Курсовая работа: Исследование почв Никольского государственного лесничества

Описание почвенного разреза

Разрезы №1 Данный разрез сделан в июне 2008 года на правом берегу реки Унжа в 15 км. от с. Никольское на холмистой равнине, на лугу в шестистах метрах от воды. Описывая почвенный профиль выявлено, что почвообразующей породой является суглинок. Почва дерново-слабоподзолистая. Разрез почвы сделан на глубину 140 см. Выявлено, что почвы на моренных бескарбонатных отложениях, легкосуглинистые. В связи с тем, что эти почвы содержат значительное количество песчаных частиц, они по сравнению с пылеватыми почвами характеризуются меньшей влагоемкостью и уступают им по запасам продуктивной влаги.

Дерново-слабоподзолистая почва:

По данным агрохимических анализов, пахотный слой средних и легких песчано-суглинистых почв в большинстве случаев содержит 1,5-3% гумуса, их кислотность равна 4,0-6,0, сумма поглощенных оснований 2,5-8,0 м. на 100 г почвы, содержание подвижных форм фосфора и калия колеблется в широких пределах в зависимости от уровня окультуренности. Эти почвы нуждаются в органических и минеральных удобрениях, а также в известковании. Удобрения, особенно калийные, дают высокий экономический эффект.

Разрез №2, июнь 2008 год

Место: долина реки Юг, Никольский район, в 9 км. от Завражье

Рельеф: 800 м от реки Юг, пологая равнина

Растительность: смешанный лес: с преобладанием осины, ольхи, березы, ели

Глубина и характер вскипания: от 0 до 120 см., не вскипает

Почвообразующая порода: морена. Название почвы: дерново-среднеподзолистая суглинистая на моренных отложениях

Таблица 3.2 Почвенный разрез

Разрез №3, июнь 2008 год

Место: Вахнево, Никольский район, в 73 км. от Никольска

Рельеф: плосковершинный, слабонаклонный участок с пологим склоном

Растительность: разнотравно - злаково луговая формация

Глубина и характер вскипания: от 0 до 120 см., не вскипает

Почвообразующая порода: легкий суглинок

Название почвы: дерновая легкосуглинистая почва на перигляциальных отложениях.

Таблица 3.2 Почвенный разрез

5.3 Агрохимическая характеристика почв

По данным агрохимического обследования территории лесхоза выявлено, запасы питательных веществ в почвах во много раз превышают потребность в них растений. Однако большая часть представлена недоступными для растений соединениями. Валовое содержание питательных веществ в пахотном слое различных почв неодинаково.

Минеральная часть почвы состоит из раздробленных элементов гючвообразующей породы различных размеров - от крупных обломков до мельчайших частичек. Механические элементы почвы в результате развития почвообразовательного процесса под влиянием органических веществ, обладающих склеивающим действием, образовывают крупные структуры - агрегаты. Комочки почвы диаметром от 0,25 до 10 мм микроагрегаты.

Способность почвы образовывать агрегаты является одной из важнейших ее особенностей, так как агрегаты противостоят размывающему действию воды, в них надолго сохраняются элементы питания растений, а почва, состоящая из агрегатов, хорошо пропускает влагу и воздух. Наиболее ценна в агрономическом отношении почва, состоящая из агрегатов размером от 1 до 10 мм. Такую почву называют структурной, и одной из задач мелиоративного воздействия на почву является создание такой структуры.

Механический и агрегатный составы представляют собой важнейшую характеристику почвы. От механического состава зависят физические, водно-физические и технологические свойства почв.

Разделение почв на песчаные, супесчаные и глинистые зависит от преобладания в них частиц определенного диаметра. В песчаных и полупесчаных почвах основу составляют крупные частицы - песок; в глинистых почвах преобладают частицы глины, ила, коллоидов.

Лучшими в агрономическом отношении почвами по механическому составу являются почвы супесчаные и легкосуглинистые. Они характеризуются таким сочетанием глинистых и песчаных фракций, при котором создаются благоприятные водный и воздушный режимы. Эти почвы легко поддаются обработке и освоению при проведении различных мелиоративных мероприятий.

