почв слабокислая, часто почти нейтральная.

В почве цезий-137 находится в различных формах, содержание которых может значительно колебаться в зависимости от типа почв; отмечено, что от 5 до 30 % Cs-137 может присутствовать в обменной форме, от 2 до 25 % — в кислотно-растворимой и от 50 до 90 % — в фиксированной форме. Способность почв поглощать цезий-137 возрастает в ряду дерново-подзолистая < каштановая < чернозем. Особенно прочно он закрепляется минералами монтмориллонитовой группы, а также некоторыми слюдами и гидрослюдами. Тяжелыми по гранулометрическому составу почвами цезий-137 закрепляется прочнее, чем легкими, а в песчаных почвах — практически весь содержащийся в почвенном профиле Cs-137 адсорбируется незначительной по своей массе коллоидной фракцией. Поглощение цезия-137 возрастает с увеличением содержания гумуса в почве. Отмечено, что в его распределении в лесных почвах большую роль играет растительность. Так, моховой покров удерживает радиоизотопы более прочно, чем травянистый. В северных зонах Европы и Северной Америки вследствие аккумуляции радиоактивного цезия во мхах и лишайниках его повышенное содержание наблюдается в мясе северных оленей; в организме лапландцев, питающихся олениной, содержание цезия-137 на порядок выше, чем у других народов этих регионов.

В. Киоп (1817—1891 гг.) предложил классификацию почв по химическому составу с разделением на три класса: силикатные (глиноземные, железистые, кремнеземные или песчаные), карбонатные (известковые, доломитные), сульфатные (гипсовые, ангидритовые). Более мелкие подразделения почв он устанавливал по процентному содержанию в них песка, различных силикатов, карбонатов и т. д. (Кпор, 1871 —1872). Конечно, такая классификация могла иметь ограниченное применение, и Кноп теперь более известен как автор метода определения гумуса в почве.

Вопрос 26. Предмет и методы агрохимии. Ее связь с другими науками.

Агрономическая химия,или агрохимия – наука о взаимодействии растений, почвы и удобрений в процессе выращивания сельскохозяйственных (с-х) культур, о круговороте веществ в земледелии и использовании удобрений для увеличения урожая, улучшения его качества и повышения плодородия почвы. Современная агрохимия – теоретическая, биологическая и химическая дисциплина, имеющая прямую связь с практикой с/х производства.

В самом кратком определении агрохимия – это наука, изучающая питание растений и применение удобрений в целях повышения урожайности с-х культур. Предусматривает повышение плодородие почвы.

Агрохимия занимает центральное место среди агрономических дисциплин, т.к. применение удобрений – эффективное средство развития и совершенствования растениеводства.

Главная задача агрохимии– управление круговоротом и балансом химических элементов в системе почва – растение. Классик Отечественной агрохимии академик Прянишников считал задачами агрохимии изучение круговорота веществ в земледелии и выявление тех мер воздействия на химические процессы, протекающие в почве и растении, которые могут повышать урожай или изменять его состав.

Цель агрономической химии– создание наилучших условий питания растений с учетом знания свойств различных видов и форм удобрений, особенностей их взаимодействия с почвой, определение наиболее эффективных форм, способов, сроков применения удобрений.

Развитие агрохимии в нашей стране неразрывно связано с деятельностью Д.Н.Прянишникова (1865-1948) окончил Петровскую академию. Практическое применение агрохимии, которая служит теоретической базой химизации земледелия, Прянишников рассматривал как мощное средство повышения производительности труда.

Д.Н.Прянишников отмечал,что «Россия должна избегнуть противоречия между улучшением питания населения и экспортом»,а для этого необходимо создать действительные избытки хлеба. Каким образом? Средствами обработки почвы, механизацией или химификацией, как в то время называли применение минеральных удобрений, или другими приемами. Не умоляя других средств повышения урожаев Прянишников выбрал химификацию.Он умел выбирать главное, в последствии выяснилось, что применение удобрений обеспечивает по крайней мере половину прибавки урожая от интенсивных приемов.

Научные интересы Прянишникова отличались широтой охватываемых вопросов. Под его руководством изучали фосфорное питание растений, в частности усвоение растениями фосфора из фосфоритов и применение фосфоритной муки в качестве удобрения. В связи с разработкой Соликамских калийных залежей Д.Н. Прянишников и его ученики выполнили ряд работ по использованию растениями калийных солей. Он всегда уделял большое внимание изучению роли биологического азота в земледелии, подчеркивал необходимость использования органических удобрений. Д.Н. Прянишников организовал работы по изучению действия микроэлементов на растения. Он доказал, что аммонийные соли являются равноценным источником азотного питания для растения, как и соли азотной кислоты. Прянишников доказал, что при распаде белков образуются аминокислоты, от которых в дальнейшем отщепляется аммиак. Много труда Прянишников затратил на изучение сроков, доз и способов внесения удобрений, размещения их в севооборотах, удобрения отдельных культур.

Как и большинство выдающихся ученых, Д.Н.Прянишников мог по праву гордиться огромной армией своих учеников, практически все отечественные специалисты агрономы, не говоря об агрохимиках в той или иной степени учились у него. Среди его учеников гордость отечественной науки академик Вавилов – великий агроном.

Вопрос 27. Понятие биосферы. Уровни организации живого вещества в биосфере.

Биосфера – оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности. Живое вещество как совокупность всех организмов, живущих на Земле, состоит из нескольких царств (Прокариоты, Животные, Растения, Грибы), находящиеся в сложных взаимоотношениях. Живое вещество имеет сложное строение и разные уровни организации.

1. Молекулярно-генный (суборганизменный) — особая форма организации живого, присущая всем без исключения организмам, представляющая собой совокупность различных органических и неорганических веществ, связанных между собой определенной структурой и системой биохимических процессов, позволяющих сохранять данную совокупность соединений как целостную систему, способную к росту, развитию, самосохранению и размножению в течение всего времени существования этого организма, т. е. до смерти.

2. Клеточный — все живое (кроме неклеточных форм жизни) образовано особыми структурами — клетками, которые имеют строго определенное строение, присущее как организмам из царства Растения, так и организмам из царств Животные и Грибы; некоторые организмы состоят из одной клетки, поэтому такие организмы при клеточном уровне соответствуют и новому уровню организации — организменному (см. пятый уровень организации).

3. Тканевый — характерен для сложных многоклеточных организмов, у которых произошла специализация клеток по выполняемым функциям, что привело к образованию тканей — совокупности клеток, имеющих одинаковое происхождение, близкое строение и выполняющих одинаковые или близкие по характеру функции; различают растительные и животные ткани так, у растений выделяют покровные, основные, механические, проводящие ткани и меристемы (ткани роста); у животных — покровные, нервные, мышечные и соединительные ткани.

4. Органный — у высокоорганизованных организмов ткани образуют структуры, предназначенные для выполнения определенных функций, которые называются органами, а органы объединяются в системы органов (например, желудок входит в состав пищеварительной системы).

5. Организменный — системы органов объединены в единое целое — организм, при функционировании которого реализуется жизнедеятельность конкретного живого существа; известно, что в природе существует большое число одноклеточных организмов.

6. Популяционно-видовой — особи одного вида образуют особые группировки, живущие на данной конкретной территории и занимающие определенную экологическую нишу, которые называются популяциями, а популяции одинаковых организмов образуют подвиды и виды.

7. Биогеоценотический — этот уровень организации живого вещества связан с тем, что на данной территории проживает определенное количество популяций различных видов (как животных, так и растений, грибов, прокариотов и неклеточных форм жизни), которые взаимосвязаны друг с другом различными связями, в том числе и пищевыми.

8. Биосферный — это высший уровень организации живого на планете Земля, представляющий собой всю совокупность живых существ, живущих на ней, которые взаимосвязаны друг с другом планетарным круговоротом химических элементов и химических соединений; нарушение этого круговорота может привести к глобальной катастрофе и даже к гибели всего живого.

Следовательно, 1-5 уровни организации характерны для отдельно взятого организма, а 6-8 — для совокупности организмов.

Вопрос 28. Гуминовые кислоты: состав, свойства, роль в почвообразовании и плодородии почв.

Гуминовые кислоты почвенного гумуса, их кислые соли щелочноземельных металлов и все соли щелочных металлов образуют растворы коллоидной степени дисперсности. С помощью электродиализа было установлено наличие таких частиц и для фульвокислот. Однако дисперсность их оказалась значительно выше, нежели у гуминовых кислот. Истинные растворы образуют щелочные соли гуминовых кислот и соли фульвокислот.

Гуминовые кислоты в почве выполняют аккумулирующие функции, т.е. накапливают важнейшие элементы питания растений и почвенной биоты, в том числе образуют малорастворимые или нерастворимые соединения с большинством катионов металлов; регуляторные функции, т. е. формируют структуру, водный, водно-воздушный и тепловой режимы почв; протекторные функции, т. е. предохраняют растения и почвенную микрофлору от воздействия неблагоприятных климатических и экологических факторов, а также физиологические функции, т. е. обеспечивают рост и развитие растений и микроорганизмов. Гуминовые кислоты являются также мощными геохимическими агентами, способствующими трансформации горных пород, минералов и органических веществ, а также концентрации, рассеянию и переотложению химических элементов.

Гуминовые кислоты для химии воды интересны в том отношении, что это вещества преимущественно природного происхождения, которые часто встречаются в поверхностных и подпочвенных водах в различных концентрациях. Гуминовые кислоты являются причиной желтоватой окраски вод, если она не вызывается присутствием красителей другого типа, попавшими в исследуемую воду с бытовыми и производственными стоками.

Гуминовые кислоты - группа темноокрашенных гумусовых кислот, растворимых в щелочах и не растворимых в кислотах. Гуминовые кислоты имеют следующий элементный состав: 50-60 % углерода; 2-6 % водорода, 31-40 % кислорода и 2-6 % азота.

Гуминовыми кислотами называют соединения, вымываемые из почвы щелочами, фосфорнокислым, щавелевокислым или фтористым натрием и другими растворителями и осаждаемые из полученных растворов минеральными кислотами в виде темно-коричневого осадка.

Гумусовые кислоты - класс высокомолекулярных азотсодержащих оксикислот с ароматическим ядром, входящим в состав гумуса. На основании различной растворимости в воде, кислотах, щелочах и спирте гумусовые кислоты подразделяют на гуминовые кислоты, гиматомелановые кислоты и фульвокислоты.

Флокуляция гуминовых веществ представляет большой интерес при очистке сточных и загрязненных естественных вод от металлов, которые связаны с гуминовыми веществами в прочные комплексы. Стандартный метод удаления больших количеств гуминовых веществ из растворов - это флокуляция при pH 1-2, при этом достигается снижение цветности не более чем на 80-90 %.

Гуминовые и фульвокислоты действительно можно рассматривать как единую непрерывную цепь соединений, в которой фульвокислоты являются начальными формами гуминовых кислот или продуктами их деструкции.

Строение молекул гуминовых кислот вполне точно еще не выяснено. По современным представлениям, гуминовые кислоты— это сложные высокомолекулярные соединения, имеющие ароматическую природу. Кислотная природа гуминовых и фульвокислот установлена на основании прямых определений pH, емкости связывания оснований и их поведения при электролизе. pH отди-ализированных гуминовых кислот равняется примерно 3,5. Гуминовые кислоты являются слабыми, многоосновными органическими кислотами с точкой эквивалентности при pH 8—9.

Вопрос 29. Известковые материалы, их классификация и условия эффективного применения.

Для известкования почв нужно использовать в первую очередь мягкие породы: известковые туфы, озерную известь, доломитовую муку и отложения мергеля.

Известковые туфы встречаются в местах выхода ключей, по берегам рек и ручьев, на склонах коренных берегов и обрывов. Содержат около 80—90% углекислой извести, остальные 10—20% падают на примеси (глина, песок и др.). Действуют быстрее, чем молотый известняк, но медленнее жженой извести.

Известковый туф хорошо крошится, не требует помола. Плотные комья пропускают через грохот с отверстиями в 10—15 мм.

Озерную известь добывают обычно на месте бывших замкнутых водоемов и глубоких заторфованных впадин. Поэтому месторождения бывают сверху покрыты слоем торфа или ила, а снизу подстилаются сапропелем. Озерная известь не требует помола (перед употреблением ее лишь подсушивают), содержит от 50 до 100% углекислой извести, действует быстрее, чем известковые туфы.

Доломитовая мука, добываемая из природных залежей (доломитизированные известняки), содержит не только углекислую известь, но и много углекислого магния; имеет вид порошкообразной массы, но часто со значительными (включениями обломков и кусочков твердой породы (до 5—10%), которые отделяют просеиванием через грохот. Действует медленнее известковых туфов.

Мягкий мергель добывают из залежей, довольно широко распространенных в подзолистой зоне. Мергель — известняк с большой (примесью глины и песка обычно не размалывают, а прямо вывозят на поле и оставляют в небольших кучах на зиму. Весной легко рассыпающуюся массу мергеля разбрасывают по полю.

Там, где на месте нет. мягких известковых пород, широко применяют привозные известковые удобрения: молотый известняк или известковую муку, жженую известь — негашеную и гашеную (пушонку).

Известковая мука получается при специальном размоле чистых или доломитизированных (с содержанием до 10—15% магния) известняков. Чем мельче размол, тем выше качество известковой муки. В настоящее время для вновь строящихся механизированных заводов до производству молотого известняка Министерством сельского хозяйства СССР приняты такие требования к качеству размола: 100% молотого известняка должно проходить через сито с отверстиями 1 мм и 80% через сито с отверстиями 0,17 мм, содержание CaCO3+MgCO3 должно быть не меньше 85%, а влажность не больше 15%. Действие стандартной известковой муки мало отличается от высококачественных мягких известковых материалов.

Жженая известь получается путем обжига твердых известняков. В ней содержится до 90—100% окиси кальция (СаО). Если жженую известь выдерживают в течение 1—2 месяцев в кучах, покрытых сырой землей, или поливают водой, то получается гашеная известь, или пушонка, с содержанием 65—75% водной окиси кальция Са(ОН)2. Жженая и гашеная известь — быстро и сильно действующие известковые удобрения: 1 т жженой или 1,5 г гашеной извести заменяют 2 г известковой муки стандартного помола. В первые 1—2 года после внесения жженая известь действует сильнее известковой муки, а затем их эффективность выравнивается.

Все виды известковых удобрений на кислых торфяных почвах вновь осваиваемых болот рекомендуется вносить одновременно с зяблевой обработкой.

При зяблевой вспашке известь рассеивают по пластам и сразу же заделывают дисковыми боронами на возможно большую глубину; при первичной фрезерной обработке известь вносят под второй проход фрезмашины.

Вопрос 30. Экосистема, ее состав и строение.

Экосистема — это любая совокупность взаимодействующих живых организмов и условий среды. Термин «экосистема» ввел английский фитоценолог А. Тенсли в 1935 г. Экосистемами являются, например, участок леса, река, море, аквариум, кабина космического корабля, географический ландшафт или даже вся биосфера.

1. естественные, сохранившиеся в неприкосновенности;

2. модифицированные, изменившиеся от деятельности человека;

3. трансформированные, преобразованные человеком

Экосистема состоит из четырех основных элементов.

1.Неживая (абиотическая) среда— это вода, минеральные вещества, газы, а также неживые органические вещества и гумус.

2. Продуценты (производители)— живые существа, способные из неорганических материалов среды строить органические вещества. Такую работу выполняют главным образом зеленые растения, производящие с помощью солнечной энергии из углекислого газа, воды и минеральных веществ органические соединения. Этот процесс называют фотосинтезом. При нем высвобождается кислород. Органические вещества, производимые растениями, идут в пищу животным и человеку, кислород используется для дыхания.

3. Консументы— потребители растительной продукции. Организмы, питающиеся только растениями, называют консументами первого порядка. Животных, питающихся только (или преимущественно) мясом, называют консументами второго порядка.

4.Редуценты (деструкторы, разлагатели)— группа организмов, которые разлагают остатки отмерших существ, например, растительные остатки или трупы животных, превращая их снова в исходное сырье (вода, минеральные вещества и углекислый газ), пригодное для продуцентов, превращающих эти составные части снова в органические вещества. К редуцентам относятся многие черви, личинки насекомых и другие мелкие почвенные организмы. Бактерии, грибы и другие микроорганизмы, превращающие живое вещество в минеральное, называют минерализаторами.

9.Основные свойства экосистем. Понятие о «экологической пластичности», экологической нише, оптимальной продуктивности.

1) экосистема обязательно представляет собой совокупность живых и неживых компонентов

2) в рамках экосистемы осуществляется полный цикл, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие;

3) экосистема сохраняет устойчивость в течение некоторого времени, что обеспечивается определенной структурой биотических и абиотических компонентов.

Вопрос 31. Фульвокислоты: состав, свойства, роль в почвообразовании и плодородии.

Фульвокислоты, как и гуминовые, представляют собой высокомолекулярные азотсодержащие органические кислоты. Они растворяются в воде, кислотах, слабых растворах щелочей, пирофосфата натрия и водном растворе аммиака, образуя водорастворимые соли — фульваты. Кроме того, они растворяются во многих органических растворителях. Растворы фульвокислот в зависимости от концентрации имеют окраску от соломенно-желтой до оранжевой. Их водные растворы обладают сильнокислой реакцией (рН = 2,2...2,8). Фульвокислоты состоят из углерода, водорода, кислорода и азота, но углерода содержат меньше, чем гуминовые, а кислорода — больше. В среднем в фульвокислотах содержится углерода 40...52 %, водорода 4...6 %, кислорода 40...48 % и азота 2...6 %.

Благодаря сильнокислой реакции и хорошей растворимости в воде фульвокислоты энергично разрушают минеральную часть почвы. Фульваты — соли щелочных и щелочноземельных металлов, хорошо растворимы; комплексные соединения с железом и алюминием также частично растворимы.

Гумины представляют инертную часть гумуса, которая не извлекается из почвы обычными методами. Их содержание в гумусе составляет 15...20 %.

Наиболее интенсивно образование гумуса происходит при влажности почвы около 60 % и температуре 25...30 °С, но вэтих условиях процессы его разложения также протекают активно и гумуса в почвах накапливается мало.

В условиях дефицита влаги биомассы образуется немного, поэтому невелико и количество растительного опада. В таких условиях гумус накапливается в незначительных количествах.

При постоянном избытке влаги в почве формируется дефицит кислорода, снижается микробиологическая активность, гумусообразование замедляется. Растительные остатки образуют в полуразложившейся форме торф.

Наибольшее количество гумуса в почвах накапливается при сочетании оптимального гидротермического режима с периодически повторяющимся не очень сильным иссушением. Такие условия создаются при формировании черноземов.

В состав почвы входят твердые, жидкие и газообразные компоненты. Твердая фаза представлена органическими, минеральными и органоминеральными частицами. Совокупность коллоидных частиц почвы, участвующих в процессах поглощения веществ, называется почвенным поглощающим комплексом (ППК).

Жидкая фаза почвы вместе с растворенными в ней веществами образует почвенный раствор. Он содержит органические кислоты и их соли, а также соли минеральных кислот: нитраты, фосфаты, сульфаты, хлориды, карбонаты и др.

