Муниципальное общеобразовательное учреждение «Ронгинская средняя общеобразовательная школа» Советского района Республики Марий Эл Изучение условий роста культур ели европейской ( Picea abis L .)на выработанных торфяниках Ронгинского лесного участка Государственного Учреждения Республики Марий Эл «Советское лесничество» Содержание …………………………………………………………………..….3 Нормативно-техническая документация ……………………………....4 Обозначения и сокращения ……………………………………………....5 Введение …………………………………………………………………...6-7 Обзор литературы 1.1. Требования к выработанным торфяникам………………….8-9 1.2. Классификация выработанных торфяников…………………….9-10 1.3. Этапы рекультивации выработанных торфяников………......10-12 1.4. Опыт лесохозяйственной рекультивации…………………….12-14 2. Материал и методика исследования ……………………………...15-23 3. Результаты исследования 3.1. Почвенно-экологические условия выработанных торфяников………………………………………………………..24-30. 3.2.Изучение экологических условий произрастания культур ели методами биотестирования………………………...30-37 3.3. Особенности роста культур ели на опытных участках………………………………………………….37-42 Выводы …………………………………………………………………....43 Заключение ……………………………………………………………….44 Список литературы ……………………………………………………...45-46 Справка ГУ РМЭ «Советское лесничество» о решении принять предлагаемые рекомендации ……………………………….. 47 Приложения ………………………………………………………………48-75 Представляемое исследование проводилось на базе Государственного Учреждения Республики Марий Эл «Советское лесничество». Имеет объем 44 страницы, включает в себя 27 рисунков, 13 таблиц, 20 литературных источников, 7 приложений. Состоит из трех частей: обзор литературы, объект и методика исследования, результаты исследования и их обсуждение. Ключевые слова: рекультивация, выработанные торфяники, биотестирование, биологическая активность почвы, энергия прорастания семян, геоботаническое описание, ранговый метод, прирост, рост. В работе рассмотрены следующие вопросы: 1. Изучены три категории выработанных торфяников по давности разработки 2. Проанализирована эффективность рекультивации культур ели на выработанных торфяниках, имеющих разный срок окончания разработки. 3. Изучены почвенно-экологические условия благоприятные для роста культур ели с целью рекультивации нарушенных земель. 4. Определены экологические условия торфяников методами биотестирования. 5. Разработаны рекомендации для более эффективной рекультивации выработанных торфяников. Нормативно-техническая документация 1. ГОСТ 17.5.1.02-85. Классификация нарушенных земель для рекультивации. 2. ГОСТ 17.5.1.03-86. Классификация вскрышных и вмещающих пород для биологической рекультивации. 3. ГОСТ 17.5.3.04-85. Общие требования к рекультивации земель. 4. ГОСТ 17.5.3.05-84. Рекультивация земель. Общие требования к землеванию. 5. ГОСТ 17.5.3.06-85. Требования к определению норм снятия плодородного слоя почвы при производстве земляных работ. Обозначения и сокращения 1. ИПБС - интегральный показатель биологического состояния 2. мкЗв/ч - микрозиверт в час, единицы измерения радиационного фона 3. лк – люкс, единицы измерения уровня освещенности 4. см - сантиметры 5. % - проценты 6. рН – кислотность Введение Рекультивация - это процесс восстановления нарушенных земель, в том числе и выработанных торфяников, которые относятся к неудобным и низкопроизводительным землям. Проблема рекультивации выработанных торфяников рассматривается многими российскими учеными. Здесь заслуживают большого внимания работы Н.И. Пьявченко, В.Ф. Валиковой, Н.В. Петреева, посвященные изучению условий роста древесных пород на площадях, вышедших из-под торфоразработок. Работы в данной области имеются и у американских ученых: Schmitt M. D. , White E. H. изучали рост хвойных пород на остаточных (разработанных) торфяных почвах, чешский исследователь Ferda Jaroslav обобщил опыт работы в области лесоводственной рекультивации эксплуатированных торфяников. Торфяной фонд России составляет около 171 млн. га. Болота Российской Федерации содержат 62 % всех мировых запасов торфа. Увеличение площадей нарушенных земель, вследствие добычи торфа и усиление их отрицательного влияния на прилегающие территории, выдвинуло вопросы рекультивации в число важнейших проблем в области природопользования. На 1 января 2009 года в Республике Марий Эл числилось 2375 га нарушенных земель, из них нарушено при торфоразработках 1897 га. Выработанные торфяники представляют из себя неудобные земли, вследствие специфичности условий и избыточного увлажнения. Но выращивание лесных культур на выработанных торфяниках возможно и необходимо. На территории Ронгинского лесного участка Государственного Учреждения Республики Марий Эл «Советское