Почвы тяжелого механического состава - тяжелосуглинистые и глинистые, слабоводонепроницаемые - имеют неблагоприятные водный и воздушный режимы, трудно поддаются обработке. С механическим составом почв тесно связаны их физические свойства - пластичность, твердость, липкость, пористость. Под пластичностью понимают способность почвы при определенной влажности под воздействием внешней силы изменять свою форму и сохранять ее после устранения силы. Чем тяжелее механический состав, тем пластичнее почва.

Под термином «липкость» (вязкость) понимают способность почвы во влажном состоянии прилипать к различным телам (колесам, частям сельскохозяйственных орудий и техники). Липкость зависит от содержания в почве иловатой фракции в гумусовом или нижележащих горизонтах. По липкости различают вязкие, слабовязкие и невязкие почвы.

Под твердостью почвы понимают ее способность оказывать сопротивление проникновению под давлением какого-либо твердого тела. Твердость почвы зависит от ее влажности. Увлажненные горизонты обладают меньшей твердостью /6/.

С твердостью связана важная технологическая характеристика почвы, - сопротивление ее обрабатывающим орудиям и машинам. Оптимальные сроки обработки почвы определяются ее физической спелостью, т.е. состоянием, при котором она оказывает наименьшее сопротивление при обработке и распадается на отдельные комки, образуя прочную структуру.

С механическим составом почв связаны основные физические характеристики - плотность (масса единицы объема твердой фазы почвы), общая плотность и порозность. Эти три связанные между собой величины определяют все основные физические свойства почвы.

Плотность твердой фазы - отношение массы твердой фазы почвы к объему этой фазы - зависит от минералогического состава и количества находящихся в почве органических веществ. Чем больше гумуса в почве, тем меньше ее плотность. Общая плотность - масса единицы объема почвы. Порозность почвы (скважность) - суммарный объем пустот, заключенных в единице объема почвы/6/.

От механического состава и порозности почвы зависят ее тепловые и воздушные свойства, являющиеся важными факторами жизни растений.

Почвенный воздух по своему составу близок к атмосферному, но в нем содержится больше углекислоты и влажность его выше. Почвенный воздух находится в порах, замещая в них воду, поэтому задачей мелиоративного освоения почв является создание оптимальных условий для насыщения растений водой и воздухом./2/

Тепловые свойства почв зависят от количества поступающего в них тепла, теплоемкости и теплопроводности минеральной и органической части почвы. Температура почвы зависит от поступления солнечного тепла. Днем температура почвы повышается, ночью - снижается. Избыточно увлажненная почва в северных районах холоднее почвы нормального увлажнения.

Для улучшения теплового режима почвы и снижения глубины промерзания проводят также снегозадержание на полях, глубокую вспашку или глубокое рыхление почвы осенью. Внесение органических удобрений и извести также способствует улучшению теплового режима почвы. /14/

5.4 Расчет влагообеспеченности почв

Главный источник воды в почве – осадки, в жидком или в твердом виде поступающие на поверхность почвы. Количество воды, просачивающейся в почву, а также задерживающейся в ней, зависит от гранулометрического состава почвы, ее оструктуренности и гумусированности. Чем легче почва, тем больше просачивается в ней воды, чем тяжелее, тем больше воды удерживается ею.

Источниками воды в почве являются парообразная влага и грунтовые воды. Важнейшими водными свойствами почв являются водоудерживающая способность, водоподъемная способность, влагоемкость, водопроницаемость.

Влажность почвы (выражают в процентах к массе абсолютно сухой почвы) показывает содержание в ней воды. Не вся влага, содержащаяся в почве, одинаково доступна корням растений. При проведении опытов учитывают две основные формы почвенной влаги: сорбированную, или связанную,— недоступную растениям, и свободную, доступную им (за вычетом влажности устойчивого завядания, или «мертвого запаса»,— недоступной растениям), которую принято называть продуктивной влагой.

Задание 8.

1.  Определить общий запас влаги (ОЗВ) в слое почвы 0-50 см.

2.  Определить запас труднодоступной влаги (ЗТВ).

3.  Определить полезный запас влаги (ПЗВ).

4.  Определить запас среднедоступной влаги.

5.  Определить запас легкодоступной влаги.