Растения поглощают элементы питания в растворенном виде. Особенности этого поглощения зависят от концентрации почвенного раствора и соотношения в нем свободных ионов Н" и ОН . При высокой концентрации почвенного раствора растения утрачивают способность извлекать из него элементы минерального питания, при низкой - проявляются признаки голодания и снижается продуктивность.

Если в почвенном растворе концентрации ионов H+ и ОН- одинаковы, то реакция будет нейтральной, если ионов Н+ больше — кислой, меньше — щелочной.

Вопрос 32. Обменная поглотительная способность почвы, ее роль при взаимодействии почвы и удобрения.

Большую роль в питании растений и в превращении внесенных в почву удобрений играет ее поглотительная способность. Под поглотительной способностью понимается способность почвы поглощать различные вещества из раствора, проходящего через нее, и удерживать их. Основы современных представлений о поглотительной способности почвы были заложены работами академика К. К. Гедройца. Он различал пять видов поглощения в почве: биологическая, механическая, физическая, химическая, обменная.

Физико-химическая, или обменная, поглотительная способность имеет особенно важное значение при взаимодействии удобрений с почвой. Физико-химическое поглощение — это способность мелкодисперсных (от 0, 2 до 0, 001 мкм) коллоидных частиц почвы поглощать из раствора различные катионы. Поглощение одних катионов сопровождается вытеснением в раствор эквивалентного количества других, ранее связанных твердой фазой почвы.

Вся совокупность органических и минеральных коллоидных частиц почвы (представленных гумусовыми веществами, глинистыми минералами и гидроксидами железа и алюминия), участвующих в обменном поглощении катионов, была названа К. К- Гедройцем почвенным поглощающим комплексом (ППК).

Способность органических и минеральных коллоидных частиц к обменному поглощению катионов обусловлена тем, что большая часть их имеет отрицательные заряды.

В естественном состоянии почвы всегда содержат определенное количество поглощенных катионов (Са2+, Mg2+, Н+, Аl3+, Na+, K+, NH4+ и др.). Эти катионы могут обмениваться на другие катионы, находящиеся в растворе.

Обмен катионами между раствором и почвенным поглощающим комплексом происходит в строго эквивалентных количествах.

Реакция обмена катионов протекает быстро. При внесении в почву легкорастворимых удобрений (КСl, NH4Cl, NH4NO3 и др.) они сразу же вступают во взаимодействие с ППК, катионы их поглощаются в обмен на катионы, ранее находившиеся в поглощенном состоянии.

В зависимости от концентрации раствора, его объема и природы обменивающихся катионов между катионами раствора и катионами почвенного поглощающего комплекса устанавливается некоторое подвижное равновесие. При изменении состава почвенного раствора это равновесие смещается, в результате одни катионы переходят из раствора в поглощенное состояние, а другие — из поглощенного состояния в почвенный раствор. При внесении минеральных удобрений, например KCl, концентрация почвенного раствора повышается, катионы удобрения вступают в обменную реакцию с катионами почвенного поглощающего комплекса и поглощаются почвой.

При усвоении какого-либо катиона растениями концентрация его в растворе уменьшается, он переходит из поглощенного состояния в раствор в обмен па другие катионы, содержащиеся в почвенном растворе. Чем выше степень насыщенности поглощающего комплекса данным катионом, тем легче и быстрее он вытесняется в раствор. Количество катионов, вытесняемых из поглощенного состояния в раствор, возрастает с повышением концентрации раствора, а при одинаковой концентрации — с увеличением объема раствора вытесняющей соли.

Разные катионы обладают неодинаковой способностью к поглощению. Чем больше заряд (валентность) катиона и его атомная масса, тем сильнее он поглощается и труднее вытесняется из поглощенного состояния другими катионами. Исключение из этого правила составляют ионы Н + , которые имеют наименьшую атомную массу, но обладают высокой энергией поглощения и способностью вытеснять другие катионы из ППК.

Вопрос 33. Экологический мониторинг, его классификация, цель и задачи.

Экологический мониторинг - это система сбора и анализа информации о состоянии естественных и антропогенных изменениях окружающей среды в целях ее охраны, рационального использования природных ресурсов, охраны здоровья и благосостояния людей. Его результаты служат основой планирования и реализации мероприятий по защите окружающей среды от техногенного загрязнения.

Мониторинг представляет собой систему повторных наблюдений элементов окружающей природной среды в пространстве и во времени с определенными целями в соответствии с заранее подготовленной программой.

Термин "мониторинг" был официально выдвинут в 1972 г. на Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде. Однако понятие этого термина постоянно претерпевает изменение. Если при своем становлении его основной функцией было слежение за показателями качества окружающей среды, то в настоящее время мониторинг призван выявлять критические и экстремальные ситуации, приоритетные факторы антропогенного воздействия на окружающую среду, производить оценку и прогноз состояния объектов наблюдения, обладать управляющими воздействиями для регулирования взаимного влияния объектов техносферы, гидросферы, литосферы, атмосферы и биосферы, что выражается в следующих функциях: контроль за состоянием объектов наблюдения; контроль за источниками нарушения экологического равновесия; моделирование и прогноз состояния объектов; управление экологическими процессами.

Федеральным законом №7-ФЗ от 20.12.2001 г. «Об охране окружающей среды» (ст. 1) мониторинг окружающей среды (экологический мониторинг) определен как комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов.

Государственный мониторинг окружающей среды (государственный экологический мониторинг) – это мониторинг окружающей среды, осуществляемый органами государственной власти Российской Федерации и органами государственной власти субъектов Российской Федерации в соответствии с их компетенцией.

Требования в области охраны окружающей среды (природоохранные требования) – это требования предъявляемые к хозяйственной и иной деятельности обязательные условия, ограничения или их совокупность. Они установлены законами, иными нормативными правовыми актами, природоохранными нормативами, государственными стандартами и иными нормативными документами в области охраны окружающей среды.

Задачи экологического мониторинга определены Постановлением Правительства РФ от 31 марта 2003 г. N 177 «Об организации и осуществлении государственного мониторинга окружающей среды (государственного экологического мониторинга)»: организация и проведение наблюдения за количественными и качественными показателями (их совокупностью), характеризующими состояние окружающей среды, в том числе за состоянием окружающей среды в районах расположения источников антропогенного воздействия и воздействием этих источников на окружающую среду; оценка состояния окружающей среды, своевременное выявление и прогноз развития негативных процессов, влияющих на состояние окружающей среды, выработка рекомендаций по предотвращению вредных воздействий на нее; информационное обеспечение органов государственной власти, органов местного самоуправления, юридических и физических лиц по вопросам состояния окружающей среды; формирование государственных информационных ресурсов о состоянии окружающей среды; обеспечение участия Российской Федерации в международных системах экологического мониторинга.

Вопрос 34. Почвенные коллоиды: состав, свойства и роль в почвообразовании и плодородии почв.

Коллоиды- это тонкодисперсные частицы почвы размером менее 0,0002мм. Образуются эти частицы путем диспергации (дробления) более крупных частиц или конденсации многих молекул в агрегаты молекул. Их количество в почве различно - от 1-2 до 30-40% к массе почвы.

По составу почвенные коллоиды подразделяют на минеральные, органические и органо-минеральные. Минеральные коллоиды представлены преимущественно вторичными минералами (монтмориллонит, каолинит, бейделит), гидроокисями Fe, Al, кремния и частично тонкодисперсной фракцией первичных минералов (кварц, слюда).

Органические коллоиды состоят из различных перегнойных веществ и имеют высокую степень дисперсности. Они представлены преимущественно веществами гумусовой и белковой природы.

Органо-минеральные коллоиды возникают при взаимодействии гумусовых веществ со вторичными минералами. Следовательно тяжелые и хорошо гумусированные почвы содержат больше почвенных коллоидов и обладают более высокой поглотительной способностью, чем почвы песчаные и бедные органическим веществом.

Всю совокупность коллоидов, обуславливающих поглотительную способность почвы, по предложению академика К. К. Гедройца называют почвенно - поглотительным комплексом (ППК). ППК характеризуется с химической стороны как комплекс нерастворимых в воде алюмосиликатных, органических и органо - минеральных соединений, а с физической стороны - как совокупность тех почвенных соединений, которые находятся в почве в мелкораздробленном состоянии; эта высокодисперсная часть почвы по всей вероятности близко совпадает с коллоидальной частью почвы.

Отдельная структурная единица называется коллоидной мицеллой. Внутри нее находится ядро - агрегаты недиссоциированных молекул основного вещества (аморфного или кристаллического). Вокруг ядра расположен внутренний слой ионов, который называют слоем потенциалопределяющих ионов. Эти ионы, несущие определенный электрический заряд, прочно удерживаются ядром и не могут быть отдиссоциированы.

Ядро со слоем потенциалопределяющих ионов называется гранулой. К поверхности гранулы примыкает слой компенсирующих ионов (противоионов), который прочно удерживается электростатическими силами. Часть ионов компенсирующего слоя неподвижна, т.к. прочно связана с внутренним слоем ионов (потенциалопределяющими), часть подвижна и образует внешний, или диффузный, слой. Этот слой образует рой (облако) ионов, способных к обменным реакциям. Диффузный слой вместе с коллоидной частице образует мицеллу; она электронейтральна но поскольку масса ее принадлежит грануле, то заряд последней считается зарядом коллоида. Мицелла (дисперсная фаза) окружена внешним интермицеллярным раствором (дисперсной средой).

По электрическому заряду частиц все коллоиды подразделяют на ацидоиды, базоиды и амфолитоиды. Ацидоиды - отрицательно заряженные коллоиды, они содержат в потенциалопределяющем слое анионы, а в диффузном - катионы. Базоиды - положительно заряженные коллоиды, несущие в потенциалопределяющем слое катионы, а в диффузном - анионы. Большинство почвенных коллоидов являются ацидоидами. К ним относятся гумусовые кислоты, глинистые минералы и кремнекислота в коллоидном состоянии. Ацидоиды способны отдиссоциировать в раствор ионы Н+, Na+, Ca++, Mg++ и др. Базоиды в почве представлены преимущественно гидратами окиси Al, Fe и белковыми веществами. Они способны отдиссоциировать в раствор анионы ОН- и содержат в диффузном слое различные анионы (Al+++, Cl`, SO4``, NO3` и др.)

 

Конец формы

Вопрос 35. Классификация азотных удобрений и особенности их применения.

Азотные удобрения — неорганические и органические азотосодержащие вещества, которые вносят в почву для повышения урожайности. К минеральным азотным удобрениям относят амидные, аммиачные и нитратные. Азотные удобрения получают главным образом из синтетического аммиака. Из-за высокой мобильности соединений азота, его низкое содержание в почве часто лимитирует развитие культурных растений, поэтому внесение азотных удобрений вызывает большой положительный эффект.

При внесении азотных удобрений повышается урожай практически всех культур. Азотные удобрения в сельском хозяйстве и огородничестве применяются повсеместно: для овощных культур, для картофеля, свёклы, помидор, огурцов, для плодово-ягодных культур, плодовых деревьев, кустарников, винограда, клубники, земляники, декоративных растений, цветов (розы, пионы, тюльпаны и др.), также используют для рассады и газонов.

Нормы внесения

• Для садов и огородов средней дозой для основного внесения под картофель, овощные, плодово-ягодные и цветочные культуры следует считать 0,6-0,9 кг азота на 100 м.
• При подкормках для картофеля, овощных и цветочных культур – 0,15-0,2 кг азота на 100 м., для плодово-ягодных культур – 0,2 – 0,3 кг азота на 100 м.
• Для приготовления раствора берут 15-30 г азота на 10 л воды при распределении раствора на 10.
• Для внекорневой подкормки применяют 0,25-5% растворы (25-50 г на 10 л воды) при распределении на 100-200 м.

Азотные удобрения подразделяются на следующие группы:

- нитратные удобрения (селитры), которые содержат азот в нитратной форме;

- аммонийные и аммиачные удобрения (твердые и жидкие), которые содержат азот в аммонийной и аммиачной форме;

- аммонийно-нитратные удобрения, они содержат азот в аммонийной и нитратной форме (аммиачная селитра);

- удобрения, в которых азот находится в амидной форме (мочевина, или карбамид);

- водные растворы мочевины (карбамида) и аммиачной селитры, которые получили название КАС (карбамид-аммиачная селитра).

Весь ассортимент производства азотных удобрений можно объединить в 3 группы:

1. Аммиачные удобрения (например, сульфат аммония, хлористый аммоний);
2. Нитратные удобрения (например, кальциевая или натриевая селитра);
3. Амидные удобрения (например, мочевина).

Кроме этого, выпускаются удобрения, содержащие азот одновременно в аммиачной и нитратной форме (например, аммиачная селитра).

Вопрос 36. Процедура проведения экологической экспертизы.

Процедура проведения государственной экологической экспертизы (ГЭЭ) состоит из нескольких этапов: предварительное рассмотрение поступивших материалов; формирование и работа экспертной комиссии.

На стадии предварительного рассмотрения поступивших материалов проводятся следующие работы:

1. Материалы, поступившие (с сопроводительным письмом) в МПР РФ (территориальный орган МПР РФ), регистрируется в установленном порядке в Главгосэкоэкспертизе (экспертном подразделении) и, распоряжением начальника Главгосэкоэкспертизы (экспертного подразделения), передается в соответствующий отдел на рассмотрение.

2. Руководитель отдела назначает ответственного за проведение экспертизы штатного сотрудника экспертного подразделения (далее ведущего эксперта).

3. Ведущий эксперт в течение пяти дней проверяет комплектность поступившей документации, определяет сложность ГЭЭ, количество привлекаемых экспертов и, на этом основании, подготавливает счет за оплату экспертных работ.

В случае представления некомплектной документации заказчику направляется письмо за подписью начальника Главгосэкоэкспертизы (экспертного подразделения) с перечнем недостающих материалов с указанием срока их представления. Документация, неукомплектованная в течение установленного срока, возвращается заказчику.

4. Ведущий эксперт, ответственный за проведение ГЭЭ, готовит письмо за подписью начальника Главгосэкоэкспертизы (экспертного подразделения) заказчику с указанием срока рассмотрения документации и приложением счета на оплату в трех экземплярах, подписанных главным бухгалтером и руководителем (распорядителем кредита) МПР России (территориального органа МПР России), один экземпляр из которых подлежит возврату в Министерство с уведомлением об оплате.

5. Дата начала проведения экологической экспертизы, экспертных работ устанавливается приказом только после полного укомплектования поступивших материалов и получения копии оплаченного счета.

6. Порядок включения в перечень и оплата при повторной экспертизе соответствуют порядку проведения и оплаты ранее проведенной экспертизы.

Работа экспертной комиссии начинается с проведения первого пленарного заседания по экспертируемому объекту, на котором присутствуют члены экспертной комиссии, представители заказчика, проектной организации и, при необходимости, других заинтересованных организаций и общественности. На заседании, которое ведет председатель экспертной комиссии, заслушивается доклад авторов (разработчика проектной документации) по рассматриваемому объекту (все заседания оформляются протоколом и явочным листом). Результаты пленарного заседания оформляются протоколом и явочным листом. Каждому члену экспертной комиссии для подготовки заключения предоставляются материалы экспертируемого объекта, список экспертной комиссии и календарный график работы. Члены экспертной группы, в течение срока проведения экспертизы (число дней уточняется в каждом конкретном случае в зависимости от сложности объекта экспертизы, обычно 10-15 дней), изучают материалы и подготавливают индивидуальные экспертные заключения, которые печатаются в трех экземплярах и подписывается экспертами. Два экземпляра передается в экспертное подразделение, третий - руководителю группы. После получения индивидуальных экспертных заключений руководители групп в течение 10 дней подготавливают и представляют ведущему эксперту (ученому секретарю) или председателю экспертной комиссии групповые и индивидуальные заключения.

Вопрос 37. Водный режим почвы, его типы. Мероприятия по регулированию водного режима.

Состояние воды в почве отличается высокой динамичностью. Под влиянием различных факторов (природных и антропогенных) влажность почвы непрерывно изменяется как во времени, так и в пределах почвенного профиля, почвенная влага переходит из одних форм в другие. Совокупность всех явлений поступления влаги в почву, ее передвижения и расхода, изменение ее физического состояния называют водным режимом почвы. Количественной характеристикой водного режима почвы служит ее водный баланс, учитывающий приходные и расходные статьи влаги. Формирование водного режима почв происходит под воздействием различных факторов: климатических условий, особенностей рельефа местности, литологии почвообразующих пород, растительности, глубины залегания уровня грунтовых вод, водно-физических свойств почвы, деятельности человека. Характер сочетания и степень выраженности этих факторов обусловливают количественное соотношение приходных и расходных статей водного баланса. От этого зависят масштабы влагозапасов и преимущественное направление передвижения влаги в почвенном профиле в сезонных и годовых циклах. т. е. тип водного режима. Основы учения о водном режиме почв и его типах заложил Г.Н.Высоцкий. Он выделял четыре типа водного режима — промывной, непромывной, выпотной и водозастойный. Дальнейшее развитие эта проблема получила в работах А. А. Роде, который выделял шесть типов водного режима, дополнительно подразделяя их на подтипы. В настоящее время выделяют следующие типы водного режима почв.

Мерзлотный тип характерен для почв, формирующихся в области распространения многолетней мерзлоты. Большую часть года почвенная влага находится в форме льда. Водонасыщающий, иди водозастойный, тип характерен для болотных почв, в обычные по увлажнению годы влажность почвы находится на уровне полной влагоемкости. Промывной тип формируется в том случае, когда количество осадков, выпавшее за год, превышает величину испаряемости за тот же период. Непромывной тип формируется в почвах степной и сухостепной зон (обыкновенные и южные черноземы, каштановые почвы), где средняя годовая норма осадков меньше величины испаряемости. Аридный или сухой типхарактерен для почв пустынь и полупустынь – бурых, серо-бурых и др. В таких почвах величина испаряемости существенно выше, чем годовая норма осадков. Выпотной тип формируется в почвах при неглубоком залегании уровня грунтовых вод в степной и особенно полупустынной и пустынной зонах, т. е. там, где испаряемость заметно превышает количество выпадающих осадков. Десуктивно-выпотной тип отличается от выпотного тем, что влагу, поступающую от грунтовых вод по капиллярам, на той или иной глубине почвенного профиля поглощают корневые системы растений. Паводковый тип характерен для почв, периодически затапливаемых речными, склоновыми, дождевыми водами, в этом случае в зависимости от зоны, геоморфологического положения почвы (пойма реки, под, шлейф склона), глубины залегания грунтовых вод периодическое паводковое затопление почвы сменяется в межпаводковый период водным режимом другого типа. Ирригационный тип формируется при искусственном орошении и отличается большим разнообразием категорий в зависимости от вида полива (аэрозольное орошение, дождевание, поверхностный полив, субирригация) и поливной нормы, глубины сезонных колебаний уровня грунтовых вод, наличия и характера искусственного дренажа. Осушительный тип формируется на искусственно осушаемых заболоченных и болотных почвах. Его конкретная характеристика определяется видом дренажа и степенью регулирования.

Конец формы

Вопрос 38. Особенности применения суперфосфата и фосфоритной муки.

Действующее вещество фосфорных удобрений - фосфор.