лесничество» числится 526 га выработанных торфяников, которые осваиваются с 1990 года. К сожалению, эффективность рекультивации торфяников очень мала. Здесь есть свои трудности, связанные с тем, что темпы роста культур очень низки, так как они вынуждены произрастать в экстремальных условиях. Ежегодно в пользование лесничеству передается более 10 га земель, нуждающихся в рекультивации. Поэтому сегодня актуальным является вопрос и для нашего лесничества, как эффективнее осваивать выработанные торфяники, какие условия позволят добиться хорошей приживаемости и роста культур на таких низкопроизводительных землях. Целью работы является: изучить комплекс экологических факторов, оказывающих влияние на состояние и рост культур ели европейской, созданных на выработанных торфяниках с разным сроком окончания разработки. Для выполнения цели были поставлены следующие задачи: 1. Проанализировать почвенно-экологические условия выработанных торфяников с разным сроком разработки. 2. Изучить экологические условия произрастания ели европейской методами биотестирования на торфяниках различных категорий. 3. Охарактеризовать состояние и рост культур ели европейской, созданных на площадях после добычи торфа с разным сроком окончания разработки. Обзор литературы 1.1.Требования к выработанным торфяникам. В России ведутся большие работы по добыче торфа. После окончания торфоразработок остаются обнаженные слои земли, которые требуют рекультивационных работ. Согласно ГОСТ 17.5.3.04-83 рекультивации подлежат нарушенные земли всех категорий, а также прилегающие земельные участки, полностью или частично утратившие продуктивность в результате отрицательного воздействия антропогенных факторов. Рекультивация земель является составной частью технологических процессов, связанных с нарушением земель. Разработка проектов рекультивации нарушенных земель проводится с учетом следующих факторов: · природных условий района · расположения нарушенного участка · перспективы развития района разработок · фактического и прогнозируемого состояния нарушенных земель к моменту рекультивации · показателей химического и гранулометрического состава, агрохимических и агрофизических свойств · срока использования рекультивируемых земель с учетом возможности повторных нарушений Выбор направлений рекультивации определяется в соответствии с требованиями ГОСТ 17.5.1.02-85. Нарушенные земли должны быть рекультивированы преимущественно под пашню и другие сельскохозяйственные угодья. Если рекультивация земель в сельскохозяйственных целях нецелесообразна, создаются лесонасаждения с целью увеличения лесного фонда и оздоровления окружающей среды. Рекультивация нарушенных земель должна осуществляться в два этапа: технический и биологический (ГОСТ 17.5.1.01-83). При рекультивации выработанных торфяников должны выполнятся следующие требования: · проведение рекультивации выработанных торфяников сразу после окончания эксплуатации залежей; · планировка и очистка площадей от пней и древесины; · создание на выработанных торфяниках лесных насаждений, водоемов различного назначения и охотничьих хозяйств; Лесную рекультивацию следует проводить, прежде всего, для улучшения качественного состава лесов района торфоразработок. Это достигается реконструкцией малоценных березово-осиновых зарослей, характерных для торфяных залежей, путем замены их хвойными породами и созданием крупных массивов хвойных лесных культур на месте выработанных торфяников. Важнейшим техническим требованием при торфодобыче с точки зрения дальнейшего использования выработанных площадей является соблюдение ровной поверхности и постоянной глубины остаточного торфяного слоя. Поля, вышедшие из-под торфодобычи, различаются не только рельефом, гидрологическим режимом, толщиной остаточного слоя торфа, но и степенью разложения торфа, зольностью, физическими и агрохимическими свойствами, наличием неразложившихся древесных остатков и т. п. Основным недостатком организации добычи торфа является то, что выработанные площади не приводятся в состояние пригодности и не передаются для их дальнейшего использования. Торфодобывающие организации не выполняют технические требования, которые позволили бы без больших дополнительных затрат хозяйственно использовать выработанные площади. Но лесовосстановление выработанных торфяников возможно и необходимо. Для лесовыращивания признаны пригодными незатопленные фрезерные поля со слоем оставляемого на дне выработки торфа мощностью не менее 30 см. Сведения о выработанных торфяниках должны быть положены в основу разработки агротехники, подбора лесокультурных и мелиоративных машин и культивируемого ассортимента древесных пород. 