Для пересчета запасов воды в мм. водного слоя необходимо ввести коэффициент 0,1. Для определения запасов воды (мм водного слоя) содержащееся количество воды (т) делят на 10, так как слой воды высотой в 1 мм на площади 1 га соответствует 10 м3, или 10 т

1. 14,5 * 1,28 * 10 = 185,6 : 10 = 18,56 м3 на га. для глубины 0-10 см.

2. 14,7 * 1,29 * 10 = 189,63 : 10 = 18,96 м3 на га для глубины 10-20 см.

3. 15 * 1,32 * 10 = 198 : 10 = 19,8 м3 на га для глубины 20-30 см.

4. 15,4 * 1,33 * 10 = 204,82 : 10 = 20,48 м3 на га для глубины 30-40 см.

5. 15,6 * 1,35 * 10 = 210,6 : 10 = 21,06 м3 на га для глубины 40-50 см.

Расчетный способ определения послойного содержания влаги позволяет проводить операции по суммированию запасов влаги в слоях 0 —10 см, 10 — 20 см и т. д.

ОЗВ = 18,56 + 18,96 + 19,8 + 20,48 + 21,06

ОЗВ = 98,86 м3/га. для слоя почвы 0-50 см.

Полезный запас воды в почве ПЗВ – суммарное количество продуктивной или доступной растениями влаги в почве. Запасы продуктивной, доступной растениям влаги вычисляют по формуле:

ПЗВ = 0,75 НВ – ВЗ

1. 0,75 * 25,1 – 7,2 = 11,625 мм влаги для глубины 0-10 см.

2. 0,75 * 25,8 – 7,4 = 11,95 мм для глубины 10-20 см.

3. 0,75 * 26,3 – 7,7 = 12,02 мм для глубины 20-30 см.

4. 0,75 * 26,6 – 7,9 = 12,05 мм для глубины 30-40 см.

5. 0,75 * 26,8 – 8,1 = 12 мм для глубины 40-50 см.

ПЗВ = 11,62 + 11,95 + 12,02 + 12,05 + 12 = 59,64 мм

Оценку запасов продуктивной влаги на тяжелых глинистых почвах проводят по шкале: хорошие запасы в слое 0 — 20 см содержится ее 40 мм, удовлетворительные 20 — 40 мм, неудовлетворительные — 20 мм; очень хорошие — в слое 100 см содержится 160 мм продуктивной влаги, хорошие 160 — 130 мм, удовлетворительные 130 — 90 мм, плохие 90 — 60 мм, очень плохие — 60 мм.

Весьма труднодоступная для растений влага. Это часть рыхлосвязанной воды от максимальной гигроскопичности до влажности завядания, слабоподвижная, передвигается только в виде пара, частично поглощается корнями с большой сосущей силой. Легкодоступная влага. Находится в пределах от наименьшей влагоемкости до полной влагоемкости, представляет собой наибольшее количество влаги, которое может содержаться в почве при заполнении всех пор. Эта категория влаги обладает наибольшей подвижностью, но наличие ее может быть причиной ухудшения воздушного режима почвы. Названные категории влаги объединяются в две группы: непродуктивную влагу (1-я и 2-я категории) и продуктивную (3 — 5-я категории), нижним пределом которой служит влажность завядания. Оптимум влаги для растений лежит выше влажности разрыва капилляров до наименьшей влагоемкости (3-я и 4-я категории влаги). Точнее, верхний предел влажности, при котором возникает переувлажнение, находится в интервале между полной и предельной полевой влагоемкостью и зависит от условий аэрации. В песчаных и супесчаных почвах пористость аэрации при НВ чрезмерно высока, в легкосуглинистых оптимальна, в средне- и тяжело суглинистых — предельна (6 — 8 %). В глинистых д.п.п. при НВ пористость аэрации сильно снижается, соответственно критическая влажность, отвечающая избыточному увлажнению, находится ниже уровня НВ.

Запас труднодоступной влаги ЗТВ = ВЗ * dv * h, Находится в пределах между влажностью завядания и влажностью разрыва капилляров (ВРК). Это категория влажности, при которой подвешенная влага в процессе своего испарения теряет способность передвигаться к испаряющей поверхности. Поступает к корням в форме пара.

1. ЗТВ = 7,2 * 1,28 * 10 : 10 =9,21 для глубины 0-10 см.