Отдельные виды минеральных фосфорных удобрений различаются между собой не только по процентному составу, но и по степени растворимости.

Все фосфорные удобрения, в том числе и водорастворимые, закрепляются почвой, то есть они остаются в тех местах, куда были внесены, вниз с водой они не проникают, следовательно, и не вымываются из почвы.

Если почву перекапывают и осенью и весной, то труднорастворимые фосфорные удобрения (фосфоритную муку) заделывают осенью, а суперфосфат - весной.

Летом в подкормки суперфосфат вносят только под землянику и малину. Под плодовые деревья фосфорные подкормки, как правило, не дают.

Можно ли фосфорные удобрения вносить в повышенных дозах и в каких случаях. В повышенных дозах фосфорные удобрения вносят при заправке почвы, когда хотят обогатить почву фосфором на ряд лет. В этом случае лучше использовать труднорастворимые фосфорные удобрения в смеси с суперфосфатом. Суперфосфат, внесенный в чрезмерно высоких дозах, может повлиять на растение отрицательно, особенно при внесении азотных удобрений и аммиачной форме - нарушается нормальный процесс превращения аммиака в органическое соединение. Кроме того, под влиянием очень высоких доз суперфосфата меньше поступают в растение некоторые микроэлементы (цинк, бор, и др.).

Обычно суперфосфат вносят не более 100 г на 1 кв.м. Фосфоритную муку можно вносить в очень высоких дозах (иногда до 0,5 кг на 1 кв. м.)

В чем преимущество гранулированного суперфосфата. В почве, особенно в кислой, порошковидный суперфосфат переходит в неусвояемое для растений состояние, и тем больше, чем лучше перемешан с почвой. Чтобы избежать этого, часть суперфосфата промышленность выпускает в форме мелких - от 1 до 4 мм - зерен (гранул).

Гранулированный суперфосфат меньше, чем порошковидный, соприкасается с почвой, поэтому фосфорная кислота его лучше усваивается растениями.

К компостам лучше добавлять порошковидный суперфосфат - он дешевле гранулированного, если нет порошковидного, то можно брать и гранулированный.

В каких случаях и как следует применять фосфоритную муку. Фосфоритную муку можно вносить только в следующие почвы: подзолистые, серые лесные и деградированные (северные) черноземы.

На почвах нейтральных и щелочных ее не применяют. Отличительное свойство этого удобрения - длительное действие при внесении высоких доз (до 100 - 200 г на 1 кв. м.). Фосфоритную муку в чистом виде или в смеси с суперфосфатом применяют при заправках почвы до посадки растений или в первые годы после посадки. Можно вносить фосфоритную муку и на участки, на которых растут взрослые насаждения. Во всех случаях ее надо как можно лучше смешивать с почвой. Вносят фосфоритную муку весной или осенью (сначала равномерно рассеивают по участку, потом его перекапывают).

Фосфоритную муку вносят до известкования почвы или через 2-3 года после внесения извести. На почвах очень кислых, например вышедших из-под хвойного леса, перед внесением фосфоритной муки можно внести и известь, но в небольшой дозе, не более 100 - 200 г молодого известняка на 1 кв. м.

Фосфоритную муку можно смешивать с другими удобрениями, например с сульфатом аммония, аммиачной селитрой, хлористым калием.

Нельзя смешивать только с известковыми удобрениями, цианамидом кальция и золой, так как растворимость фосфоритной муки в этом случае уменьшается.

Конец формы

Вопрос 39. Свойства и функции экосистем.

Наиболее важные свойства экосистем являются следствием иерархической организации уровней жизни. По мере объединения подсистем в более крупные системы у последних возникают уникальные свойства, которых не было на предыдущем уровне, которые нельзя предсказать на основании свойств систем низшего порядка, составляющих систему более высокого уровня организации. В экологии это качество называют эмерджентным, то есть неожиданно появляющимся.

Биологические системы обладают свойствами, которые нельзя свести к сумме свойств составляющих их подсистем. Например, водород и кислород, соединяясь, образуют воду - жидкость, свойства которой нельзя предсказать, исходя из свойств исходных газов, или психология толпы не есть сумма психологических портретов отдельных людей.

Американский эколог Ю. Одум писал: «Хорошо известный принцип несводимости свойств целого к сумме свойств его частей должен служить первой рабочей заповедью эколога», т. е. для изучения высокоорганизованных систем необходимо изучить именно их специфические свойства. Чтобы сохранить цивилизацию, недостаточно исследовать ее на уровне клетки или организма. Чтобы изучить проблему, например, загрязнения необходимо изучить законы функционирования высших систем.

Наиболее важной функцией любых экосистем является взаимодействие автотрофных и гетеротрофных процессов. Примерно миллион лет тому назад некоторая часть синтезируемого вещества не расходовалась, а сохранялась и накапливалась в осадках. Преобладание скорости синтеза над скоростью разложения органических веществ обусловило уменьшение содержания углекислого газа и накопление кислорода в атмосфере. Без наличия жизни состав атмосферы на Земле приближался бы к составу безжизненных планет Марса и Венеры. Это означает, что зеленые организмы сыграли основную роль в формировании геохимической среды Земли, благоприятной для других организмов. Наблюдаемое сейчас соотношение газов в атмосфере выработалось примерно 60 млн лет тому назад. Соотношение скоростей автотрофных и гетеротрофных процессов является одной из главных функциональных характеристик экосистем и определяется как соотношение концентрации СО2 и О2 в экосистемах, т. е. как соотношение аккумулированной продуцентами и рассеянной консументами энергий. Баланс этих процессов в экосистемах может быть положительным или отрицательным. Системы с преобладанием автотрофных процессов (тропический лес, мелкое озеро) имеют положительный баланс. Системы, в которых преобладают гетеротрофные процессы (горная река, город), имеют отрицательный баланс. Человек, сжигая органические вещества в виде горючих ископаемых, ведя сельское хозяйство, уничтожая леса, убыстряет процессы разложения. В воздух выбрасывается большое количество СО2, ранее связанного в угле, нефти, торфе, древесине. Установившееся равновесие автотрофных и гетеротрофных процессов на Земле поддерживается благодаря способности экосистем и биосферы к саморегуляции. Саморегуляция экосистем - важнейший фактор их существования - обеспечивается внутренними механизмами, устойчивыми интегративными связями между их компонентами, трофическими и энергетическими взаимоотношениями. Человек - самое могущественное существо, способное изменить функционирование экосистем. Человек относится к гетеротрофам, несмотря на совершенство техники, он нуждается в ресурсах жизнеобеспечения, даваемых природой. Сберечь человека можно только с помощью регулирующих механизмов, которые позволяют биосфере приспособиться к отдельным антропогенным воздействиям. Для поддержания своего жизнеобеспечения человек должен стремиться к сохранению режимов саморегуляции естественных систем жизнеобеспечения планеты.

Вопрос 40. Состав обменных катионов в почвах (примеры). Роль обменных катионов в формировании свойств почв.

В состав поглощенных катионов входят катионы кальция, магния, водорода, калия, натрия, аммония, железа и алюминия. Энергия поглощения катионов зависит от валентности. Сильнее поглощаются двухвалентные катионы (Са2+, Mg2+), слабее – одновалентные (Na+, NH4+, К+). Ион водорода составляет исключение, его энергия поглощения во много раз превосходит энергию поглощения даже двухвалентных катионов. Поглощение катионов почвой сильно зависит от их концентрации в почвенном растворе. Катионы с большей концентрацией в растворе сильнее вытесняют из ППК другие катионы.

Качественный и количественный состав ППК в почвах разных типов значительно различается. Так, в черноземах ППК насыщен главным образом Са2+ и Mg2+. Известно, что эти двухвалентные катионы вызывают коагуляцию коллоидов и способны удерживать одновременно две коллоидные частицы. А так как в черноземах содержится еще и достаточное количество гумуса, то в них формируется ценная структура.

В почвах, находящихся к северу от черноземной зоны, кроме кальция и магния в ППК присутствует катион водорода, который создает кислую реакцию. В южных почвах наряду с кальцием и магнием присутствует катион натрия.

Особенно много поглощенного Na+ в солонцах. Почвы, насыщенные натрием, во влажном состоянии набухают, а при высыхании сильно уменьшаются в объеме, в них возникают вертикальные трещины, образуя столбчатые отдельности.

В зависимости от наличия поглощенного водорода почвы подразделяются на насыщенные и ненасыщенные основаниями. К почвам, насыщенным основаниями, относят черноземы, каштановые почвы, сероземы. В их поглощающем комплексе находятся только катионы Са2+, Mg2+, Na+. Ненасыщенные основаниями почвы – это подзолистые, дерново-подзолистые, серые лесные, болотные и другие почвы таежно-лесной и лесостепной зон. В них наряду с катионами Са2+ и Mg2+ содержатся катионы Н+ и Аl3+. Степень насыщенности почв основаниями (%) вычисляют по формуле

V=S·100/(S+H)

где S – сумма поглощенных оснований, мг-экв/100 г почвы; Н – гидролитическая кислотность, мг-экв/100 г почвы.

Ион алюминия оказывает отрицательное влияние на рост и развитие сельскохозяйственных растений только в условиях сильнокислой реакции. При наличии в растворе иона водорода ион алюминия становится подвижным и может появляться как в почвенном растворе, так и в ППК.

Таким образом, свойства почвы в значительной степени зависят от состава обменных катионов. Почвы, содержащие Са2+ и Mg2+, имеют реакцию, близкую к нейтральной, они хорошо оструктурены и обладают благоприятными физическими свойствами. Почвы, в ППК которых наряду с Са2+ и Mg2+ содержится значительное количество Na+, имеют щелочную реакцию, плохо оструктурены и трудно поддаются обработке.

Для почв, ненасыщенных основаниями, характерны кислая реакция серы и слабая структура.

Примерный состав обменных катионов в почвах:

Подзолистые – Ca2+, Mg2+, NH4+, H+, Al3+

Серые лесные – Ca2+, Mg2+, K+, NH4+, H+

Чернозем обыкновенный, южный – Ca2+, Mg2+, K+, NH4+, Na+

Чернозем выщелоченный, оподзоленный – Ca2+, Mg2+, K+, NH4+, H+

Солонец – Ca2+, Mg2+, Na+

Каштановые – Ca2+, Mg2+, Na+, K+

Почвы полярной зоны - Ca2+, Mg2+, K+, Na+

Вопрос 41. Химический состав почвы. Понятие потенциальных и эффективных запасов питательных веществ.

Химический состав почвы является отражением элементарного состава всех геосфер, принимающих участие в формировании почвы. Поэтому в состав всякой почвы входят те элементы, которые распространены или встречаются как в литосфере, так и в гидро-, атмо- и биосфере.

В состав почв входят почти все элементы периодической системы Менделеева. Однако подавляющее их большинство встречается в почвах в очень малых количествах, поэтому в практике приходится иметь дело всего с 15 элементами. К ним принадлежат прежде всего четыре элемента органогена, т. е. С, N, О и Н, как входящие в состав органических веществ, затем из неметаллов S, Р, Si и С1, а из металлов Na, К, Са, Mg, AI, Fe и Мn.

Перечисленные 15 элементов, составляя основу химического состава литосферы в целом, в то же время входят в зольную часть растительных и животных остатков, которая, в свою очередь, образуется за счет элементов, рассеянных в массе почвы. Количественное содержание в почве этих элементов различно: на первое место надо поставить О и Si, на второе — А1 и Fe, на третье — Са и Mg, а затем — К и все остальные.

Нормальный рост растений обусловлен содержанием в почве доступных форм зольных элементов и азота. Обычно растения усваивают из почвы N, Р, К, S, Са, Mg, Fe, Na, Si в достаточно больших количествах и эти элементы называются макроэлементами, а В, Mn, Mo, Сu, Zn, Со, F используются в ничтожных количествах и называются микроэлементами. К важнейшим из них относятся элементы, без которых невозможно образование белков,— N, Р, S, Fe, Mg; такие элементы, как К, Сu, Mg, Na, оказывают огромное влияние на регуляцию работы клеток и формирование различных тканей растений.

Основное свойство почвы — плодородие. Это:

совокупность свойств почвы, обеспечивающих урожай с.х. растений

способность почв обеспечивать потребность растения в элементах питания, воде, воздухе, тепле, рыхлости для корней и прочих благоприятных условий произрастания.

результат почвообразовательного процесса. Почва и плодородие не отделимы одно от другого.

эмерджентное свойство почвы.

· Потенциальное плодородие почвы(Пе) определяется общим запасом в почве питательных веществ, влаги, а также другими условиями жизни растений.

· Искусственное плодородие почв (Пи)-- это результат агрономического воздействия на почву, целиком зависящее от антропагенного воздействия.

· Эффективное (или актуальное, экономическое)(Пэ) плодородие почвы — возможность использования элементов плодородия растениями в данном году, т.е. возможность земли продуцировать биомассу растений, это совокупноть естественного и искусственного плодородия. Пэ = Пе+Пи

· зависит прежде всего от проведения всего комплекса агротехнических мероприятий. Эффективное плодородие почвы — очень динамичное свойство почвы, способное быстро изменяться под влиянием природных условий и агротехнических приёмов, количественно – это единица с.х. продуции на единицу площади .

При большом потенциальном плодородие почвы эффективное может быть небольшим, и, наоборот, при соответствующем уровне агротехники можно обеспечить высокое эффективное плодородие малоплодородных почв.

Вопрос 42. Пищевые цепи, их виды. Пищевые сети.

К числу важнейших взаимоотношений между организмами относятся пищевые. Можно проследить бесчисленные пути движения вещества в экосистеме, при которых один организм поедается другим, тот - третьим и т. д. Ряд таких звеньев называется пищевой цепью. Пищевые цепи переплетаются и образуют пищевую (трофическую) сеть.

Пищевые цепи разделяют на два типа. Один тип пищевой цепи начинается с растений и идет к растительноядным животным и далее к хищникам - это цепь выедания (пастбищная).

Относительно простая и короткая пищевая цепь: трава кролик лисица

Другой тип начинается от растительных и животных остатков к мелким животным и микроорганизмам, а затем к хищникам — эта цепь разложения (детритная).

Итак, все пищевые цепи начинаются с продуцентов. Без непрерывного образования ими органического вещества экосистема быстро съела бы сама себя и прекратила существование.

Пищевые связи можно уподобить потоку питательных веществ и энергии от одного трофического уровня к другому.

Общую массу организмов (их биомассу) на каждом трофическом уровне можно измерить путем сбора или отлова и последующего взвешивания соответствующих выборок животных и растений. На каждом трофическом уровне биомасса на 90-99%меньше, чем на предыдущем. Допустим биомасса продуцентов на участке луга 0,4 га составляет 10 т, тогда биомасса фитофагов на той же площади будет не более 1000кг. Пищевые цепи в природе обычно включают 3-4 звена, существование большего числа трофических уровней невозможно из-за быстрого приближения биомассы к нулю.

Большая часть получаемой энергии (80-90%) используется организмами на построение тела и поддержание жизнедеятельности. На каждом трофическом уровне число особей прогрессивно уменьшается. Эта закономерность носит название экологической пирамиды. Экологическая пирамида это отражает число особей на каждом этапе пищевой цепи или количество биомассы, или количество энергии. Эти величины имеют одинаковую направленность. С каждым звеном в цепи организмы становятся крупнее, они медленнее размножаются, их число уменьшается.

Разные биогеоценозы отличаются своей продуктивностью, скоростью потребления первичной продукции, а также разнообразными цепями питания. Однако, для всех цепей питания свойственны определенные закономерности, касающиеся соотношения расходуемой и запасаемой продукции, т.е. биомассы с заключенной в ней энергии на каждом из трофических уровней. Эти закономерности получили название «правила экологической пирамиды». Различают разные типы экологических пирамид, в зависимости от того, какой показатель положен в ее основу. Так, пирамида биомассы отображает количественные закономерности передачи по цепи питания массы органического вещества. Пирамида энергии отображает соответствующие закономерности передачи энергии от одного звена цепи питания к другому. Разработана и пирамида чисел, отображающая количество особей на каждом из трофических уровней цепи питания.

Конец формы

Вопрос 43. Категории и формы почвенной влаги. Почвенно-гидрологические константы.

Вода, которая есть в почве, неоднородна. Она находится под действием многих сил. Выделяя различные категории почвенной влаги, которые характеризуются одинаковым «поведением», под словом «поведение» обычно понимают в первую очередь подвижность почвенной влаги, тоесть форму и скорость её передвижения, которые есть наиболее важным проявлением сил, под влиянием которых находится почвенная влага.

Вода, химически связанная, или конституционная. Входит в молекулу вещества гидроксильной группой, например: Fe + 3H2O Fe (OH)3. По сути вода как таковая, берёт участие здесь только в исходной реакции, приобретая в конечном продукте реакции другого значения (ОН-). Наибольшее количество такой воды содержится в глинистых минералах.

Вода кристаллизационная или кристаллогидратная. Входит в состав вещества целыми молекулами, например, CaSO4 · 2H2O (гипс), или NaSO4 · 10 H2O (мирабилит). В больших количествах такая вода находится в солончаках, физические свойства которых очень сильно от неё зависят, например «пухность» солончаков, которые содержат мирабилит.

Вода гигроскопическая (ГВ). Это вода, адсорбированная сухой почвой благодаря поверхностной её энергии с атмосферы при относительной влажности последней меньше 100%, или которая осталась в почве после высушивания её в такой атмосфере до «воздушно сухого» состояния.

Вода максимально-гигроскопическая (МГВ). Это вода, асорбированная почвой благодаря поверхностной энергии с атмосферы с относительной влажностью 95 – 100%. Она, как и гигроскопическая вода, представлена диполями воды, точно ориентированных до поверхности твёрдых частичек почвы и настолько уплотнёнными, что они вроде припаяны до последней. Это прочно связанная вода, неподвижна и недоступна для растений.

Вода плёнчатая. При насыщении почвы водой до максимальной гигроскопичности не исчерпывается полностью её (почвы) поверхностная энергия. Если такую почву окунуть в воду, то толщина слоя адсорбированной воды вокруг почвенных частичек увеличится.

Капиллярная вода. Это вода, которая удерживается и перемещается в почве преимущетвенно под влиянием капиллярных (менисковых) сил, которые возникают на поверхности раздела почвенные частички – почвенная влага – воздух (тоесть на поверхности раздела твёрдой, жидкой и газообразной фаз).

Вода гравитационная. Вода гравитационная или свободная, заполняет в почве крупные некапиллярные поры и перемещается под влиянием силы тяжести вниз или в сторону наклона водонепроницаемых слоёв. Через эту форму воды в почве, в случае её сплошности, передаётся гидростатическое давление.

Почвенно-гидрологические константы (ПГК)– это граничные значения влажности, при которых количественные изменения в подвижности воды переходят в качественные отличия. К ним относятся: МГ, Wмг(максимальная гигроскопичность) – наибольшее количество сорбированной парообразной воды из воздуха с относительной влажностью 98 %. Насыщение воздуха парами воды увеличивает количество сорбируемой воды, поэтому вокруг почвенной частицы образуется полимолекулярный слой адсорбированной воды. Она соответствует рыхлосвязанной. Это величина “рубежная” и достаточно условная. Определить ее можно только в лаборатории, в условиях равновесия почвы с парами воды при их содержании в окружающей атмосфере, равными 98 %. ВЗ (влажность завядания растений) – влажность почвы, при которой влага становится недоступной для растений и они, теряя тургор, необратимо (даже при помещении в насыщенную парами воды атмосферу) завядают. Нижний предел доступной воды в почве.