1.2. Классификация выработанных торфяников. Исследование возобновительной способности выработанных торфяников при лесохозяйственном их использовании имеет большое практическое значение. Оно позволяет определить не только комплекс лесоводственных мероприятий, но и выбрать ответствующую агротехнику для создания лесных культур или какой-то степени сочетать этот комплекс с искусственным лесовыращиванием. В первые годы после выхода из-под торфоразработок площадь остается чистой от растительности. Процесс зарастания начинается в основном на 3-5 год после окончания торфоразработок и происходит сначала медленно. Далее интенсивность зарастания возрастает и площади, вышедшие из-под торфоразработок, зарастают разнообразной растительностью, образуя различные растительные ассоциации. Поля фрезерной добычи покрываются различной растительностью, образуя разнотравные группировки, которые затем сменяются злаково-разнотравными, злаковыми, главным образом мятликово - щавеливыми, полевице -лапчатниковыми, полевице - кульбабовыми группировками. Участки с большим слоем торфа раньше и более интенсивно зарастают травянистой растительностью. Ход естественного возобновления улучшается с повышением качества торфа. В зависимости от интенсивности зарастания торфяники были классифицированы. При разработке классификации участки выработанных торфяников объединялись в такие однородные группы, которые бы имели одинаковый агротехнический комплекс лесовосстановительных работ с набором однотипных обрабатывающих машин и орудий для обработки, посадки культур и уходу за ними. В соответствии с этими требованиями выработанные торфяники можно разделить на следующие категории: A. Выработанные торфяники, лишенные растительности. К ним относятся участки со сроком выработки не более 3 лет. Б. Слабо заросшие травянистой растительностью выработанные торфяники. Это площади со слабой степенью задернения. Толщина дернины на них достигает не более 7 см, она легко разламывается. Выработанные торфяники этой категории оказывают небольшую сопротивляемость лесокультурным машинам и орудиям. Древесной и кустарниковой растительности нет. Это, как правило, площади выработок старше 5 лет. B . Сильно заросшие травянистой растительностью выработанные торфяники. Имеют среднее или сильное задернение со слоем плотной дернины более 7 см. Развит густой травяной покров. Возобновления древесными и кустарниковыми породами нет. Давность выработок таких участков превышает 8—10 лет. Г . С лабо возобновившиеся площади выработанных торфяников. Количество подроста в возрасте до 5 лет не больше 7 тысяч, в возрасте 5—10 лет не больше 5,5 тысяч и в возрасте старше 10 лет не больше 4 тысяч на 1 га. При лесокультурном освоении таких выработанных торфяников следует обязательно сохранять подрост. Здесь пригодны все тракторные агрегаты по обработке почвы, посадке лесных культур, уходу за ними в большинстве случаев без предварительной прорубки коридоров. Д. Хорошо возобновившиеся древесными породами выработанные торфяники, которые подлежат переводу в разряд лесопокрытой площади. Е. Выработки, заросшие малоценным кустарником. Подлежат лесокультурному освоению. В зависимости от категорий выработанных торфяников разрабатывается технология создания лесных культур. Необходимо отметить, что выработанные торфяники осваиваются очень медленно, что связано с их малой изученностью. Опыт выращивания лесных культур на выработанных торфяниках доказывает целесообразность эффективность их лесохозяйственного освоения, однако при разработке технологии необходимо учитывать создающиеся здесь специфические условия лесорастительной среды. 1.3. Этапы рекультивации выработанных торфяников В настоящее время вышедшие из-под торфоразработок земли используются в очень малой степени. Но они находятся, как правило, вблизи индустриальных центров и в районах с большой плотностью населения. После окончания разработок на массиве остаются мелиоративная дорожная сеть, благоустроенные поселки. Отсюда очевидна необходимость и целесообразность лесокультурного освоения всех земель после торфоразработок и возможность ускоренного выращивания насаждений целевого назначения. На исследуемых участках выработанных торфяников торф добывали фрезерным способом. Фрезерный способ основан на снятии пласта горизонтальными слоями, поэтому его еще называют послойно-поверхностным. Фрезерный cпocoб получил cвоe нaзваниe oт начальной исxoднoй оперaции - фрезepования. Врaщaяcь вoкpуг cобственнoй оси и заглубляясь в залежь, фрезы cнимают нeбoльшой по толщинe cлoй, превращaя eгo в кpошку. В ряде случaев фpезеpoвaние пpименяетcя пpи обрaботкe гpубых торфяных почв на глубину 300-400 мм под сельскoхозяйcтвeнныe угoдья и при подготовкe вepxнегo cлoя залeжи пoд поля для выpaбoтки торфа. В результате торфодобычи обнажаются природные многовековые биологически малоактивные слои торфа. Они и становятся в дальнейшем объектами хозяйственного использования и подвергаются рекультивационным мероприятиям. Технический этап рекультивации выполняется в несколько стадий: 1) Основной задачей здесь является — создание осушительно-увлажнительной системы, обеспечивающей быстрый отвод воды с площадей во влажные периоды и увлажнение корнеобитаемого слоя по­чвы в засушливые периоды. 