2. 7,4 * 1,29 * 10 : 10 = 9,54 м3 на га для глубины 10-20 см.

3. 7,7 * 1,32 * 10 : 10 = 10,16 м3 на га для глубины 20-30 см.

4. 7,9 * 1,33 * 10 :10 = 10,5 м3 на га для глубины 30-40 см.

5. 8,1 * 1,35 * 10 : 10 = 10,93 м3 на га для глубины 40-50 см.

ЗТВ = 9,21 + 9,54 +10,16 + 10,5 + 10,93 = 50,34 м3 на га

Запас среднедоступной влаги Отвечает пределам от влажности разрыва капилляров до наименьшей (полевой) влагоемкости (НВ), которая представляет собой наибольшее количество влаги, удерживаемой почвой против сил тяжести. Последняя изменяется от 10 % у легких почв до 50 % у тяжелых. Среднедоступная влага обладает подвижностью и поступает к корням растений по капиллярам и пленкам. ЗсрВ = ВРК * dv * h,

1.14,4 * 1,28 * 10 : 10 = 18,43 для глубины 0-10 см.

2. 14,5 * 1,29 * 10 : 10 = 18,7 м3 на га для глубины 10-20 см.

3. 14,8 * 1,32 * 10 : 10 = 19,53 м3 на га для глубины 20-30 см.

4. 15,1 * 1,33 * 10 :10 = 20,08 м3 на га для глубины 30-40 см.

5. 15,3 * 1,35 * 10 : 10 = 20,65 м3 на га для глубины 40-50 см.

ЗсрВ = 18,43 + 18,7 +19,53 + 20,08 + 20,65 = 97,39 м3 на га

Для данной территории запасы полезной влаги удовлетворительные, т.к. в слое 0-20 см. содержится 23,57 мм влаги. Оптимальный запас продуктивной влаги в метровом слое почвы в период вегетации должен быть в пределах от 100 до 200 мм, а в пахотном — от 20 до 50мм.

5.5 Мероприятия по наиболее рациональному использованию и повышению плодородия почв лесных почв

Из приведённого краткого описания почвенного покрова района следует, что часть территории занята почвами подзолистого типа, у которых наиболее ценный с точки зрения плодородия перегнойный горизонт недостаточно мощен и беден гумусом. Постоянное промывание почв обусловливает малое содержание в почве питательных элементов — калия, фосфора и солей азотной кислоты. Понятно, что для полевых культур наших севооборотов эти почвы не могут быть использованы в полной мере без значительного улучшения. Основные агротехнические мероприятия должны быть направлены на создание мощного пахотного слоя, богатого гумусом, не имеющего кислой реакции и обладающего достаточным запасом легкоподвижных соединений азота, фосфора и калия./15/

Для этого необходимо осуществить следующее:

1. Ввести травопольный севооборот с правильным чередованием культур, способствующий уничтожению сорной растительности, улучшению физических свойств почвы и восстановлению её плодородия; чередование культур надо вести так, чтобы культуры, имеющие сильно развитую корневую систему и более способные к усвоению питательных веществ из почвы, следовали за культурами со слабо развитой корневой системой. В этом случае питательные вещества, находящиеся в почве, будут равномерно распределяться между культурами, чередующимися в севообороте.

Необходимо ввести чистый пар, который способствует накоплению питательных веществ и улучшает физические свойства почвы.

2.Ввести правильную обработку почвы, своевременный посев и т. п., что способствует повышению урожайности. Полезно производить сверхранний сев, который, как показывает опыт передовых колхозов, повышает урожайность овса и льна.

3.Почвы подзолистые нуждаются во внесении органических удобрений. Необходимо также внесение минеральных удобрений .

4.Все подзолистые почвы, особенно на вновь осваиваемых участках, нуждаются в известковании. Одним из важных показателей плодородия почв является степень их кислотности. На 1 января 2007 года 57,3% о пахотных угодий имеют кислую реакцию почвенной среды и нуждаются в известковании, из них в первую очередь – 25, 9% (pH менее 5). Тенденция к подкислению почв сохраняется. Количество кислых почв по сравнению с 1995 годом увеличилось на 7,7%.