Вопрос 44. Способы внесения удобрений.

Удобрения делят на минеральные (суперфосфат, фосфоритная мука, аммиачная селитра, калийная соль и т.д.), органические (навоз, торф, торфонавозные компосты) и органо-минеральные. Существуют два способа внесения удобрений: сплошное (разбросное) и местное.

При сплошном внесении применяют соответствующие разбрасыватели, туковые сеялки, самолеты сельскохозяйственной авиации, которые распределяют удобрения равномерно по всей площади, а почвообрабатывающие орудия заделывают удобрения, перемешивая их с почвой. Основное удобрение составляет обычно главную часть удобрений, предназначенных для данной культуры. Вносят его разбросным способом с последующей заделкой на полную глубину.

Местное внесение предполагает локальный характер распределения удобрений (сплошными лентами, гнездами), причем в ряде случаев избегают перемешивания удобрений с почвой (гранулированный суперфосфат).

В зависимости от времени внесения удобрений и назначения их различают: основное удобрение (до посева), распределяют удобрение по полю перед зяблевой или весенней вспашкой, а также в период предпосевной обработки почвы; припосевное (вовремя посева) и подкормку (внесение удобрении в период роста растений).

Припосевное удобрение вносят во время посева в рядки, лунки, борозды и т. д. вместе с семенами рядовыми сеялками. Дозы удобрений при рядковом внесении обычно значительно меньше доз основного удобрения. Зато прирост урожая на единицу удобрения бывает в 2—3 раза больше. Этот способ применяется при недостатке основного удобрения для какой-либо культуры.

Подкормка проводится рядковыми (в рядки, междурядья) культиваторами-растениепитателями или разбросным способом. В последнем случае удобрения вносят при ранней весенней подкормке озимых зерновых и других культур, имеющих сравнительно узкие междурядья, по неоттаявшей почве разбросными сеялками или с самолета. В районах, обеспеченных осадками, в летний период иногда делают вторую (в период цветения) азотную подкормку. Другие же виды удобрений используются в подкормках: а) при недостаточном количестве их в основном удобрении; б) при необходимости усилить рост отстающих или ослабевших растений.

В период вегетации фосфорно-калийные удобрения необходимо вносить в почву, иначе эффект от них будет ничтожен. Время внесения минеральных удобрений зависит от их вида и удобряемой культуры.

Азотные удобрения для озимых рекомендуется вносить в два периода: осенью при подготовке почвы в небольших количествах и весной в виде подкормки основную часть. Под яровые культуры азотные удобрения обычно вносят весной. Из числа азотных удобрений некоторые специалисты рекомендуют применять аммиачную воду и безводный аммиак с целью уменьшения напряженности весенних полевых работ.

Большинство фосфорных и калийных удобрений рекомендуется вносить с осени и даже под зяблевую вспашку (сырые калийные соли, фосфат-шлаки и др.) или применяя другие способы глубокой заделки.

При внесении удобрений необходимо выдерживать заданные норму и равномерность распределения по площади поля. Технология внесения минеральных удобре ний включает в себя подготовку и погрузку удобрений в транспорт, перевозку их к месту разбрасывания и внесение в почву. Организационно внесения удобрение делится на: поточный, перевалочный, перегрузочный и для внесения органических удобрений – разбрасывания из куч.

Вопрос 45. Преобразование энергии в пищевых цепях.

Движение энергии в экосистемах происходит посредством двух связанных типов пищевых сетей пастбищной и детритной. В пределах экосистемы  синтезированные и накопленные питательные вещества многократно циркулируют расходуются организмами и вновь синтезируются. Такая рециркуляция обеспечивает независимость системы от поступления субстрата извне. В отличие от рециркулируемых питательных веществ поток энергии переносится через экосистему один раз: у него есть вход и выход. Всякая экосистема зависит от внешнего источника энергии. Основа функционирования большинства наземных и океанических экосистем — солнечная энергия. Из общего количества поступающей на Землю солнечной энергии растения и микроорганизмы утилизируют лишь не большую часть ее. Эффективность преобразования солнечной энергии в энергию химических веществ непосредственно в молекулярных системах природного фотосинтеза сравнительно высока (5—10%). Однако часть фотосинтетически фиксированной энергии расходуется на дыхание, поддержание клеточной структуры, транспирацию воды и т.д. В результате в процессах фотосинтеза в растениях и микроорганизмах в химическую энергию преобразуется лишь около 0,03% солнечной энергии.

Эффективность передачи энергии по пищевой цепи зависит от двух показателей:

1. от полноты выедания (доли организмов предшествующего трофического уровня, которые были съедены живыми);

2. от эффективности усвоения энергии (удельной доли энергии, которая перешла на следующий трофический уровень в пересчете на каждую единицу съеденной биомассы).

Полнота выедания и эффективность усвоения энергии возрастают с повышением трофического уровня и меняются в зависимости от типа экосистемы.

Так в лесной экосистеме фитофаги потребляют менее 10% продукции растений (остальное достается детритофагам), а в степи – до 30%. В водных экосистемах выедание фитопланктона растительноядным зоопланктоном еще выше – до 40%. Этим объясняются основные краски Земли на космических снимках: леса зеленые именно потому, что фитофаги съедают мало фитомассы, а океан голубой, оттого что фитофаги выедают достаточно много фитопланктона. С повышением трофического уровня полнота выедания еще более возрастает, хищники высших порядков выедают до 90% своих жертв, и потому доля животных, которым удается дожить до естественной смерти, очень невелика. В водных экосистемах, к примеру, в детрит переходит 100% биомассы хищных рыб (их есть некому и плотность популяции контролируют только паразиты), но лишь 1/4 часть биомассы планктоноядных рыб, которые умерли «своей смертью». Этот детрит опускается на дно. Лишь часть его поедается детритофагами бенотоса, а остальная – попадает в донные осадки. Доля детрита, поступающего в осадки, тем больше, чем выше продуктивность водной экосистемы. При оценке коэффициента усвоения энергии в пищевых цепях часто используют «число Линдемана»: с одного трофического уровня на другой в среднем передается 10% энергии, а 90% – рассеивается. Однако это «число» чрезмерно упрощает и даже искажает реальную картину. «Закон 10%» действует только при переходе энергии с первого трофического уровня на второй, и то не во всех случаях. Эффективность усвоения энергии в следующих звеньях пищевой цепи – от фитофагов к зоофагам или к хищникам высших порядков – может достигать 60%. Высокой эффективностью усвоения энергии в «плотоядных» звеньях пищевых цепей объясняется сравнительно небольшое количество экскрементов хищников и ограниченность состава сапротрофов, питающихся ими.

Вопрос 46. Плодородие почв. Виды, параметры и условия плодородия.

Плодородие – способность почвы удовлетворять потребности растений в элементах питания, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха и тепла. Плодородие существенное качественное свойство почвы отличающее её от горной породы. Факторы почвенного плодородия: элементы азотного и зольного питания; земные факторы (вода, воздух, тепло).

Показатели уровня плодородия:

1.Содержание элементов плодородия в почве (Na, P, K, Ca, Mg, Mn, S, Co, Fe и т.д), 80 шт.

2.Физико-химические и биологические условия развития растения

3.Наличие в почве токсических для растений веществ.

Виды почв: теплые, умерено-теплые, умеренные, умеренно-холодные, мерзлотные, длительно-сезонно промерзающие.

Оптимальный физико-химический режим формируется в зависимости от реакции почв, состава и количества обменных катионов и буферных свойств почвы.

Существенным показателем плодородия почв является плотность (оптимальная величина d = 1,0 – 1,3)

При увеличении плотности:

1. Ухудшается биологическая активность почвы

2. Снижается общее количество микроорганизмов

3. Снижается потребление растениями воды и элементов питания

4. Ослабевает рост корней

5. Ухудшается водный и воздушный режимы почвы.

Почва должна обладать фитосанитарными св-ми – это одно из требований плодородия почв.

Существуют количественные оценки плодородия: экономические и биологические

Экономическая оценка плодородия основана на от-ой его оценки в баллах по кол-ым показателям, св-в почвы, климатических условий (бонитировка почв).

Биологическая оценка основана на определении показателя средне годовой продуктивности растений на данной почве.

Виды плодородия:

1. Естественная (природная) – то что сформировалось в природе без участия человека.

2. Искусственная – количественные и качественные изменения в св-ах и режимах почвы, вызванные воздействием человека.

3. Экономическая (искусственная + естественная) – определяется величиной урожая полученного с той или иной почвы.

a. Эффективная

b. Потенциальная

Плодородие почвы меняется в лучшую и худшую сторону. Формирование плодородия ниже первоначального уровня означает неполное производство почвенного плодородия. Возвращение плодородия к исходному уровню означает простое воспроизводство плодородия. Создание почвенного плодородия выше исходного уровня – расширенное производство.

Пути повышения плодородия: внесение органических и минеральных удобрений, регулирование водного режима (осушение или орошение), химические мелиорации (известкование и гипсование), защита почвы от эрозии, создание положительного гумусового баланса.

Конец формы

Вопрос 47. Подстилочный навоз, его значение в повышении эффективного плодородия почв.

Подстилочный навоз состоит из твердых и жидких экскрементов животных, подстилки, воды, затоптанных остатков корма и инородных включений (земля, песок и т. п.).

Выход навоза, его состав и физико-механические свойства зависят от количества экскрементов, а также от вида, химического состава и влагоемкости подстилки.

 Наиболее распространенными видами подстилки являются солома и торф, реже — опилки, стружки и другие влагоемкие материалы. Самую высокую влагопоглощающую способность имеет моховой или сфагновый торф.

По химическому составу различные виды подстилки существенно отличаются.

Содержание в соломе азота, фосфора и калия зависит от плодородия почвы, количества вносимых удобрений и других условий.

1 кг верхового слаборазложившегося торфа при влажности 40—45% может поглотить 4—б кг мочи, а солома в воздушно-сухом состоянии — 2—3 кг. При недостатке соломы и сфагнового торфа можно использовать для подстилки фрезерный торф, степень разложения которого не превышает 25%.

Солому для подстилки скоту целесообразно измельчать на резку длиной 8—10 см. Такая солома (резка) лучше, чем цельная, поглощает мочу животных, навоз плотнее укладывается в штабель и при хранении навоз теряет меньше азота и органического вещества.

Крупному рогатому скоту торфяную крошку можно засыпать в стойла сразу на несколько дней. Основную ее массу в этом случае подгребают ближе к кормушке, под передние ноги животного.

Использование низинного торфа не всегда обеспечивает нормальные зоогигиенические условия содержания скота. Это наблюдается в тех случаях, когда степень его разложения превышает 25%, а влажность — 50%. Подстилка из такого торфа быстро становится грязной. Торфяную крошку в стойлах полезно покрывать слоем соломы.

Во избежание перемешивания торфа со снегом и увлажнения дождями хранить его надо возле скотных дворов под навесами или в хорошо уложенных.

На состав подстилочного навоза оказывают большое влияние удельная масса концкормов в рационе и особенности физиологии пищеварения животных. Например, в рационе свиней и лошадей концкормов значительно больше, чем в рационе крупного рогатого скота. К тому же в концкормах содержание азота и фосфора намного выше. При скармливании большого количества сочных кормов требуется значительно больше подстилки, чем при использовании концентрированных. Применение достаточного количества подстилки способствует увеличению накопления подстилочного навоза, повышению его качества, а также улучшению зоогигиенических условий содержания животных.

Вопрос 48. Понятие экологической ниши. Экологическая диверсификация. Закон (принцип) Гаузе.

Одним из основных в современной экологии является понятие экологической ниши. Впервые об экологической нише заговорили зоологи. В 1914 г. американский зоолог-натуралист Дж. Гриннелл и в 1927 г. английский эколог Ч. Элтон термином «ниша» определили самую мелкую единицу распространения вида, а также место данного организма в биотической среде, его положение в цепях питания.

Обобщенным определением экологической ниши является следующее: это место вида в природе, обусловленное совокупным набором факторов внешней среды. Экологическая ниша включает не только положение вида в пространстве, но и его функциональную роль в сообществе.

Экологическая ниша — это совокупность факторов среды, в пределах которых обитает тот или иной вид организмов, его место в природе, в пределах которого данный вид может существовать неограниченно долго.

Экологическая диверсификация- явление разделения экологической ниши в результате межвидовой конкуренции. Осуществляется по трем параметрам:- по пространственному размещению- по пищевому рациону- по распределению активности во времени. Вследствие диверсификации происходит смещение признаков - особи двух близких видов более сходны между собой в тех частях ареалов, где встречаются по отдельности, чем на участках совместного проживания.

Конкуренция – это взаимоотношения различных видов со сходными экологическими требованиями, существующих за счёт общих ресурсов имеющихся в недостатке. Сущность межвидовой конкуренции заключается в том, что у особей одного вида уменьшается плодовитость, выживаемость или скорость роста в результате использования ресурсов или интерференции со стороны особей другого вида. Влияние межвидовой конкуренции на динамику численности популяции конкурирующих видов многолико. Динамика в свою очередь может оказывать влияние на распределение видов и их эволюцию. Конкуренция возникает тогда, когда два или большее число организмов получают ресурс из источника, который для всех явно недостаточен. Иными словами конкуренция возникает только в том случае если ресурс ограничен. Если же ресурс имеется в избытке, то два вида даже с очень сходными потребностями конкурировать не будут. Экологическая ниша- место, занимаемое видом в сообществе (биоценозе). Термин ведён Чарльзом Элтоном. Экологическая ниша представляет собой сумму факторов существования данного вида, основным из которых является его место в пищевой цепочке.

Суть принципа вытеснения, также известного как принцип Гаузе состоит в том что каждый вид имеет свою собственную экологическую нишу. Никакие два разных вида не смогут занять одну и ту же экологическую нишу. Сформулированный т.о. принцип Гаузе подвергают критике. Например, одним из известных противоречий этому принципу является парадокс. Все виды живых организмов относящихся к планктону, живут на очень ограниченном пространстве и потребляют ресурсы одного рода (главным образом солнечную энергию и морские минеральные соединения). Современный подход к проблеме разделения экологической ниши несколькими видами указывает, что в некоторых случаях два вида могут разделять одну экологическую нишу, а в некоторых такое совмещение приводит один из видовое в вымиранию. Экологическая ниша не может быть пустой. Если ниша пустует в результате вымирания какого-то вида, то она тут же заполняется другим видом.

Вопрос 49. Подзолистые почвы: условия образования, генезис, строение профиля, физико-химические свойства.

Подзолистые почвы формируются под влиянием подзолистого почвообразовательного процесса, который протекает под пологом хвойных лесов без участия травянистой растительности при промывном типе водного режима.

Опад хвойных лесов, состоящий преимущественно из хвойной иглицы, шишек, веток, остатков мхов, беден зольными элементами и азотом и богат трудноразлагаемыми дубильными веществами, лигнином, восками, смолами.

Опад накапливается на поверхности почвы в виде лесной подстилки. Такая подстилка контактирует с почвенными частицами только по поверхности почвы и разлагается довольно медленно. В этом процессе основное участие принимает грибная микрофлора.

При разложении лесной подстилки образуются соединения, среди которых преобладают кислоты, разрушающие минералы, и илистые частицы. Продукты разрушения мигрируют вниз по профилю с током воды. Этому способствует промывной тип водного режима.

Под лесной подстилкой в результате подзолистого процесса обособляется генетический горизонт, обладающий следующими основными признаками и свойствами: светло-серый или белесый цвет, напоминающий цвет печной золы; беден элементами питания; имеет кислую реакцию; пластинчато- листоватую структуру или становится бесструктурным. Этот горизонт называется элювиальным (горизонт вымывания), или подзолистым.

Ниже подзолистого горизонта происходит закрепление части веществ, вынесенных из лесной подстилки и подзолистого горизонта. Образуется иллювиальный горизонт (горизонт вмывания). Иллювиальный горизонт приобретает заметную уплотненность, иногда даже цементированность.

Интенсивность подзолистого процесса определяется рядом факторов. Один из важнейших — нисходящий ток воды: чем меньше промачивается почва, тем слабее протекает подзолообразование.

Подзолистые почвы содержат мало гумуса - 1,0...0,5 %, они бедны азотом и фосфором (особенно доступными для растений формами), реакция среды кислая. Содержание подвижного железа, алюминия и марганца часто бывает в количествах, токсичных для растений. Подзолистые почвы бесструктурные, физические свойства неблагоприятны.

При вовлечении подзолистых почв в пашню отмечается склонность к заплыванию и образованию корки. Поэтому при введении в культуру эти почвы нуждаются в посеве многолетних трав, известковании, внесении органических удобрений и др.

Вопрос 50. Сущность известкования кислых почв, значение его для земледелия страны.

Кислые почвы широко распространены в нашей стране. Они занимают 50—60% пахотных земель и лугов в нечерноземной зоне (Российская Федерация, Белоруссия, Литва, Латвия, Эстония). Значительную площадь занимают эти почвы также на Украине (особенно Западной) и в Грузии.

Известкование — один из основных приемов повышения плодородия кислых почв и увеличения урожаев. Значение его особенно возрастает в настоящее время в связи с переходом к интенсивным системам земледелия и расширением площадей под такими отзывчивыми на это мероприятие культурами, как сахарная свекла, кормовые бобы, горох, кукуруза.

Применение извести на кислых и особенно на сильно- и среднекислых почвах является первоочередным мероприятием. Она устраняет или (в зависимости от применяемой дозы) снижает в той или иной мере неблагоприятную для развития растений кислотность почвы, в результате чего уменьшается растворимость вредного алюминия, улучшаются некоторые происходящие в растении физиологические процессы, усиливается жизнедеятельность полезных микроорганизмов. Особенно велико значение известкования для развития клубеньковых бактерий, живущих на корнях кормовых бобов, гороха, клевера, люцерны и других бобовых культур. Они усваивают из атмосферы на известкованных почвах гораздо больше азота, чем на кислых.

Известкованные почвы становятся более структурными, рыхлыми, прочнее удерживают влагу. Учет затрат тяговых усилий при вспашке показал, что благодаря известкованию сопротивление обрабатывающим орудиям на известкованной почве на 8—10% меньше, чем на неизвесткованной.

Вопрос 51. Экологический фактор. Основные принципы действия экологического фактора.

Понятие условий экология заменила понятием фактора. Любой организм в среде своего обитания подвергается воздействию самых разнообразных климатических, эдафических и биотических факторов. «Экологический фактор» — это любой нерасчленяемый далее элемент среды, способный оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы хотя бы на протяжении одной из фаз их индивидуального развития.

Принципы экологического фактора:

1. Нерасчленяемость данного элемента среды. Например, в качестве экологического фактора нельзя рассматривать глубину водоема или высоту местообитания над уровнем моря, поскольку глубина влияет на водных обитателей не непосредственно, а через увеличение давления, уменьшение освещенности, понижение температуры, уменьшение содержания кислорода, повышение солености и т. д.; действие высоты осуществляется через понижение температуры, атмосферного давления. Именно температура, освещенность, давление, соленость и т. д. будут выступать в качестве экологических факторов среды, оказывающих непосредственное влияние на живые организмы.