2) Проведение культуртехнических и планировочных работ. Параллельно им на выбывших фрезерных полях строят дороги. Подъездные дороги к рекультивируемым объектам во всех случаях прокладывают в подготовительный период. 3) Выполнение культуртехнических работ. Их основная задача — расчистка площадей от древесно-кустарниковой растительности. Расчистка, как правило, заключается в ее корчевании, срезке, фрезеровании и запашке. Корчевание состоит из очистки рекультивируемых участков от кустарников и пней вместе с корнями корчевателями, экскаваторами и бульдозерами. Биологический этап рекультивации включает первичную обработку почвы, выбор предварительных культур для посева, внесение химических мелиорантов и удобрений. Предварительная обработка способствует сохранению и накоплению влаги, очищению почвы от сорной растительности, регулированию водного и питательного режимов, усилению аэрации, активации биологических процессов, разложению вредных соединений. В состав операций по первичной обработке входят вспашка, дискование, фрезерование и прикатывание почвы. Вначале проводят плужную вспашку с последующей разделкой пласта дисковой бороной. Качество разделки пласта зависит от угла атаки дисковых батарей, направления перемещения бороны относительно разделываемого пласта и глубины вспашки. Дискование болотно-торфяных почв начинают спустя 3-5суток после вспашки, а на минеральных участках — вслед за вспашкой. Выбор предварительных культур определяется потребностью в них хо­зяйств, почвенно-климатическими условиями района, степенью разложения торфа. При возделывании предварительных культур происходят усадка и уплотнение торфа, усиливаются микробиоло­гические процессы и минерализация его. Дозы минеральных удобрений зависят от сроков и способов их внесения, планируемой урожайности, обеспеченности почвы элементами питания, коэффициента ис­пользования растениями питательных веществ из удобрений, био­логических особенностей культур. Исследование возобновительной способности выработанных торфяников при лесохозяйственном их использовании имеет большое практическое значение. Оно позволяет определить не только комплекс лесоводственных мероприятий, но и выбрать ответствующую агротехнику для создания лесных культур или какой-то степени сочетать этот комплекс с искусственным лесовыращиванием. 1.4. Опыт лесохозяйственной рекультивации На выработанных торфяниках с избыточным увлажнением (пониженные места) обработка почвы и посадка сеянцев представляют большую сложность. Выполнение операций по созданию культур должно сочетаться здесь с одновременной простейшей мелиорацией. Даже посадка в пласт не создает для культур тех условий, при которых они могли бы нормально расти и развиваться. Первые опыты с целью изучения условий роста древесных пород на площадях, вышедших из-под торфоразработок, были заложены проф. Пьявченко Н.И. и Валиковой В.Ф. весной 1953 года с посевом дуба, сосны, ели и лиственницы сибирской в районах Московской области. В их опытах приемами, улучшающими условия роста сеянцев, служили известкование и внесение минеральных удобрений в форме аммиачной селитры, суперфосфата и хлористого калия. Удобрения вносили в посевные площадки перед посевом заделкой мотыгой. Размеры площадок 0,5*0,5 м, расстояние между ними 1*2 м. В каждом варианте опыта заложено 10 площадок. Кроме полного минерального удобрения в опытах было испытано действие микроэлементов меди, бора, марганца и магния. Результаты опыта первого года с посевами сосны, ели, дуба и лиственницы сибирской на осушенных торфяных карьерах показали полную возможность создания культур древесных пород в условиях Московской области. Лучшие результаты дали сосна и дуб. Некоторый опыт использования торфяных карьеров под лесные культуры имеется в Брянской области (Н.