5. Для предотвращения захламления надо строго контролировать исполнение правил заготовки древесины, все древесные остатки использовать для приготовления древесностружечных плит или отправлять на химическую переработку. Ветки хвойных деревьев – ценный корм, из них готовят витаминные концентраты.

6. Жизнь леса нераздельно связана с почвой, которая даёт деревьям воду и питательные вещества. Во время лесозаготовок, особенно теперь, когда леспромхозы оснащены мощной техникой, плодородный слой почвы вдавливается в бесплодный горизонт. Не приходится надеяться, что после этого лес на такой почве будет хорошо расти. Поэтому надо следить за тем, чтобы в лесу применялась техника, наносящая минимальный вред почве, точно соблюдались основы охраны леса и его восстановления./11/

6. Охрана почв и лесов от пожаров

Лесные пожары оказывают отрицательное влияние на многие процессы жизни леса. При лесных пожарах повреждается или полностью уничтожается растущий лес вместе с подлеском, подростом и травяным покровом. В связи с этим утрачивается источник получения древесины и резко снижаются водоохранно-защитные и санитарно-гигиенические свойства леса. Пожары уничтожают гнезда птиц и местообитания зверей, способствуют размножению вредных насекомых./13/

Одной из причин увеличения лесных пожаров является увеличение числа людей, выезжающих в лес для отдыха. Пожары могут возникнуть от самовозгорания торфа, иногда от молний. Характер распространения лесного пожара зависит от состояния лесных горючих материалов, их структуры, количества и размещения. К горючим материалам в лесу относятся мхи, лишайники, лесная подстилка и торф, травы и кустарники, подрост и подлесок, пни, валежник, порубочные остатки, хвоя. Зная характеристику горючих материалов, можно судить о степени пожарной опасности в лесах.

Различают разные пожары: низовой (наземный), верховой (повальный) и подземный, или торфяной. Низовые пожары бывают чаще других. При них горение происходит на почве. Низовые пожары бывают беглые и устойчивые. При беглых сгорают трава, лесная подстилка, всходы, подрост, подлесок, обгорают нижние части стволов, гибнет ель (у нее тонкая кора), а на старых соснах огонь оставляет ожоги – подгары.

При низовом устойчивом пожаре огонь уничтожает напочвенный покров, ягодники, лекарственные травы, лесную подстилку, прожигает почву, повреждаются на значительную высоту деревья, рост их ослабляется, на них нападают грибные болезни и вредные насекомые и они погибают.

Засушливым летом количество пожаров резко возрастает. Самые страшные верховые пожары, гибельные по своим последствиям. Эти пожары опасны в хвойных лесах, особенно в молодняках, где хвоя, кора и древесина содержат смолистые легко воспламеняющиеся вещества. Такие пожары чаще бывают в ветреную и сухую погоду. Огонь перебрасывается на кроны деревьев. Скорость движения огня 25-30 и даже 50 км в час. Верховые пожары редко бывают в лиственных насаждениях./14/

Подземные пожары бывают в лесах с торфянистыми почвами. Торф выгорает на глубину высохшего слоя. Температура тления достигает 500 градусов. Пламя распространяется под слоем мха, и если неосторожно встать на такой обманчивый ковер, то можно провалиться в огонь и погибнуть или получить тяжелые ожоги. Вместе с торфом сгорают корни, и деревья падают в беспорядке, образуя непроходимые завалы./8/

К пожароопасным относятся сосновые и лиственничные леса, сухие боры с покровом из лишайников. Этому способствует неразложившаяся подстилка, сухость напочвенного покрова, быстрота его высыхания после дождя, разреженность древостоя. В лесах преобладают низовые беглые пожары. В перестойных древостоях возможны низовые устойчивые пожары. Повторные пожары в этом случае являются причиной гибели насаждений.

В темнохвойных еловых лесах пожарная опасность возникает реже, подрост и низко опущенные ветви способствуют переходу низового пожара в верховой. Ель из хвойных пород наиболее чувствительна к повреждениям.