2. Действие экологического фактора может быть не прямым, а опосредованным, т. е. в этом случае он воздействует через многочисленные причинно-следственные связи. Пример опосредованного воздействия экологического фактора можно найти на птичьих базарах.

На птичьих базарах наблюдается колоссальное скопление птиц. Чем объясняется столь высокая плотность птичьего населения? Основную роль здесь играют биогенные вещества: помет птиц падает в воду; органика в воде минерализуется бактериями, в связи с чем в данном месте концентрируются водоросли. Это в свою очередь ведет к повышению концентрации планктонных организмов, в основном ракообразных. Последними питаются рыбы, а ими птицы, населяющие базары. Таким образом, птичий помет выступает здесь в роли экологического фактора. Как элемент среды он нерасчленим, но действует не прямо, а через сложную систему взаимодействия различных экологических факторов.

Какими бы разными по природе ни были экологические факторы, результаты их действия экологически сравнимы, поскольку они всегда выражаются в изменении жизнедеятельности организмов, что в конечном итоге приводит к изменению численности популяции. Рассмотрение этой зависимости позволяет отметить следующие ее закономерности: 1) при определенных значениях фактора создаются условия, наиболее благоприятные для жизнедеятельности организмов; эти условия называются оптимальны; 2) чем больше отклоняются значения фактора от оптимальных, тем сильнее угнетается жизнедеятельность особей; в связи с этим выделяется зона их нормальной жизнедеятельности;3) диапазон значений фактора, за границами которого нормальная жизнедеятельность особей становится невозможной, называется пределами выносливости; различают нижний и верхний пределы выносливости.

Так называемая экологическая толерантность охватывает диапазон от нижнего предела, или нижнего пессимума (ему соответствует экологический минимум на шкале значений фактора), до верхнего предела, или верхнего пессимума (экологический максимум). Представление о лимитирующем влиянии экологического максимума наравне с влиянием экологического минимума ввел В. Шелфорд, сформулировавший «закон» толерантности. После 1910 г. по «экологии толерантности» были проведены многочисленные исследования, благодаря которым стали известны пределы существования для многих растений и животных.

Вопрос 52. Дерново-подзолистые почвы: условия образования, генезис, строение профиля, физико-химические свойства.

Дерново-подзолистые почвы формируются под травянистыми или мохово-травянистыми лесами при сочетании двух почвообразовательных процессов — дернового и подзолистого. В верхней части профиля дерново-подзолистые почвы имеют гумусо-аккумулятивный (дерновый) горизонт, образовавшийся в результате дернового процесса, ниже — подзолистый горизонт, сформировавшийся под влиянием подзолистого процесса. Эти почвы характеризуются небольшой мощностью дернового горизонта, низким содержанием гумуса и питательных веществ, кислой реакцией и наличием малоплодородного подзолистого горизонта. При формировании дерново-подзолистых почв не происходит накопления большого количества гумуса и питательных веществ. Дерновому процессу почвообразования противостоит подзолистый, органические остатки травянистых растений, выросших под пологом леса, содержат сравнительно мало зольных элементов и азота. Разложение растительного опада осуществляется как бактериальной, так и грибной микрофлорой. Дерново-подзолистые почвы кислые, характеризуются непрочной структурой. В пахотных дерново-подзолистых почвах мощность дернового горизонта и содержание гумуса в нем зависят от степени окультуренности. Степень оподзоленности таких почв установить трудно, так как при механических обработках почв затрагивается подзолистый горизонт. Поэтому в названии почв вместо степени оподзолености указывают степень окультуренности. Количественный и качественный состав гумуса в дерново-подзолистых почвах, их кислотность и физико-химические свойства могут сильно варьировать в зависимости от гранулометрического, химического и минералогического состава почвообразующих пород, степени выраженности подзолистого и дернового процессов и окультуренности почв.

Вопрос 53. Агрономическая и экономическая эффективность применения минеральных удобрений.

Эффективность использования удобрений характеризуется отдачей дополнительной продукции на один килограмм действующих веществ и коэффициентом использования удобрений. Не менее важным по значимости показателем является оплата дополнительной продукцией 1 кг действующего вещества внесённых минеральных удобрений. Повышенные дозы фосфорно-калийных удобрений в сочетании с высокими дозами азотных способствуют повышению урожайности, но отдача дополнительной продукции на один килограмм действующих веществ снижается.

При характеристике экономической эффективности агротехнических мероприятий используется система натуральных и стоимостных показателей. Натуральными показателями эффективности выступают урожайность сельскохозяйственных культур. Натуральные показатели являются базой для расчета стоимостных показателей: валовой и товарной продукции, валового и чистого дохода, прибыли и рентабельности производства. Валовая продукция – это вся созданная за определенный период сельскохозяйственная продукция в денежном выражении. Чистый доход (ЧД) рассчитывают путем вычитания из стоимости валовой продукции издержек производства или ее себестоимости (Сп): ЧД = ВП –Сп. Себестоимость единицы продукции определяют как отношение производственных затрат к объему валовой продукции конкретного вида. Рассчитывают по формуле: Сп = Пз / ВП. Обобщающим результатом экономической эффективности сельскохозяйственного производства является рентабельность. Уровень рентабельности (Р) рассчитывают как процентное отношение прибыли к начальной себестоимости продукции. Рп = ЧД / Сп * 100%. Эти показатели используются как при характеристике эффективности сельского хозяйства в целом, так и эффективность отдельных агротехнических мероприятий.

Вопрос 54. Популяция и ее основные признаки. Возрастная структура популяций.

Популяция – структурная единица вида. Ареалов, сплошь заселенных тем или иным видом, в природе не существует. В пределах ареала особи данного вида осваивают лишь подходящие для их жизни местообитания. Степень заполнения занимаемого пространства у разных видов различна. Но всегда в нем выделяются «пустоты» и скопления. Иными словами, ареал состоит из более или менее многочисленных участков, на которых и встречается определенный вид. Например, колонии крота европейского, хорошо заметные по холмикам земли, располагаются на лесных опушках и лугах, ель обыкновенная произрастает преимущественно на низинах со значительно увлажненной почвой.

Признаки популяции: численность; тип организации/определенный набор хромосом; воспроизведение (в процессе размножения вид сохраняет себя); дискретность (вид существует и эволюционирует как обособленное образование); экологическая определенность (вид приспособлен к определенным условиям, там он и конкурентоспособен); географическая определенность/ареал вида; многообразие форм – внутренняя структура вида – популяции; историчность (вид - система, способная эволюционно развиваться); устойчивость; целостность.

С возрастом требования особи к среде и устойчивость к отдельным ее факторам закономерно и весьма существенно изменяются. На разных стадиях онтогенеза могут происходить смена сред обитания, изменение типа питания, характера передвижения, общей активности организмов. Нередко возрастные экологические различия в пределах вида выражены в значительно большей степени, чем различия между видами. Травяные лягушки на суше и их головастики в водоемах, гусеницы, грызущие листья, и крылатые бабочки, сосущие нектар, сидячие морские лилии и их планктонные личинки долиолярии – всего лишь разные онтогенетические стадии одних и тех же видов. Возрастные различия в образе жизни часто приводят к тому, что отдельные функции целиком выполняются на определенной стадии развития. Например, многие виды насекомых с полным превращением не питаются в имагинальном состоянии. Рост и питание осуществляются на личиночных стадиях, тогда как взрослые особи выполняют только функции расселения и размножения.

Возрастные различия в популяции существенно усиливают ее экологическую неоднородность и, следовательно, сопротивляемость среде. Повышается вероятность того, что при сильных отклонениях условий от нормы в популяции сохранится хотя бы часть жизнеспособных особей и она сможет продолжить свое существование. Возрастная структура популяций имеет приспособительный характер. Она формируется на основе биологических свойств вида, но всегда отражает также силу воздействия факторов окружающей среды.

Анализ возрастной структуры помогает прогнозировать численность популяции на протяжении жизни ряда ближайших поколений. Такие анализы широко применяют, например, в рыбном хозяйстве для предвидения динамики промысловых стад. Используют довольно сложные математические модели с количественным выражением воздействия на отдельные возрастные группы всех поддающихся учету факторов среды. Если выбранные показатели возрастной структуры совершенно правильно отражают реальное влияние среды на природную популяцию, получают высокодостоверные прогнозы, позволяющие планировать вылов на ряд лет вперед.

Вопрос 55. Сравнительная характеристика условий образования, генезиса, физико-химических свойств дерново-подзолистых и дерново-карбонатных почв.

Дерново-подзолистые почвы формируются под травянистыми или мохово-травянистыми лесами при сочетании двух почвообразовательных процессов — дернового и подзолистого. В верхней части профиля дерново-подзолистые почвы имеют гумусо-аккумулятивный (дерновый) горизонт, образовавшийся в результате дернового процесса, ниже — подзолистый горизонт, сформировавшийся под влиянием подзолистого процесса. Эти почвы характеризуются небольшой мощностью дернового горизонта, низким содержанием гумуса и питательных веществ, кислой реакцией и наличием малоплодородного подзолистого горизонта. При формировании дерново-подзолистых почв не происходит накопления большого количества гумуса и питательных веществ. Дерновому процессу почвообразования противостоит подзолистый, органические остатки травянистых растений, выросших под пологом леса, содержат сравнительно мало зольных элементов и азота. Разложение растительного опада осуществляется как бактериальной, так и грибной микрофлорой. Дерново-подзолистые почвы кислые, характеризуются непрочной структурой. В пахотных дерново-подзолистых почвах мощность дернового горизонта и содержание гумуса в нем зависят от степени окультуренности. Степень оподзоленности таких почв установить трудно, так как при механических обработках почв затрагивается подзолистый горизонт. Поэтому в названии почв вместо степени оподзолености указывают степень окультуренности. Количественный и качественный состав гумуса в дерново-подзолистых почвах, их кислотность и физико-химические свойства могут сильно варьировать в зависимости от гранулометрического, химического и минералогического состава почвообразующих пород, степени выраженности подзолистого и дернового процессов и окультуренности почв.

Дерново-карбонатные почвы — это дерновые почвы, сформированные на карбонатных почвообразующих породах. Подразделяются на дерново-карбонатные типичные, выщелоченные и оподзоленные. Дерново-карбонатные выщелоченные и дерново-карбонатные оподзоленные — самые плодородные почвы таежно-лесной зоны. Формируются они под влиянием дернового почвообразовательного процесса, протекающего на карбонатных почвообразующих породах — известняках, доломитах, мергеле, известковых туфах, там, где эти отложения выходят на поверхность и являются почвообразующими. Дерновый процесс почвообразования — почвообразовательный процесс, протекающий под воздействием травянистой растительности и приводящий к формированию почв с хорошо развитым гумусовым горизонтом. Важнейшая особенность этого процесса — накопление гумуса, питательных веществ и создание водопрочной структуры в верхнем горизонте почвы. В чистом виде дерновый почвообразовательный процесс протекает под луговой и лугово-степной травянистой растительностью, органические остатки которой откладываются не только на поверхности, но и в массе почвы. Травянистая растительность, извлекая своей мощно разветвленной корневой системой элементы зольной пищи из почвы и материнской породы, закрепляет их в верхних горизонтах в форме органического вещества. Происходит обогащение почвы азотом за счет его фиксации из воздуха свободноживущими азотфиксирующими микроорганизмами и клубеньковыми бактериями бобовых растений. При разложении органических остатков травянистых растений образуются гумусовые вещества, которые, вступая во взаимодействие с минеральной частью почвы, способны при благоприятных условиях накапливаться в больших количествах. В результате биологического круговорота веществ в верхних горизонтах почвы не только накапливается гумус, но и увеличивается содержание питательных веществ, улучшаются физические свойства, усиливаются микробиологические процессы и в конечном итоге образуются плодородные почвы.

Вопрос 56. Роль калия в жизни растений. Круговорот калия в хозяйстве.

Калий  наряду с азотом и фосфором относятся к главным элементам питания  растений . Функция  калия  в  растениях , как и других необходимых для них элементов, строго специфична. В  растениях   калий  находится в ионной форме.  Калий  содержится в основном в цитоплазме и вакуолях клеток. Около 80%  калия  находится в клеточном соке и может легко вымываться водой, особенно из старых листьев. В дневное время суток, когда в  растениях  активно протекают все биохимические процессы,  калий , удерживается в клетках освещенного  растения .

Ночью, когда процессы фотосинтеза прекращаются, часть  калия  может выделяться через корни, чтобы потом, с появлением первого солнечного луча, вновь поглощается  растением . Молодые органы  растений  содержать  калия  в 3-5 раз больше, чем старые, его больше в тех органах и тканях, где интенсивно идут процессы обмена веществ и деления клеток.

Легкая подвижность  калия  в  растениях  обуславливает его реутилизацию путем перемещения из старых листьев в молодые. Физиологические функции  калия  весьма разнообразны. Установлено, что он стимулирует нормальное течение фотосинтеза, усиливает отток углеводов от пластинок листа в другие органы, а также синтез сахаров  Калий  усиливает накопление моносахаров в плодовых и овощных культурах, повышает содержание сахаров в корнеплодах, крахмала в картофеле, утолщает стенки клеток соломины злаковых культур и повышает устойчивость хлебов к полеганию, а у льна и конопли улучшает качество волокна.

Способствуя накоплению углеводов в клетках  растений ,  калий  увеличивает осмотическое давление клеточного сока и тем самым повышает холодоустойчивость и морозостойкость  растений .  Калий  поглощается  растениями  в виде катионов и, очевидно, в такой форме остается в клетках, активизируя важнейшие биохимические процессы в клетках  растения ,  калий  повышает их устойчивость к различным заболеваниям, как в течение вегетации, так и в послеуборочный период, значительно улучшает лежкость плодов и овощей. Критический период в потреблении  калия   растениями  приходится на первые 15 дней после всходов.

Почвы богаты калием. Однако на многих из них высокие урожаи большинства культур не могут быть выращены без внесения калийных удобрений. Это объясняется очень слабой растворимостью алюмосиликатов — главных минералов, в составе которых сосредоточены запасы почвенного калия. Легкоусвояемых же для растений источников калия в почве немного (воднорастворимые соли и часть обменного) — от 0,8 до 1,5% валового содержания. В частности, этим элементом нередко бедны легкие почвы, торфянистые и пойменные (в нечерноземной зоне), а также луга. Поэтому почвы увлажненных районов, если они не обеспечены навозом, но получили фосфорные и азотные минеральные туки, приходится удобрять и калийными солями. Особенно необходимо вносить их под культуры, потребляющие много калия: картофель, сахарную свеклу, овощные, плодово-ягодные, бобовые, гречиху. Так, в озимой пшенице на черноземе, при урожае зерна 25 ц и соломы 64 ц К20 содержалось (в кг): в зерне 10 (14,6%), в соломе 58,2 (85,4%); всего 68,2 (100%). По-иному складывается баланс калия для картофеля. При урожае на супесчаной дерново-подзолистой почве 300 ц клубней с 1 га в них содержалось 154,6 кг К20 (из общего выноса 161,1 кг), или около 96%. Поэтому и потребность в калийных удобрениях возросла при расширении посевов картофеля, корнеплодов и овощных растений, занимающих близкое положение к картофелю по выносу калия и распределению его в органах. В калийных удобрениях нуждаются также лен и конопля, которые хотя и берут его не очень много, но имеют недостаточно хорошую способность усваивать его из почвенных запасов.

Вопрос 57. ОВОС, цели, задачи. Принципы ОВОС.

Оценка воздействия намечаемой хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду (ОВОС) - процесс, способствующий принятию экологически ориентированного управленческого решения о реализации намечаемой хозяйственной и иной деятельности посредством определения возможных неблагоприятных воздействий, оценки экологических последствий, учета общественного мнения, разработки мер по уменьшению и предотвращению воздействий». Целью проведения оценки воздействия на окружающую среду является предотвращение или смягчение воздействия для намечаемой хозяйственной или иной деятельности на окружающую среду и связанных с ней социальных, экономических и иных последствий.

Результатами оценки воздействия на окружающую среду являются:

1. информация о характере и масштабах воздействия на окружающую среду намечаемой деятельности, альтернативах ее реализации, оценке экологических и связанных с ними социально - экономических и иных последствий этого воздействия и их значимости, возможности минимизации воздействий;

2. выявление и учет общественных предпочтений при принятии заказчиком решений, касающихся намечаемой деятельности;

3. решения заказчика по определению альтернативных вариантов реализации намечаемой деятельности (в том числе о месте размещения объекта, о выборе технологий и иные) или отказа от нее с учетом результатов проведенной оценки воздействия на окружающую среду.

Основной принцип общий для ОВОС и для экологической экспертизы, — презумпция потенциальной экологической опасности любого вида хозяйственной деятельности. Предполагается, что любая хозяйственная деятельность таит в себе ту или иную степень экологической опасности. Ее осуществление ведет к последствиям, которые необходимо оценивать, причем инициатор деятельности обязан предоставить веские доказательства экологической безопасности намечаемой им деятельности (в соответствии с действующими экологическими стандартами и нормативами).

Принцип превентивности означает, что оценка воздействия проводится до принятия основных решений по реализации намечаемой деятельности, а также, что ее результаты используются при выработке и принятии решений. Суть этого принципа — недопущение (предупреждение) неблагоприятных воздействий на окружающую среду и связанных с ним социальных и экономических последствий, вызванных реализацией проекта.

Характерно расширенное понимание превентивности, т.е. экологические оценки должны проводиться не только до принятия решения о возможности осуществления намечаемой деятельности (например, выдачи соответствующего разрешения), но и до принятия важнейших проектных решений.

Принцип альтернатив заключается в выявлении и анализе альтернативных вариантов достижения целей планируемой деятельности, включая и нулевой вариант (отказ от деятельности). В результате выбирается наименее экологически опасный способ достижения цели проекта, рассматриваются альтернативные проектные решения, технологические альтернативы. В предпроектных обоснованиях анализируются размещенческие, планировочные альтернативы, необходимые для экологической корректировки размещения. Достижению целей проекта с меньшим ущербом природе способствует анализ использования ландшафтов в других целях с сохранением их потенциалов (ландшафтная альтернатива), использование ресурсов в других целях (эколого-ресурсная альтернатива) и т.д.

Вопрос 58. Сравнительная характеристика условий образования и физико-химические свойства верховых и низинных болотных почв.

Болотные торфяные верховые почвы расположены преимущественно в тундровой зоне и в подзонах северной и средней тайги. Образуются чаще всего на водоразделах в условиях застойного увлажнения атмосферными водами. Основная растительность - сфагновые мхи, полукустарнички (морошка, клюква, багульник, голубика и др.), а также угнетенные древесные породы (ель, сосна, береза).

Тип этих почв подразделяют на два подтипа: болотные верховые торфяно-глеевые и болотные верховые торфяные. Болотные верховые торфяно-глеевые почвы имеют мощность торфяного слоя от 20 до 50 см, развиваются на периферии верховых болот или в относительно небольших бессточных понижениях водоразделов. Болотные верховые торфяные почвы отличаются более мощным торфяным слоем (>50см), занимают основную часть верховых болот.

