Методика проведения агроэкологического мониторинга

В систему мониторинга должны входить следующие основные процедуры:

1) выделение (определение) объекта наблюдения;

2) обследование выделенного объекта наблюдения;

3) составление информационной модели для объекта наблюдения;

4) планирование наблюдений;

5) оценка состояния объекта наблюдения;

6) прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения.

При проведении агроэкологического мониторинга используются следующие методы:

1) наблюдение за источником антропогенного воздействия;

2) наблюдение за фактором антропогенного воздействия;

3) наблюдение за состоянием природной среды под влиянием антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды.

При разработке агроэкологического мониторинга необходима следующая информация:

1) источник поступления загрязняющих веществ в среду – биосфера, почва, растительность;

2) объемы и характеристика загрязняющих веществ;

3) объемы сбросов сточных вод в водные объекты и их химический состав;

4) инфильтрация в почвенный слой загрязняющих и биогенных веществ вместе с удобрениями и ядохимикатами при сельскохозяйственной деятельности;

5) процессы ландшафтно-геохимического перераспределения загрязняющих веществ (миграция загрязняющих веществ по почвенному профилю, миграция загрязняющих веществ по ландшафтно-геохимическому сопряжению с учетом геохимических барьеров и биохимических круговоротов).

Согласно методике отбора проб обследуемая территория делится на элементарные участки правильной формы размером 1-2 га. Каждый элементарный участок характеризуется одним смешанным образцом, составленным из 15-20 индивидуальных образцов, отобранных по методу конверта. Чтобы дополнить результаты изучения почвенного покрова данными по профильному распределению анализируемых элементов, закладывается почвенный разрез и производится отбор образцов послойно (из слоев 0-20, 20-40, 40-60, 60-80,80-100 см. Затем образцы почвы для анализа просушивают до воздушно-сухого состояния, растирают и просевают через сито. Потом образцы анализируют на содержание гумуса, подвижного фосфора и обменного калия, минерального азота и микроэлементов. Проводят оценку физико-химических показателей: обменная и гидролитическая кислотность, сумма поглощенных оснований, степень насыщенности почв основаниями. Кроме того, определяют основные элементы – загрязнители: тяжелые металлы в валовых и подвижных формах.

Одним из основных блоков – компонентов агроэкосистем являются растения. В процессе мониторинга фиксируют как количество, так и качество урожая. Растительные образцы отбираются в местах закладки полуям, после чего проводится анализ на содержание нитратов и тяжелых металлов в продукции растениеводства.

Наряду с изучением химического состава почв и растений в процессе агроэкологического мониторинга проводят анализ грунтовых, снеговых и дождевых вод.

Грунтовые воды отбираются в ближайших к реперным участкам колодцах или родниках. Дождевые воды собираются в емкости на реперном участке в июле, а пробы снега отбирают в начале снеготаяния. Воду анализируют на кислотность, содержание сульфат - и нитрат-ионов, тяжелые металлы.

По данным обследования составляют почвенные и агрохимические очерки, в которых дают всестороннюю характеристику реперного участка и рекомендации по его улучшению.

Для реализации агроэкологического мониторинга определены следующие задачи:

1) исследовать образцы почв, воды, произрастающей растительности на основные характеристики

2) провести анализ полученных данных в сравнении с санитарными нормативами.

Для осуществления поставленных задач использовались методики определения необходимых характеристик почвы, воды, собранного урожая.

Исследования осуществлялись на реперном участке с. Новоликеева.

Реперный участок – это поле или его часть площадью не более 40 и не менее 2га, типичный для данного региона, с точными географическими координатами и привязкой к постоянным ориентирам на местности), расположенных в различных почвенно-климатических и агрохимических зонах, а также вблизи крупных промышленных предприятий, транспортных магистралей, аэродрома.

При размещении и исследовании реперных участков учитывается целый комплекс определяющих факторов, в т.ч. влияние техногенных процессов на экосистемы, природно-экономическая зональность, тип и подтип почв, гранулометрический состав их и подстилающие породы, мощность и лабильность гумусового горизонта и др. Учитываются также районирование территории области и степень насыщенности почв валовыми формами тяжелых (токсичных) металлов [4].

Характеристика объекта исследования

Климатические условия

Исследования проводились на реперном участке села Новоликеево Кстовского района Нижегородской области,  ОАО "Новоликеевское". Реперный участок разделен на 28 элементарных участков, на которых проводился отбор образцов и дальнейший анализ почвы, снега, воды и урожая. Номер реперного участка - 4, площадь участка -  55га.

По климатическим условиям Кстовский район относится к четвертому агроклиматическому району, - умеренно теплому, который занимает большую часть Правобережья. В этом районе сумма среднесуточных температур воздуха за период с температурой выше 10°С составляет 2100-2200°С, выше 15°С - 1500-1600°С. Продолжительность периода с температурой выше 10^оС равна 130-135 дням, выше 15^оС - 80-90 дням. Заморозки весной прекращаются несколько раньше, чем в заволжских районах, к 10 мая. Первые заморозки осенью начинаются позднее, чем в Заволжье, 25-30 сентября. Продолжительность безморозного периода составляет 135-140 дней.

Устойчивый снежный покров образуется в третьей декаде ноября, продолжительность его залегания равна 140-145 дням. Годовая сумма осадков составляет 450-500мм, за период вегетации 250-300мм.

Таблица 1

Агроклиматические условия территории реперного участка

Согласно таблице 1, можно сделать следующие выводы для выращивания сельскохозяйственных культур (яровая пшеница, кукуруза) на данной территории:

- величина теплообеспеченности Кстовского района мала для выращивания кукурузы, так как для нее необходимо 2400-2500^о С. Возможно производство данной культуры только на зеленый корм, потому что сформировать початок растение не успевает. Для выращивания яровой пшеницы данная величина оптимальна (700-750^о С);

- дата последнего весеннего заморозка не влияет на посев яровой пшеницы, потому что она способна выдерживать короткие отрицательные температуры. А вот кукурузу необходимо сеять позднее, так как ее всходы не обладают устойчивостью к заморозкам. Это вторая причина, по которой выращивание культуры возможно только на зеленую массу;

- величина влагообеспеченности территории хорошо подходит для выращивания яровой пшеницы (200-220 мм), а для кукурузы недостаточна (350-400 мм), поэтому она очень сильно иссушает ниже лежащие горизонты, за счет развития мощной корневой системы.

Таким образом, климатические условия для выращивания яровой пшеницы оптимальны, а вот для кукурузы соответствуют мало, так как культура не может полностью раскрыть свой потенциал на данной территории.