Для обнаружения и ликвидации лесных пожаров в Никольском лесхозе организовано авиапатрулирование Великоустюгской авиагруппой ГУ ВО «Авиалесохрана». Необходима разъяснительная работа среди населения, мероприятия по созданию заградительных полос и разрывов, ограничивающих распространение пожаров в лесу и для успешной ликвидации возникающих очагов огня. /14/

Минеральная полоса – полоса земли, с которой полностью удалены травяная растительность, лесная подстилка и прочие горючие материалы до минерального слоя почвы. Полосы устраиваются чтобы остановить распространение низового пожара. Можно создавать полосы путём посева растений, влияние оказывают опушки из лиственных пород. Для лесного фонда Никольского района средний класс пожарной опасности =3,6.

Заключение

Рассмотрев, изучив и проанализировав состав, особенности и состояние почвенных ресурсов Никольского лесхоза можно сделать заключение и предложить рекомендации по улучшению качества почв.

1. Исследования выявили, что почва местности Никольского района является дерново - слабоподзолистой, под луговой и лесной растительностью.

2. Для улучшения качества почвы нужно защищать ее от выветривания и эрозии, организуя посадки лесополос; создавать участки для отдыха; засевать почву растениями, обогащающими грунты и т.д. Проведение вышеперечисленных мероприятий создаст благоприятные условия для улучшения качества земельных ресурсов; это произойдет, если государственные программы области будут в этом заинтересованы.

3. Мало выделяется средств на проведение землеустроительных работ, последние 10 лет в области не проводятся работы по обновлению планово-картографического материала и сократилось количество проводимых анализов почвы для выявления вредных веществ и изучения почв.

4. Для почвы Никольского лесхоза характерны средняя степень плодородия (2,67% гумуса), слабая кислотность (pH=4.7), наличие ионов, средняя влажность 34,35%, содержание калия 115,6 мг/кг почвы. Для повышения плодородия вспашка, что повышает гумусовый горизонт, при этом происходит частичное перемешивание и рыхление обрабатываемого слоя. Глубина вспашки для травянистых растений 20-25см. В местах, где отсутствуют деревья, требуется подготовительный период для их посадки: в 1 год засевать яровыми зерновыми, во 2 - бобово-злаковыми травами, в 3 после внесения навоза – пропашными культурами. Затем высаживаются древесно-кустарниковые породы. Для повышения плодородия почвы необходимо смешение её с торфом. Для понижения кислотности необходимо обработать почву известью.

6. Главная задача на сегодняшний день, это сохранение воспроизводства и восстановления природных ресурсов и поддержание экологического баланса.

Список литературы

1. Агроклиматические ресурсы Вологодской области, Гидрометеоиздат, 1972г.- 185 с.

2. Агрохимическая характеристика почв СССР. Центральные области Нечерноземной зоны РСФСР - М, Наука 1972- 272 с.

3. Антропогенные преобразования ландшафтов севера европейской части СССР.- Вологда, 1990г., - стр.104

4. Атлас Вологодской области, Санкт-Петербург, ФГУП «Аэрогеодезия», 2007г.- 110 с.

5. История природопользования в условиях севера европейской части СССР, изд. Вологда, 1988 г.-86 стр.

6. Ковриго В.П., Кауричев И.С., Бурлакова Л.М. Почвоведение с основами геологии- М.: «Колос», 2000.-416 с.

7. Комиссаров В.В. Почвы Вологодской области, их рациональное использование и охрана.- Вологда; ВГПИ, 1987.- 80 с.

8. Лесной кодекс РФ-М.: НОРМА-ИНФРА, М.: «Щит-М», 2003.-336 с.

9. Лесохозяйственный регламент Никольского государственного лесничества Департамента лесного комплекса Вологодс. обл.- Вологда; 2008

10. Почвоведение/ Под ред. Кауричева И.С., М.: «Колос», 1982 г., 490 стр.

11. Почвоведение с основами геологии: Учебное пособие / Горбылева А.И., Андреева Д.М., Воробьев В.Б., Петровский Е.И.; Под редакцией Горбылевой А.И.- Мн.: «Новое знание», 2002.- 392 с.

12. Практикум по почвоведению/Под ред. Кауричева И.С.- 4-е изд. / М.: «Агропромиздат», 1986.-336 с.

13. Указания по проектированию противопожарных мероприятий в лесах СССР. М., 1982 г.

14. Указания по противопожарной профилактике в лесах и регламентация работы лесопожарных служб. (Приказ Рослесхоза от 29.10.1993 г N 289)