Болотные низинные торфяные почвы развиваются в понижениях рельефа на водоразделах, надпойменных террасах, поймах, в приозерных понижениях под травянистой растительностью (осоки, тростник, камыш и др.) в условиях избыточного увлажнения жесткими водами.

Разделяются на следующие четыре подтипа: низинные обедненные торфяно-глеевые, низинные обедненные торфяные, низинные (типичные) торфяно-глеевые и низинные (типичные) торфяные. Первые два подтипа формируются при переувлажнении слабоминерализованными водами и развиты преимущественно в северной и средней тайге, вторые (низинные типичные) - под действием жестких грунтовых вод и распространены в южной тайге и лесостепи.

Деление на роды связано с гидрогенной аккумуляцией в торфяных горизонтах карбонатов, соединений железа и т.д. Выделяют следующие роды: нормально зональные, карбонатные, солончаковые, вивианитовые, сульфатнокислые, оруденелые и заиленные. Разделение на виды аналогично верховым торфяным почвам.

Особенности состава и свойств болотных торфяных почв определяют показателями состава и свойств торфяных горизонтов. Состав глеевых горизонтов разнообразен и в значительной степени зависит от гранулометрического, минералогического и химического составов пород и почв, на которых сформировались торфяные почвы. Общими их особенностями являются неблагоприятные физические свойства (дезагрегированность и уплотненность) и наличие закисных форм железа. Генетическую и агрономическую оценку торфяных почв проводят по мощности торфяного слоя и следующим показателям торфа: степени разложения, ботаническому составу, составу органического вещества, содержанию азота, зольности и составу зольных элементов, реакции и физическим свойствам.

Физико-химические свойства почв: поглотительная способность почв (свойство задерживать или поглощать различные вещества, взаимодействующие и соприкасающиеся с ее твердой фазой), механическая поглотительная способность (свойство почвы механически задерживать взвешенные в воде вещества, обусловлена механическим составом, структурой, сложением, пористостью и капиллярностью почвы), физическая поглотительная способность (свойство почвы поглощать из раствора молекулы электролитов, продукты гидролитического расщепления солей слабых кислот и сильных оснований, а также коллоиды при их коагуляции), химическая поглотительная способность (свойство почвы удерживать ионы в результате образования нерастворимых или труднорастворимых солей), физико-химическая, или обменная, поглотительная способность (свойство почвы обменивать некоторую часть катионов и в меньшей степени анионов из соприкасающихся растворов), биологическая поглотительная способность (связана с жизнедеятельностью организмов почвы (главным образом микрофлоры), которые усваивают и закрепляют в своем теле различные вещества, а при отмирании обогащают ими почву).

Вопрос 59. Роль азота в жизни растений, круговорот азота в хозяйстве.

Азот — слово древнегреческое, обозначающее «безжизненный». Но без него жизнь любого живого организма немыслима: ведь азот — компонент множества нуклеиновых кислот — основы жизни. Кроме того, он входит в состав хлорофилла, без которого растениям нет жизни в прямом смысле. Ферменты, белки, алкалоиды, витамины — в их составе азот занимает значимое положение.

Содержание азота в растениях подвержено большим колебаниям. Так, в семенах с влажностью 14% оно составляет (в %): пшеницы 1,6—4,45, ржи 1,6—3,1, овса 1,4—3,2, ячменя 1,3—3,7, гороха 3,9—6 и т. д. Выше отмечалось, что азота находится больше в семенах, клубнях и вообще в товарной части урожая, чем в нетоварной. По данным Мироновской опытной станции, расположенной в зоне черноземных почв (Киевская область), при урожае озимой пшеницы 25 ц зерна и 64 ц соломы вынос азота составляет (в кг) на 1 га: в зерне 69,5 и в соломе 46,1. Большая часть зерна продается, солома же используется для подстилки на животноводческих фермах и в составе навоза вновь возвращается на поля. Но даже если навоз хранится правильно, вместе с ним в почву поступит не более 40% азота, взятого из почвы урожаем этой культуры. В опытах Института картофельного хозяйства (Московская область) на дерново-подзолистой супесчаной почве в 300 ц на 1 га клубней картофеля содержалось 97,9 кг азота, а в ботве — 26,3. Если ботву запахать в почву (это редко делается), то с ней будет возвращена примерно лишь одна пятая доля того азота, который был вынесен из почвы урожаем этой культуры. Запасы гумуса в метровом слое почв на гектаре составляют (в т): сероземов 50, светло-каштановых 100, темно-каштановых почв и южных черноземов 200—250, обыкновенных черноземов 400—500, мощных черноземов 800, выщелоченных черноземов 500—600, серых лесных почв 150—300 и подзолистых суглинистых 80—120. Можно рассчитать, на сколько лет их хватит. Но азот исчезает из почвы ве только вследствие потребления его урожаями, а и из-за частичного выщелачивания селитры в грунтовые воды, при ветровой и водной эрозии почв. Так, в Канаде на целинной почве после ее распашки проводились анализы, на протяжении 23 лет. Они показали, что за этот период фактический расход азота почвой вдвое превышал вынос его урожаем. Неудивительно, что до тех пор, пока земледелие не знало азотных минеральных удобрений, а использовало только навоз и гумус почвы, урожаи не могли быть высокими, особенно на почвах с низким содержанием гумуса. Но прежде чем перейти к ознакомлению с азотными удобрениями, остановимся на естественно протекающих процессах прихода азота в почву из атмосферы. Речь идет о попадании в почву азотной кислоты и аммиака с осадками и о биологическом связывании молекулярного азота свободноживущими микроорганизмами. Селитра в дождевой влаге образуется при взаимодействии с водой окислов азота. А они возникают при грозовых разрядах (молниях, северном сиянии), когда благодаря высокой температуре (молния 3000° и более) азот воздуха вступает в реакцию с кислородом. Из этих окислов азота и появляется в атмосферной влаге азотная кислота. Но азота поступает в по ву с осадками немного — 2,5—4 кг на 1 га в год. Кроме того, анализы воды в реках показали, что примерно столько же азота и вымывается из почвы в виде селитры. К свободноживущим в почве азотфиксаторам принадлежат некоторые бактерии, грибки и водоросли. Для усвоения молекулярного азота им необходимы углеводы, которые служат этим микробам источником энергии. В зависимости от почвенно-климатических условий и окультуренности поля ежегодная фиксация атмосферного азота свободноживущими микроорганизмами достигает 5—15 кг на 1 га. Это также не решает проблемы азота в земледелии. Лишь на залежных и целинных землях могут накопляться достаточные запасы азота, поступившего описанными выше путями; превращая его в гумус при отмирании растительности, эти почвы становятся более плодородными.

Вопрос 60. Понятие экологической толерантности. Основные положения закона толерантности Шелфорда.

Экологическая толерантность – способность организма переносить неблагоприятные влияния окружающей среды; обл. устойчивого существования вида и/или реализации к.-л. его функции по отношению к конкретному фактору среды или их сочетаниям.

Наравне с влиянием недостатка - минимума экологических факторов, негативным может быть и влияние избытка, т.е. максимума факторов, таких как тепло, свет, влага. Это показал в своих работах еще К. Либих, но конкретные представления о лимитирующем влиянии максимума наравне с минимумом ввел В. Шелфорд в 1913 г., сформулировавший закон толерантности. Диапазон между минимумом и максимумом экологических факторов принято называть пределом, или диапазоном, толерантности.

После работ В. Шелфорда было проведено значительное число исследований по экологии толерантности, что помогло ученым и практикам понять ряд важных закономерностей распределения организмов в природе. Закон толерантности, сформулированный В. Шелфордом, был дополнен впоследствии следующими положениями:

1) организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий - в отношении другого;

2) наиболее широко распространены организмы с большим диапазоном толерантности;

3) диапазон толерантности для одного экологического фактора может зависеть от других экологических факторов;

4) если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для вида, то это сказывается и на диапазоне толерантности для других экологических факторов;

5) пределы толерантности существенно зависят от состояния организма; так, пределы толерантности для организмов в период размножения или на стадии личинки обычно уже, чем для взрослых особей;

6) в природных популяциях существенное влияние на диапазон толерантности могут оказывать межпопуляционные отношения (конкуренция, хищничество, паразиты и т.п.).

Для обозначения пределов толерантности к условиям среды обитания используют термины эврибионтный- организм с широким и стенобионтный- с узким пределом толерантности. Приставки эври- и стено-используют для образования слов, характеризующих влияние различных экологических факторов, например, температуры (стенотермный - эвритермный), солености (стеногалинный- эвригалинный), пищи (стенофагный - эврифагный) и т.д.

На уровне сообществ и даже видов известно явление компенсации факторов - способность организмов и популяций приспосабливаться (адаптироваться) кусловиям среды так, чтобы ослабить влияние температуры, света, воды и других лимитирующих экологических факторов.Виды с широким географическим распространением почти всегда образуют адаптированные к местным условиям популяции - экотипы.

Виды, составляющие сообщество, обладают разными диапазонами толерантности. Устойчивые сообщества организованы так, что у разных видов развиваются противоположно направленные адаптации и акклимации, что позволяет сообществу в целом компенсировать колебания факторов, например температуры. В результате кривые зависимости метаболизма от температуры для экосистем в целом будут более пологими, чем для отдельных видов и популяций.

Конец формы

Вопрос 61. Природные условия и пути образования болотных почв. Сельскохозяйственное использование низинных и верховых болотных почв.

В комплексе почв как лесолуговой, так и тундровой зон широкое распространение имеют болотные почвы. В лесолуговой зоне они занимают подчиненное положение, за исключением Западносибирской низменности, в области же тундры — являются преобладающим типом почв.

Общая площадь болотных почв в лесолуговой зоне составляет около 10% всей территории.

Распространены болотные почвы главным образом в зоне хвойных и отчасти в зоне смешанных лесов.

Тем не менее исследование болотных почв является еще недостаточным, и в вопросах генезиса и эволюции этих своеобразных природных образований имеется много неясного и спорного.

Возникновение и развитие болотных почв неразрывно связано с избыточным увлажнением. Избыточное увлажнение почв в условиях лесолуговой зоны может возникать вследствие различных причин как гидрологического, так и биологического порядка. В одних случаях оно обязано выходам на поверхность или близко к поверхности почвенно-грунтовых вод, в других — скоплению на поверхности почвы атмосферных осадков. Пересыщение почвы грунтовыми водами в природе широко встречается по низинам и поймам рек. Но гораздо чаще избыточное увлажнение возникает под влиянием атмосферных осадков.

Скоплению атмосферной влаги на поверхности почвы в большой степени благоприятствуют понижения местности, а также равнинные условия рельефа, исключающие возможность стока воды, затем водонепроницаемость почвообразующих пород и преобладание количества среднегодовых осадков над среднегодовым испарением.

Состав болотной растительности, смена одних группировок другими в большой степени зависят от состава и свойств заболачивающихся почв и переувлажняющих их вод. При устойчивом переувлажнении богатых почв (дерново-глеевых, луговых и др.) развиваются болотная травянистая растительность, некоторые виды кустарниковых и древесных растений, требовательных к условиям питательного режима. Такая же по составу болотная растительность развивается и при переувлажнении почв водами, содержащими повышенное количество различных минеральных соединений (бикарбонатов кальция, растворимых форм элементов питания). На таких участках торфяные горизонты образуются при близкой к нейтральной или слабощелочной реакции, при которой активнее идут процессы гумификации и разложения растительных остатков. Образующийся при этом торф характеризуется повышенной степенью разложения, большим содержанием в составе органического вещества торфа гумусовых соединений. Подобные условия обычно создаются в понижениях рельефа (шлейфы склонов, притеррасные поймы и т.д.). В связи с отмеченными особенностями развития болотного процесса такие болота и соответствующие им торфяные болотные почвы получили название низинных.

На водораздельных участках переувлажнение обычно создается за счет застаивания на поверхности или водоупоре в толще почв или породы бедных минеральными веществами вод атмосферных осадков. В этих условиях устойчиво развиваются малотребовательные растения-торфообразователи - сфагновые мхи, угнетенные формы сосны, березы, багульник, клюква и др. Бедные зольными элементами и азотом остатки такой болотной растительности формируют слаборазложившийся торф с невысокой долей участия его в составе органического вещества гумусовых соединений. Болота и болотные торфяные почвы, развивающиеся в этих условиях, получили название верховых.

Вопрос 62. Роль фосфора в жизни растений. Круговорот фосфора в хозяйстве.

В растениях фосфор содержится в минеральных и органических соединениях, из них на минеральные соединения приходится 5-15%, на органические 85-95%. Наиболее важную роль в жизни растений играет фосфор, входящий в состав органических соединений: нуклеиновых кислот, нуклеопротеидов, фосфолипиды. Фосфорсодержащие соединения имеют большое значение во многих важных процессах жизнедеятельности растений и обеспечение достаточного уровня фосфорного питания – одно из необходимых условий получения высоких урожаев.Фосфор ускоряет формирование корневой системы растений. Основное количество Р2О5 растения потребляют в первые фазы роста и развития, создавая его определенные запасы. В дальнейшем он легко передвигается из старых тканей в молодые, т.е. используется повторно. Хорошая обеспеченность Р2О5 способствует более экономно расходовать влагу, увеличивает содержание сахаров в узлах кущения озимых и тканях многолетних трав, тем самым повышает так же устойчивость растений к болезням. Оптимальное питание растений этим элементом стимулирует процессы оплодотворения цветов, завязывание и дозревание плодов, ускоряет развитие и созревание растений, повышается урожай и его качество.

Избыток Р2О5приводит к преждевременному развитию и раннему созреванию плодов, в результате чего урожай растений снижается. При недостатке фосфора замедляется синтез белков в тканях растений, повышается содержание нитратов. Наиболее чувствительны к недостатку фосфора растения в самом молодом возрасте поэтому достаточное обеспечение фосфора в начале вегетации имеет важное значение для их роста.

Фосфор также является элементом, необходимым для питания живых организмов, играет важнейшую роль в росте и развитии растений.

Резервуаром фосфора, в отличие от азота, служит не атмосфера, а горные породы и другие отложения, образовавшиеся в прошлые геологические эпохи. Минеральный фосфор входит в состав многих горных пород. Он попадает в гидросферу в ходе их эрозии, отлагается в виде осадков на мелководьях, частично осаждается в глубоководных илах.

У животных фосфор в виде органических соединений (с белками, в частности) входит в состав костей и других тканей. Он также играет роль в энергетических процессах запасания энергии клеток в виде аденозинтрифосфорной и аденозиндифосфорной кислот.

В результате разложения мертвых организмов и минерализации органических соединений фосфор в виде фосфатов (солей ортофосфорной кислоты) вновь используется растениями и тем самым снова вовлекается в круговорот.

Выведение фосфора из круговорота происходит вследствие его накопления в донных осадках. Круговорот фосфора является примером простого осадочного цикла с недостаточной "забуференностью" и нарушенными механизмами саморегуляции вследствие антропогенного воздействия на окружающую среду. Существует мнение, что механизмы возвращения фосфора в круговорот недостаточны и не возмещают потерь, связанных с техногенезом.

Деятельность человека по лову рыбы и птиц ведет к нарушению баланса фосфора. По данным Дж. Хатчинсона, на сушу в результате рыболовства возвращается всего около 60 000 т элементарного фосфора. Добывается на удобрения ежегодно 1-2 млн. т фосфорсодержащих пород. Причем большая часть из этого количества смывается водой и выводится из кругооборота.

В настоящее время вызывает озабоченность увеличение концентрации фосфатов в водных экосистемах, что приводит к их интенсивному зарастанию, деградации экосистем и в конечном итоге к их гибели.

Вопрос 63. Экологическая сукцессия и её виды.

Экологическая сукцессия — последовательная смена биоценозов, приемственно возникающая на одной и той же территории (биотопе) под влиянием природных факторов (в том числе и внутренних противоречий самих биоценозов) или воздействия человека.

Для возникновения сукцессии необходимо свободное пространство. В зависимости от первоначального состояния субстрата, различают первичную и вторичную сукцессии.

Первичная сукцессия — это если формирование сообществ начинается на первоначально свободном субстрате, а вторичная сукцессия — это последовательная смена одного сообщества, существовавшего на данном субстрате, другим, более совершенным для данных абиотических условий. Первичная сукцессия позволяет проследить формирование сообществ с самого начала. Она может возникнуть на склоне после оползня или обвала, на образовавшейся отмели при отступлении моря и изменении русла рекой, на обнаженных эоловых песках пустыни, не говоря уже об антропогенных нарушениях: свежая лесосека, намывная полоса морского побережья, искусственные водохранилища. Первыми, как правило, на свободное пространство начинают внедряться растения посредством перенесенных ветром спор и семян, либо за счет вегетативных органов оставшихся по соседству растений. В качестве примера первичной сукцессии обычно приводят зарастание еловым лесом новых территорий на Севере страны.

Ельник — это последняя климаксная стадия развития экосисгемы в климатических условиях Севера, т. е. уже коренной биоценоз. Вначале же здесь развиваются березняки, ольховники, осинники, под пологом которых растут ели. Постепенно они перерастают березу и вытесняют ее, захватывая пространство. Семена обеих древесных пород легко переносятся ветром, но, если даже они прорастут одновременно, береза растет намного быстрее — к 6—10 годам ель едва достигает 50—60 см, а береза — 8—10 м. Под сомкнутыми кронами берез возникает уже свой микроклимат, обилие опавших листьев способствует формированию особых почв, поселяются многие животные, появляется разнообразный травянистый покров, создаются консорции березы с окружающей средой. А ель продолжает расти в столь благоприятной обстановке и, наконец, береза не выдерживает конкуренции с ней за пространство и свет и вытесняется елью.

Вторичная сукцессия является, как правило, следствием деятельности человека. В частности, описанная выше смена растительности при формировании ельника чаще происходит в результате вторичной сукцессии, возникающей на вырубках ранее существовавшего леса (ельника). Вторичная сукцессия заканчивается стабильной стадией сообщества через 150—250 лет, а первичная длится 1000 лет. Вторичная, антропогенная сукцессия проявляется так же и в эвтрофикации. Бурное «цветение» водоемов, особенно искусственных водохранилищ, есть результат их обогащения биогенами, обусловленное деятельностью человека. «Пусковым механизмом» процесса обычно является обильное поступление фосфора, реже — азота, иногда углерода и кремния. Ключевую роль обычно играет фосфор. При поступлении биогенов резко возрастает продуктивность водоемов за счет роста численности и биомассы водорослей, и прежде всего сине-зеленых — цианей, из царства дробянок. Многие из них могут фиксировать молекулярный азот из атмосферы, тем самым снижая лимитирующее действие азота, а некоторые способны освобождать фосфор из продуктов метаболизма различных водорослей. Последовательный ряд постепенно и закономерно сменяющих друг друга в сукцессии сообществ называется сущессионной серией. Она наблюдается в природе не только в лесах, болотах и озерах, но и на стволах отмирающих деревьев и в пнях, где происходит закономерная смена сапрофитов и сапрофагов, в лужах и прудах и т. д. Иными словами, сукцессии могут быть разно-масштабны и иерархичны, так же, как и сами экосистемы.

Вопрос 64. Структура почв. Факторы ее формирования. Значение структуры в плодородии.

Механические элементы почвы могут находиться в раздельно-частичном состоянии или быть объединены под влиянием различных причин в структурные отдельности разной формы и размера.

Способность почвы разделяться на агрегаты называется структурностью, а совокупность агрегатов различной величины, формы и качественного состава, называется почвенной структурой.

Различают несколько типов структуры, основные из них:

- кубовидная –структурные отдельности равномерно развиты по трем взаимно перпендикулярным осям;

- призмовидная –отдельности развиты преимущественно по вертикальной оси;

- плитовидная –отдельности развиты преимущественно по двум горизонтальным осям и укорочены в вертикальном направлении.

Типы делятся на следующие виды:

Кубовидная: комковатая, пылеватая, ореховатая, зернистая, порошистая;

Призмовидная: столбчатая, столбовидная, призматическая.

Плитчатая: сланцеватая, пластинчатая, листовая, чешуйчатая.

Структура влияет на ряд важнейших в агрономическом отношении свойств почвы, что сказывается в конечном итоге на урожае сельскохозяйственных культур. Она оказывает положительное влияние на физические свойства – пористость, плотность сложения, водный, воздушный, тепловой, окислительно-восстановительный, микробиологический и питательный режимы; физико-механические свойства – связность, удельное сопротивление при обработке, коркообразование; противоэрозионную устойчивость почв. При наличии агрономически ценной структуры в почве создается благоприятное сочетание капиллярной и некапиллярной пористости. Между агрегатами преобладают некапиллярные поры, а внутри агрегатов капиллярные. В бесструктурной почве механические элементы лежат плотно, поэтому в ней образуются в основном капиллярные поры. Эти особенности строения и пористости структурных и бесструктурных почв оказывают огромное влияние на водно-воздушный и питательный режимы. Структурные почвы, благодаря наличию некапиллярных пор, хорошо впитывают влагу, которая по мере движения рассасывается комками, промежутки между комками заполняются воздухом. В такой почве потери воды от поверхностного стока незначительны. Бесструктурной почвой вода поглощается медленно, значит, часть ее может теряться вследствие поверхностного стока. В такой почве нередко наблюдается два крайних состояния увлажнения: избыточное и недостаточное. При избыточном все промежутки заполнены водой, воздух отсутствует. В этих условиях развиваются анаэробные процессы, ведущие к потерям азота в результате денитрификации, образованию вредных для растения закисных форм железа и марганца, накоплению неподвижных не силикатных форм полуторных окислов и к закреплению фосфора в труднорастворимые формы, т.е. создается неблагоприятный питательный режим.

Агрономически рыхлая структура, придавая почве рыхлое сложение, облегчает прорастание семян и распространение корней растений, а также уменьшаются энергетические затраты на механическую обработку почвы. Структурная почва хорошо поглощает воду и резко снижает поверхностный сток, а, следовательно, смыв и размыв почвы. Структурные комочки размером более 1-2 мм устойчиво противостоят развеванию ветром. Во всех случаях на почвах одного типа, одной генетической разности и в одних агротехнических условиях структурная форма всегда характеризуется более благоприятными для с/х культур показателями, нежели бесструктурная или малоструктурная.

Вопрос 65. Общие условия эффективного применения микроудобрений.

Микроудобрениями называют те удобрения, которые содержат какой-нибудь из микроэлементов - бор, марганец, цинк, молибден, медь, кобальт и др.

В навозе содержатся все микроэлементы, поэтому на почвах, хорошо унавоженных, минеральные микроудобрения обычно не дают эффекта.

Но если на растениях появятся явные признаки недостатка в питании того или иного микроэлемента, то вносить микроудобрения надо обязательно.

Борные удобрения вносят в почву весной под первую обработку в дозе от 1,5 до 2,0 г буры на каждый квадратный метр площади, или 0,9 -1,2 г борной кислоты, или плодово-ягодной смеси с бором 50 - 100 г. Доза бормагниевых удобрений в зависимости от содержания в них бора колеблется от 6 до 10 г. Под землянику и вишню дозу борных удобрений уменьшают наполовину.

Удобрения надо равномерно рассеять по поверхности участка и почву перекопать. Маленькое количество удобрений (буры и борной кислоты) равномерно распределить по участку трудно, поэтому их сначала смешивают с песком или размельченной почвой (без комков), а потом уже эту смесь рассевают. Можно удобрение растворить в воде и этим раствором из лейки с сеткой полить почву и потом перекопать.

В любительских садах борную кислоту и буру чаще используют для внекорневого питания. На 1 ведро воды берут от 10 до 30 г и более буры или 6 - 20 г борной кислоты. Удобрения сначала растворяют в небольшом количестве горячей воды (удобрение быстрее растворится), потом доливают обычной водой до нужного объема.

Опрыскивают растения 2-3 раза: первый раз перед самым цветением (по бутонам), второй раз в начале массового цветения (по цветкам), третий раз можно провести опрыскивание в период роста плодов или после сбора урожая. В последнем случае удобрение окажет положительное влияние в следующем году.

Борные удобрения чаще бывают эффективными при внесении их в подзолистые почвы, где, как правило, бора меньше, чем в черноземных почвах. Мало бора содержат почвы легкие песчаные, а также некоторые темноцветные заболоченные. Эффект от бора можно ожидать также на тех участках, где в течение ряда лет вносили преимущественно минеральные удобрения, и в высоких дозах, а навоза вносили мало и редко. На почвах, получивших известь в завышенных дозах, эффект от борных удобрений наиболее вероятен. Применение борных удобрений может дать положительный результат и на южных почвах (на сероземах, выщелоченных и предкавказских черноземах). Марганцевые удобрения под перекопку почвы осенью вносят на 1 кв. м 10-25 г марганцевого шлама на черноземных почвах и 5-10 г на подзолистых. Марганцевые удобрения можно вносить и весной, тогда в несколько меньшей дозе. Сернокислого марганца дают от 3 до 5 г на 1 кв. м. В любительских садах вместо внесения в почву лучше проводить внекорневую подкормку, опрыскивая растения раствором сернокислого марганца (5-10 г и более на ведро воды). Можно взять и "марганцовку" (марганцевокислый калий) -1-3 г на ведро воды. Опрыскивают растения 2-3 раза: по бутонам, по цветкам и в период интенсивного роста растений. При недостатке фосфора и калия в плодах задерживается образование сахара. Внесение фосфорных и калийных удобрений в этих случаях улучшает качество плодов, они становятся более сладкими, лучше окрашены, хорошо хранятся. Борные удобрения не только улучшают вкус плодов, но и уменьшают их растрескивание, которое часто вызывается недостатком в почве бора. Магниевые удобрения способствуют накоплению в плодах сахара и увеличивают содержание витамина С. При резком недостатке азота плоды образуются мелкие и невкусные. Однако избыток азота влияет на вкус плодов отрицательно: они становятся водянистыми (менее сладкими), слабо окрашены. Плоды хорошего качества могут быть получены только при наилучшем сочетании всех элементов питания.

Конец формы

Вопрос 66. Основные законы в области охраны природной среды.

Структура и состав российского законодательства в области охраны окружающей среды определены в статье 2 ФЗ «Об охране окружающей среды». В самом общем виде систему экологического законодательства можно представить, проведя классификацию всех источников права по юридической силе. В основу нормативно-правового регулирования вопросов охраны окружающей среды должны быть положены положения Конституции Российской Федерации.

Основополагающая роль Конституции Российской Федерации предопределена тем, что в ней заложены основы правовой системы, основы организации и пределы государственной власти, закреплены права и свободы человека и гражданина, гарантии их соблюдения и защиты. Положения Конституции РФ устанавливают основополагающие экологические права и свободы человека, его обязанности по охране природы, закрепляют основы права собственности на природные ресурсы, определяют предметы ведения Российской Федерации и субъектов РФ в рассматриваемой сфере.

В соответствии со ст. 9 Конституции РФ, земля и другие природные ресурсы используются и охраняются в Российской Федерации как основа жизни и деятельности народов, проживающих на территории России. Данная статья устанавливает возможность нахождения земли и других природных ресурсов в частной, государственной и иных формах собственности.

В ст. 42 Конституции РФ, по сути, определена основная цель охраны природы и экологической политики России, которой является обеспечение благоприятной для человека окружающей среды. В соответствии со ст. 1 комментируемого закона под благоприятной окружающей средой понимается окружающая среда, качество которой обеспечивает устойчивое функционирование естественных экологических систем, природных и природно-антропогенных объектов. К основным конституционным экологическим правам, помимо права на благоприятную окружающую среду, относятся право на достоверную информацию о состоянии окружающей среды и на возмещение ущерба, причиненного экологическим правонарушением.

Данные положения, во многом являются декларативными, что проявляется в отсутствии государственных гарантий их применения, и, как следствие, механизм реализации основных экологических прав является неэффективным. Например, право на достоверную информацию о состоянии окружающей среды не обеспечивается должным образом. Отнесение данного права к основным правам человека отнюдь не означает, что сведения о состоянии окружающей среды, ее загрязнении предоставляются юридическим и физическим лицам бесплатно. Напротив, действующее законодательство фактически закрепляет платность сведений о состоянии окружающей среды для большинства пользователей (потребителей) информации.

Другой проблемой является механизм реализации права на возмещение вреда, причиненного экологическим правонарушением. В России исключением из общих правил возмещения вреда здоровью, предусмотренных действующим гражданским законодательством, являются выплаты гражданам, пострадавшим от экологических бедствий. По сложившейся практике в случаях крупных индустриальных аварий, чрезвычайных ситуаций, повлекших жертвы или массовые заболевания людей, утрату имущества или опасное повреждение природных объектов на значительной территории потерпевшим выплачиваются фиксированные суммы в счет компенсации из государственных средств или предоставляются социальные льготы. Еще одним свидетельством неэффективности механизма реализации права на возмещение вреда, причиненного экологическим правонарушением, является необходимость доказывания потерпевшим лицом причинно-следственной связи между деянием и наступившими вредными последствиями, что представляет значительную трудность и противоречит основополагающему принципу презумпции экологической опасности хозяйственной деятельности.

Вопрос 67. Кислотность почв, ее формы. Природа кислотности. Мероприятия по устранению кислотности.

Кислотность почв – это способность почвы подкислять почвенный раствор или растворы солей вследствие наличия в составе почвы кислот, а также обменных ионов водорода и катионов, образующих при их вытеснении гидролитически кислые соли (преимущественно Al3+). Различают актуальную кислотность, определяемую значением рН почвенного раствора или водной вытяжки, и потенциальную кислотность, носителем которой являются ионы H+ и Al3+, находящиеся в твердой фазе почвы в обменно-поглощенном состоянии, но подкисляющие почвенный раствор в результате обменных реакций при увеличении в нем концентрации электролитов (например, при внесении в почву удобрений).

По способу определения потенциальной кислотности различают обменную и гидролитическую кислотности. Обменную кислотность определяют количеством титруемых ионов H+ и Al3+ в вытяжке, приготовленной с помощью раствора нейтральной соли – 1 н КСl. Обменная кислотность характеризуется также величиной рН солевой вытяжки (1 н КСl). Для кислых почв интервал значений рН солевой вытяжки лежит в очень широких пределах – от 2 до 6. Гидролитическую кислотность (Нг) определяют титрованием кислоты, но в солевой вытяжке, приготовленной на основании ацетата натрия. Гидролитическая кислотность выше обменной в связи с тем, что равновесие ионного обмена в данном случае сдвинуто в сторону более полного перехода обменно-поглощенных ионов Н+ в жидкую фазу вследствие применения гидролитически щелочной соли (большая степень гидролиза солей алюминия в щелочной среде с образованием осажденного Al(OH)3 и иона Н+) и образования слабоуксусной кислоты. Таким образом, обменная кислотность – это часть гидролитической кислотности почв. Ее используют при определении дозы извести, необходимой для устранения избыточной кислотности почв, а также при вычислении показателя, получившего название «степень насыщенности  почвы основаниями». Между рН солевой вытяжки (потенциальная кислотность) и гидролитической кислотностью для почв одного типа и одинакового  механического состава существует корреляционная зависимость, что позволяет в ряде случаев определять дозу извести не по гидролитической кислотности, а по значению рН солевой вытяжки. Подвижным называется такой алюминий, который обнаруживается при обработке почвы раствором нейтральной соли (KCl), тесно связан с обменной кислотностью и обычно появляется при рН солевой вытяжки меньше 5,0-5,3, наряду с обменным водородом обусловливает обменную кислотность и позволяет установить природу почвенной кислотности. Подвижный алюминий оказывает вредное действие на растительность и полезную микрофлору почвы. Растения угнетаются при содержании подвижного алюминия более 3-4 мг и погибает при количестве его 7-8 мг на 100 г почвы.

Для устранения избыточной кислотности в агрономической практике широко применяется известкование. Во время осенней перекопки участка вносится известь, соответственно чем выше кислотность, тем больше потребуется извести. Вместо гашеной извести можно использовать дробленый известняк. Необходимая доза зависит также и от вида почв: для легких богатых перегноем супесчаных почв требуется значительно меньше извести, чем для тяжелых глинистых, даже при одинаковой кислотности. При внесении избыточного количества извести растение значительно хуже усваивает калий, что только ухудшает урожайность. Если дозы были рассчитаны правильно, повторное известкование почвы потребуется не раньше чем через 7–10 лет. Известь не любит таких соседей, как органические или минеральные удобрения, поэтому проводить известкование можно не позже чем за месяц до внесения удобрений и не ранее чем через месяц после этого.

Вопрос 68. Комплексные удобрения, их классификация и условия эффективного применения.

Комплексные удобрения содержат два и более основных питательных для растений элементов (азот, фосфор, калий). В их состав могут входить также магний, сера и микроэлементы. В зависимости от способа приготовления комплексные удобрения можно разделить на три основных вида.

1)Сложные удобрения производят в едином технологическом цикле в результате химического взаимодействия исходных компонентов. В каждой молекуле или грануле этого вида удобрения содержатся два и более питательных элементов.

2)Сложносмешанные удобрения получают «мокрым способом» - смешиванием порошкообразных односторонних удобрений с последующим или одновременным введением в смесь аммиакатов, различных кислот и других азот- и фосфорсодержащих продуктов, а также аммиака, пара и воды.

3)Смешанные удобрения производят путем механического смешивания двух или трех более простых удобрений в гранулированном или порошкообразном виде.

Сложные удобрения имеют следующие преимущества.

1. Высокая концентрация питательных элементов, отсутствие или небольшое содержание балластных компонентов (Na, Cl и др.).

2. Меньшие расходы на хранение, перевозку и внесение удобрений. Часто эти расходы превышают затраты на приготовление удобрений. По расчетам, затраты на доставку, хранение и внесение в почву сложных удобрений по сравнению с простыми примерно на 10% меньше.

3. Наличие в одной грануле твердых комплексных удобрений нескольких питательных элементов приводит к более равномерному их распределению по поверхности почвы.

4. Отсутствие добавочных компонентов (Cl, Na и др.) позволяет применять эти удобрения в тех условиях, в которых нежелательна повышенная концентрация солей в засушливых условиях или при удобрении культур, чувствительных к повышению осмотического давления почвенного раствора (лен, огурцы).

5. Высокая эффективность удобрений при наличии в общих очагах азотных удобрений, фосфатов и калия.

Производство сложных удобрений в нашей стране организовано в 60-х гг. Удельный вес их в общих поставках земледелию страны уже в 1980 г. составил 20,2%.

В ассортименте сложных удобрений нашей страны преобладает аммофос. Из трехкомпонентных удобрений с выровненным соотношением питательных веществ (1:1:1) преимущественно применяются нитрофоска и нитроаммофоска, а из двухкомпонентных - нитрофос и нитроаммофос. За последние годы в ассортименте появились азофоска, диаммоний фосфат, ЖКУ, диаммофоска, аммофосфат, кристалл ин и др. В различных зонах изучалась эффективность карбоаммо-фоски и карбоаммофоса.

В перспективе расширится ассортимент высококонцентрированных твердых и жидких комплексных удобрений на основе использования полифосфорных кислот. Наиболее распространены ЖКУ марки 10:34:0 и такие формы, как полифосфат кальция, полифосфат аммония и др. С расширением применения высококонцентрированных удобрений повысится роль сложных удобрений с добавлением микроэлементов, магния и др. Важнейший показатель качества сложных удобрений - растворимость питательных компонентов, входящих в их состав, в воде и других растворах. Технологические способы получения сложных удобрений условно можно разделить на две основные группы: 1) на основе азотно-кислотного разложения фосфатного сырья (нитрофосы, нитрофоски); 2) получение их с использованием фосфорных кислот (нитро-аммофосы, нитроаммофоски, диаммонитрофоски, диаммофосы, карбоаммофосы, карбоаммофоски, аммофосы).

Вопрос 69. Парниковый эффект. Его сущность и значение для биосферы.

Жизнедеятельность человечества, сжигание миллионов тонн топлива, усиленное потребление энергии, увеличение автопарка, значительный рост количества отходов, объемов производств и так далее, ведет к усилению концентрации парниковых газов в земной атмосфере. Статистика показывает, что за последние двести лет в воздухе углекислого газа стало на 25% больше, за всю геологическую историю такого еще не было. Таким образом, над Землей образуется своеобразный газовый колпак, который задерживает обратное тепловое излучение, возвращая его обратно и приводя к климатическому дисбалансу. С ростом средней температуры у поверхности Земли, возрастает и количество осадков. Вспомните, что на стекле в оранжерее или парнике всегда выступает конденсат, в естественной природе это происходит аналогично. Точно вычислить все губительные последствия этого невозможно, но ясно одно, человек затеял опасную игру с природой, нужно срочно одуматься, чтобы предотвратить экологическую катастрофу. К причинам, вызывающим обострение парникового эффекта в атмосфере, относят хозяйственную деятельность, которая меняет газовый состав и вызывает запыленность нижних воздушных слоев Земли; сжигание углеродосодержащих видов топлива, уголь, нефть и газ; выхлопные газы автомобильных двигателей; функционирование теплоэлектростанций; сельское хозяйство, связанное с излишним гниением и переизбытком удобрений, значительным приростом поголовья скота; добычу природных ископаемых; выброс отходов быта и промышленных производств;
- вырубку лесов. Удивительно, но факт, что воздух уже перестал быть возобновляемым природным ресурсом, каковым оставался до начала интенсивной человеческой деятельности.

Самым опасным последствием парникового эффекта считается глобальное потепление, которое ведет к нарушению теплового баланса на Планете в целом. Уже сегодня каждый из нас ощутил среднее увеличение температуры на себе, феноменальная жара в летние месяцы и внезапные оттепели в середине зимы, это пугающий феномен, как следствие глобального загрязнения атмосферы. А засухи, кислотные дожди, суховеи, смерчи, ураганы и другие стихийные катаклизмы, в наши дни стали страшной нормой жизни. Данные ученых свидетельствуют о далеко не утешающих прогнозах, каждый год температура возрастает почти на один градус, а то и больше. В связи с этим усиливаются тропические ливни, растут границы засушливых территорий и пустынь, начинается бурное таяние ледников, исчезают площади вечной мерзлоты и значительно сокращаются территории тайги. А это значит, что резко снизятся урожаи, обжитые площади затопятся водой, многие животные не смогут приспособиться к быстро меняющимся условиям, поднимется уровень Мирового океана и изменится общий водно-солевой баланс. Страшно, но нынешнее поколение может оказаться свидетелями самого быстрого потепления на Планете Земля. Но, как показывает мировая практика, для некоторых уголков глобальное потепление несет и положительный эффект, давая возможность развиваться сельскому хозяйству и скотоводству, эта ничтожная польза теряется на фоне массового отрицательного воздействия. Вокруг парникового эффекта бушуют дебаты, проводятся исследования и испытания, люди ищут пути снижения его губительного влияния.

Вопрос 70. Щелочность почв, ее формы. Природа щелочности. Мероприятия по устранению щелочности.

Щелочность почв – способность почвы подщелачивать почвенный раствор вследствие наличия в составе почвы гитролитически щелочных солей, а также обменного натрия. Различают актуальную и потенциальную щелочность. Актуальная щелочность определяется содержанием в почвенном растворе или водной вытяжке гидролитически щелочных солей, преимущественно карбонатов и гидрокарбонатов щелочных и щелочноземельных металлов (Na2CO3, NaHCO3, Ca(HCO3)2). Актуальная щелочность может определяться значением рН водной вытяжки, а также титрованием водной вытяжки кислотой и оцениваться в мг-экв/100 г почвы.

Потенциальная щелочность почв определяется содержанием обменного Na+, поскольку последний в определенных случаях может переходить в почвенный раствор, подщелачивая его.

Щелочность почв принято оценивать только по значению актуальной щелочности.

В то же время следует иметь в виду, что актуальная и потенциальная щелочность теснейшим образом связаны друг с другом через процессы ионного обмена. Не могут существовать почвы, обладающие высокой актуальной щелочностью, обусловленной наличием свободных солей щелочных металлов, и не содержащие соответствующие катионы в составе ППК. Средства химической мелиорации засоленных почв всегда одновременно действуют на щелочность почв и состав ППК.

Высокая щелочность резко ухудшает физические и водные свойства почвы, усиливает пептизацию коллоидов, угнетает развитие растений, нарушая ход физиологических процессов.

Для устранения щелочности проводят гипсование:

[почва] [jj + CaS04it [почва] Са + Na, S04.

Сернокислый натрий легко вымывается из почвы, так как хорошо растворим в воде.

Вопрос 71. Сущность компостирования. Компосты, их виды и эффективность применения.

Компосты – удобрения, получаемые в результате разложения смеси различных органических веществ. Основные компоненты: торф, навоз, навозная жижа, птичий помет, опавшие листья, сорная трава, растительные отходы при уборке урожая и т.д.

Подготовка торфонавозного компоста. Компостирование навоза с торфом сокращает потери содержащегося в навозе азота и переводит часть азотистых соединений в более доступную для растений форму. Температура в компосте поддерживается на уровне 60–65° С. На 1 весовую часть навоза в зимнее время берут столько же торфа, весной и летом – в 1, 5–2 раза больше. Для данной цели можно использовать любой вид торфа с влажностью 60–65%. Торф и навоз укладывают послойно или вперемешку. В основание штабеля укладывают слой торфа толщиной 25–30 см. Чередование слоев навоза и торфа продолжают до тех пор, пока штабель не достигнет высоты 1, 3–1, 5 м. Сверху компост укрывают слоем торфа в 25–30 см. Закладку штабеля следует завершать в течение 1 дня. Ширина штабеля должна быть больше его высоты в 2 раза. При укладке навоза и торфа вперемешку основание штабеля также делают на торфяной подушке толщиной 20–25 см. Далее укладывают перемешанный навоз с торфом высотой 1, 3–1, 5 м и сверху укрывают слоем торфа в 25 см. Хорошо приготовленный торфонавозный компост по действию на урожай плодово-ягодных и овощных культур не уступает обычному навозу. В торфонавозный компост полезно добавлять фосфоритную муку из расчета 20–30 кг на 1 т компостируемой массы, а в случае использования кислого торфа – различные известковые удобрения.

Приготовление торфожижевого компоста. Укладывают торф в 2 смежных вала так, чтобы между ними образовалось углубление при толщине слоя в месте соприкосновения валов 35–40 см. В углубление сливают из цистерны или бочки навозную жижу из расчета 0, 5–1 т на 1 т торфа. После того как жижа поглотится торфом, смесь укладывают в штабеля без уплотнения. Для закладки такого компоста используют любой вид торфа. В торфожижевые компосты можно добавлять фосфоритную муку из расчета 15–20 кг на 1 т компоста. Температура компоста в штабеле благодаря рыхлой укладке поднимается до 55–60°С. Торф энергично поглощает аммиак и уменьшает потери азота из торфожижевого компоста во время хранения. Жижа, обладая щелочной реакцией, способствует растворению гуматов торфа и повышению усвояемости растениями его азотистых соединений. При весенне-летнем приготовлении торфожижевые компосты созревают в течение 1–1, 5 мес. Их можно вносить под любую культуру.

Приготовление торфофекального компоста. Торфофекальные компосты готовятся так же, как и торфожижевые, однако их лучше готовить на осушенных торфяниках, которые сначала рыхлят, разравнивают, а затем сгребают в валки высотой 0,4–0,5 м, вносят фекалии и закрывают их торфом. Через 2–3 месяца компосты созревают. Важно, чтобы процесс компостирования фекалий с торфом протекал при температуре 55–60°С, благоприятствующей обезвреживанию компоста от гельминтов и патогенной микрофлоры. Торфофекальные компосты под овощные культуры можно использовать только на 2 год. Компосты из торфа, жижи и фекалий оказывают более высокое действие на урожай, чем обычный навоз.

Компостирование навоза с землей. Навозно-земляной компост готовят путем добавления к навозу при его укладке в штабеля до 30% земли. Благодаря поглощению землей выделяющегося из навоза аммиака в компосте уменьшаются потери азота и органического вещества. Примешивание к навозу земли способствует сохранению в компосте азота даже в том случае, если компост длительное время остается на поверхности почвы.

Вопрос 72. Лимитирующие факторы, закон минимума Либиха.

Не все экологические факторы: свет, температура, влажность, наличие солей, обеспеченность биогенными элементами одинаково важны для успешного выживания организма. Взаимоотношения организма со средой представляют собой сложный процесс, в котором можно выделить наиболее слабые, "уязвимые" звенья. Те факторы, которые являются критическими или лимитирующими для жизнедеятельности организма, вызывают наибольший интерес прежде всего с практической точки зрения. Идея о том, что выносливость организма определяется самым слабым звеном среди всех его потребностей, впервые была высказана К. Либихом в 1840 г. Он сформулировал принцип, который известен как закон минимума Либиха: "Веществом, находящимся в минимуме, управляется урожай и определяется величина и устойчивость последнего во времени". Выводы К. Либиха касались роли питания в жизни растений и сводились к тому, что рост растений и их урожайность лимитируется не теми элементами питания, которые необходимы и потребляются в больших количествах, а теми, которые используются в микроколичествах, но которых в почве очень мало. Оказалось, что закон Либиха строго применим только в условиях стационарного состояния экосистем, т. е. такого состояния, когда приток и отток энергии и вещества сбалансированы. При стационарном состоянии лимитирующим будет то вещество, количества которого наиболее близки к необходимому минимуму. К переходным состояниям, когда количества вещества быстро меняются, закон применим в меньшей степени. Современная формулировка закона Ю.Либиха: Жизненные возможности экосистемы лимитируются теми из экологическимх факторов среды, количество и качество которых близки к необходимому экосистеме минимуму, снижение их ведет к гибели организма или разрушению экосистемы. Ю. Одум приводит следующий пример, иллюстрирующий это положение. Представим себе озеро, главным лимитирующим фактором в котором является диоксид углерода; продуктивность озера находится в равновесии с количеством двуокиси углерода, поступающим от разложения органического вещества. Другие факторы: свет, а также азот, фосфор и другие биогенные элементы - при этом содержатся в избытке и не являются лимитирующими факторами. Если во время бури в воде растворится дополнительное количество диоксида углерода, то продуктивность изменится, будет зависеть и от других факторов. Пока скорость поступления диоксида углерода меняется, стационарного состояния нет и эффект минимума не наблюдается. Результат в этом случае будет зависеть от всех факторов среды. По мере расходования разных компонентов, от которых зависит продуктивность, последняя будет быстро изменяться до тех пор, пока количество одного из них не станет недостаточным. Тогда он станет лимитирующим и скорость функционирования озерной экосистемы будет подчиняться закону минимума. Анализируя этот пример, задаешься вопросом о взаимодействии различных факторов в их влиянии на функцию экосистемы. Высокая концентрация одного элемента может изменить скорость потребления другого, содержащегося в минимальном количестве. Другой пример взаимодействия факторов: при низком содержании азота засухоустойчивость злаков снижается. Примером может быть также усвоение витаминов живыми существами, в частности, человеком, многие витамины, которые, как известно, должны поступать в организм с пищей и необходимы человеку в микроколичествах, не усваиваются, если в пище не хватает железа. Таким образом, принцип, первоначально сформулированный К. Либихом, в настоящее время распространен на любые экологические факторы, но он дополнен двумя ограничениями: относится только к системам, находящимся в стационарном состоянии; относится не только к одному фактору, но и к комплексу факторов, различных по своей природе и взаимодействующих в своем влиянии на организмы и популяции.

Вопрос 73. Минералогический состав почв. Первичные и вторичные минералы, формирующие твёрдую фазу почвы.

Минералами называются однородные природные химические соединения элементов или самородные элементы, образующиеся в глубоких слоях литосферы и на ее поверхности. Свойства, состав и процессы их образования изучает наука — минералогия.

Большинство минералов имеют кристаллическое строение. Кристаллы и кристаллические вещества изучает раздел минералогии — кристаллография. Кристаллы часто имеют форму различных многогранников — кубов, призм, пирамид, октаэдров и др. Некоторые минералы имеют не кристаллическое, а аморфное строение (например, опал), но со временем могут кристаллизоваться (опал переходит в кварц). Дисперсные системы, состоящие из мельчайших частиц диаметром от 10-4 до 10-6 мм, получили название коллоидов. К ним относятся некоторые природные гели, в которых дисперсная среда (вода) занимает пространство между коллоидными частицами (например, опал).

Всего известно около 2 тыс. минералов, а число разновидностей достигает 4 тыс. Широкое распространение в почвах и почвообразующих породах имеют около 50 минералов. Они подразделяются на первичные и вторичные.

Первичные минералы (кварц, полевые шпаты и др.) образовались в глубоких слоях земной коры при высоких температурах и давлении. Только из них состоят магматические породы. Первичные минералы неустойчивы в условиях земной поверхности и подвергаются процессам выветривания. Они содержатся, в основном, в частицах почвы диаметром более 0,001 мм.

Вторичные минералы образовались в результате экзогенных процессов выветривания из первичных минералов. Они более устойчивы к процессам выветривания, по сравнению с первичными, так как образовались в термодинамических условиях земной поверхности. Вторичные минералы являются тонкодисперсионными и содержатся, в основном, во фракции почв диаметром менее 0,001 мм.

Из группы вторичных минералов в почвах преобладают слоистые алюмосиликаты (каолинит, монтмориллонит и др.), окиси и гидроксиды железа и алюминия, а также кальцит, гипс и другие простые соли.

В большинстве типов почв первичных минералов содержится больше, чем вторичных, за исключением некоторых тропических почв, которые характеризуются сильной степенью выветрелости.

По химическому составу выделяются следующие девять классов минералов: силикаты, карбонаты, нитраты, сульфаты, фосфаты, оксиды и гидроксиды, галоиды, сульфиды, самородные элементы. Большинство из перечисленных классов включают как первичные, так и вторичные минералы. Преобладают в породах и почвах силикаты и карбонаты. Наибольшее распространение в почвах и породах имеют силикаты: кварц, полевые шпаты, амфиболы (роговые обманки и пироксены), слюды. В составе магматических пород преобладают полевые шпаты (около 60%), амфиболы и пироксены (около 17%), кварц (12%), слюды (около 4%), прочие (около 7%). В осадочных породах и почвах (рис. 12.1) преобладает кварц (40–60% и более), как наиболее устойчивый к выветриванию, затем идут полевые шпаты (до 20%), слюды (3–7%).

Свойства силикатов, в том числе устойчивость к выветриванию, определяются строением кристаллической решетки, состоящей из кремнекислородных тетраэдров (SiO4)4-. Во всех силикатах каждый атом кремния соединен с четырьмя атомами кислорода, расположенными в вершинах тетраэдра, в центре которого находится атом кремния. Кремнекислородный тетраэдр обладает четырьмя свободными валентными связями, которые могут быть компенсированы присоединением катионов или соединением с другими кремнекислородными тетраэдрами.

Вопрос 74. Способы хранения навоза. Действие и последствие навоза.

Навоз – органическое удобрение, состоящее из экскрементов сельскохозяйственных животных.

Плотное хранение. Навоз укладывают в навозохранилище или в полевые штабеля послойно и каждый слой немедленно уплотняют. Первый слой делают шириной 3-4 м и толщиной 1 м. Длина произвольная, зависит от количества навоза. После укладки его утрамбовывают. Таким же образом "на него настилают все новые и новые слои до тех пор, пока высота уплотненного штабеля не достигнет 1,5-5 м. Сверху штабель накрывают резаной соломой.

Навоз при плотном способе хранения разлагается в анаэробных условиях (за исключением поверхности штабеля), и в нем сохраняется более или менее постоянное увлажнение. Во время зимнего хранения температура в штабеле поднимается не выше 20—25°, а летом 30—35°. Поэтому такой способ хранения навоза называют иногда «холодным способом». Все поры навоза при плотном хранении максимально насыщаются углекислым газом и парами воды, что препятствует распаду углекислого аммония на свободный аммиак, углекислый газ и воду. Аммиак может быть связан также другими продуктами разложения навоза. Потери органических веществ и азота при плотном способе хранения навоза гораздо меньше, чем при других способах хранения его в штабелях.

Плотный способ хранения рассчитан на получение полуперепревшего навоза, который может образоваться через 3-4 месяца после закладки штабеля. Перепревший навоз при таком хранении образуется в течение 7-8 месяцев.

Рыхло-плотное хранение. Свежий навоз укладывают метровыми слоями сначала рыхло, без уплотнения, а затем, когда температура в слое достигнет 60-70° (на 3-5-й день), сильно уплотняют. Так укладывают слой за слоем до полной высоты штабеля, уплотняя каждый слой лишь после сильного разогревания.

В первой стадии хранения навоза (до уплотнения) в штабеле идет интенсивный аэробный процесс разложения, с участием термофильных бактерий, теряется значительная часть азота и органического вещества. Чтобы уменьшить потери азота, применяют повышенные дозы подстилки. Высокая температура при рыхлом хранении навоза может быть использована для обезвреживания его от возбудителей желудочно-кишечных заболеваний (глистов).

Во второй стадии хранения (после уплотнения) температура в навозе снижается до 30-35°, и он разлагается в дальнейшем в анаэробных условиях.

Навоз при рыхло-плотном хранении разлагается значительно быстрее, чем при плотном. Полуперепревший навоз образуется через 1,5-2 месяца, а перепревший навоз — спустя 4-5 месяцев после закладки штабеля.

Рыхло-плотное хранение навоза применяют, когда за сравнительно короткий срок необходимо получить более разложившийся навоз или когда ветеринарный врач находит в нем возбудителей желудочно-кишечных заболеваний.

Этот способ используют также в тех случаях, когда необходимо ускорить разложение навоза, содержащего большое количество соломенной подстилки.

Рыхлое хранение. При таком хранении навоза штабеля закладывают и оставляют без уплотнения. Поэтому в них идет аэробный процесс, который сопровождается большими потерями азота и органического вещества, повышенным выделением навозной жижи. Такое положение наблюдается при неупорядоченном хранении навоза.

Вопрос 75. Экологические проблемы современности.

Важнейшие экологические проблемы: загрязнение окружающей среды, парниковый эффект, истощение озонового слоя, фотохимический смог, кислотные дожди, деградация почв, обезлесевание, опустынивание, сокращение генофонда биосферы.

Парниковый эффект – нагрев внутренних слоев атмосферы Земли, обусловленный прозрачностью атмосферы для основной части излучения Солнца (в оптическом диапазоне) и поглощением атмосферой основной (инфракрасной) части теплового излучения поверхности планеты, нагретой Солнцем. В результате антропогенных воздействий (сжигание топлива и промышленные выбросы) содержание углекислого газа, метана, пыли, фторхлоруглеродных соединений в атмосфере Земли постепенно возрастает. Смесь пыли и газов действует как полиэтиленовая пленка над парником: хорошо пропускает солнечный свет, идущий к поверхности почвы, но задерживает рассеиваемое над почвой тепло – в результате под пленкой  создается теплый микроклимат. Усиление парникового эффекта может привести к глобальным изменениям климата, таянию ледников и повышению уровня Мирового океана.

Кислотные дожди – атмосферные осадки, подкисленные (pH ниже 5,6) из-за повышенного содержания в воздухе промышленных выбросов, главным образом SO2, NO2, HCl и др. В результате попадания кислотных дождей в поверхностный слой почвы и водоемы развивается подкисление, что приводит к деградации экосистем, гибели отдельных видов рыб и др. водных организмов, сказывается на плодородии почв, снижении прироста лесов и их усыхании. Кислотные дожди характерны для стран Западной и Северной Европы, США, Канады, промышленных районов РФ, Украины и др.

Важнейшим фактором, ограничивающим развитие промышленной деятельности человека, является энергетический лимит. Современное мировое энергопотребление человечества составляет около 10 ТВт  Основой энергетики сегодня является ископаемое топливо: уголь, нефть, газ и уран-235. Необходимо наладить разработку неисчерпаемых и экологически чистых источников энергии, потенциал которых весьма значителен.

Биосфера загрязняется различными химически инертными органическими веществами, пестицидами, гербицидами, тяжелыми металлами (ртутью, свинцом и др.), радиоактивными веществами и т.д. Загрязняется нефтью и нефтепродуктами Мировой океан, планктон которого обеспечивает 70% поступающего в атмосферу кислорода. Масштабы загрязнения столь велики, что естественная способность биосферы к нейтрализации вредных веществ и самоочищению близка к пределу.

Экологический кризис — экологическое неблагополучие, характеризующееся устойчивыми отрицательными изменениями окружающей среды и представляющее угрозу для здоровья людей. Это напряженное состояние взаимоотношений между человечеством и природой, обусловленное несоответствием размеров производственно-хозяйственной деятельности человека ресурсно-экологическим возможностям биосферы. Экологический кризис характеризуется не столько усилением воздействия человека на природу, сколько резким увеличением влияния измененной людьми природы на общественное развитие. Экологическая катастрофа — экологическое неблагополучие, характеризующееся глубокими необратимыми изменениями окружающей среды и существенным ухудшением здоровья населения. Это природная аномалия, нередко возникающая на основе прямого или косвенного воздействия человеческой деятельности на природные процессы и ведущая к остронеблагоприятным экономическим последствиям или массовой гибели населения определенного региона.

Почвоведение, шпаргалка