В. Петреев, 1959,1968). Опыт заключался в следующем: площадь выработанных торфяников осушительными канавами разбита на карты размерами 400*50 м. Осушительная сеть после торфообработок должна действовать. Торф выбран неравномерно: по середине карт полностью, а по краям слой остаточного торфа равен 20-50 см. Почвы торфянисто подзолисто-глеевые с хорошо заметными признаками оглеения горизонтов материнской породы. Подготовка почвы проводилась осенью 1955 года плужными бороздами. Ширина борозд 0,5м., глубина вспашки 18-20 см. Сажали сосну весной 1956 г. однолетними сеянцами под меч Колесова в глубокие щели с тем, что бы корневая система сеянцев достигла минерального слоя. Для посадки березы брали дички одно-, двухлетнего возраста с лесосеки и из-под полога леса. На 1 га высаживалось 10 тыс. сеянцев, из них 6500-7500 шт. сосны и 2500-3000 шт. березы. Весной 1957 года приживаемость культур оказалась равной 85-87%, однако в пониженных местах наблюдалось выжимание сеянцев. Осенью 1958 года культуры находились в хорошем состоянии, особенно на повышенных местах. В 1959 г. отдельные сосны имели прирост 40 см., а максимальная высота достигла 65 см. Береза росла успешно, имела высоту 70-120см. По мнению Н.В. Петреева, площади, вышедшие из-под торфоразработок, целесообразно закультировать ценными и быстрорастущими породами. Перед закультированием необходимо определить кислотность почв и зольность торфа. Во избежание выжимания сеянцев авторы рекомендуют почву готовить осенью валками, пластами, всвал и так, чтобы к весне почва сложилась и не имела пустот. М.Ф. Исайчиков, С.С. Штукин (2001) изучали рост древесных растений на мелиорированных торфяноболотных и минеральных почвах, подверженных ветровой и водной эрозии и выявили, что они существенно различаются. Лучший рост в высоту и по диаметру отмечен у тополя волосистоплодного и канадского. Эти виды, высаженные 3-4-летними черенковыми саженцами, достигли к 23 годам средней высоты 19,5-20,3 м, а среднего диаметра 28-40 см. Хорошие показатели роста крон на мелиорированных почвах были у ясеня американского, липы мелколистной, клена остролистного, ивы ломкой, рябины обыкновенной. Эти породы занимают ведущее положение в динамике формирования вертикального профиля насаждений. Американские ученые Schmitt M. D. C., White E. H. (1988) изучали рост хвойных пород на остаточных (разработанных) органогенных почвах. В опыте они использовали 3 разновидности опытных площадей (принадлежащих к порядку гистосолей), различающихся по степени разложения растительных остатков. Торфяной материал для выращивания сеянцев отбирали с трех болот, предварительно удаляя верхний 60-сантиметровый слой торфа с помощью экскаватора (имитация торфоразработок). В ходе эксперимента в течение 6 мес. выращивали из семян 4 видов хвойных пород (Picea mariana, P. abies, P. glauca и Pinus sylvestris), применяя 5 вариантов удобрения. Ferda Jaroslav (1989), чешский ученый, обобщил результаты долгосрочных исследований и практического опыта проведения лесоводственных рекультиваций эксплуатированных торфяников. Он подробно описывает агромелиорационные мероприятия, состоящие из агротехнической части, мелиоративного удобрения и известкования и из биологической мелиорации. В основном выработанные торфяники оставляют под естественное заращивание, которое происходит с участием осины, березы, ивы. В результате этого на участках после добычи торфа формируются низкопродуктивные насаждения. Таким образом, можно сказать, что рекультивация выработанных торфяников представляет собой большую сложность. Но при создании определенных экологических условий на этих землях можно получить высокопродуктивные лесные насаждения. 2. Материал и методика исследования Исследование проводилось в квартале 29 выделе 1 Ронгинского лесного участка Государственного Учреждения Республики Марий Эл «Советское лесничество» на месторождении торфа Кундуштурской группы, разработку которого ведет Ронгинское торфобрикетное предприятие. Площадь месторождения составляет 652 га. Оно функционирует с 1969 года и имеет производственную мощность 30 тысяч тонн топливного брикета в год. На исследуемых площадях торф добывался фрезерным способом. После выработки торфа остались чистые, ровные карты размером 50 х 150 метров, разделенные водоотводными каналами глубиной 2 метра. Глубина остаточного слоя торфа равна 0,5м. Для проведения работ были выбраны три участка, каждый площадью 0,7 га, вышедшие из-под торфоразработок в разное время: 1 - в 2000 году, 2 -в 1996 году, 3 - в 1993 году. На данных участках осенью 2000 года была произведена обработка почвы плугом ПКЛ-70 в агрегате с трактором ТДТ-55 и нарезка борозд через 3 метра. Посадку проводили в мае 2001 года под меч Колесова с расстоянием между растениями 0,7 метров в ряду. Первый опытный участок – это участок, где культуры ели создавались сразу после окончания торфоразработок. Он представляет собой ровную поверхность, покрытую слоем оставшегося после разработки торфа, участок лишен растительности (торфяник категории А). Рис. 1. Первый опытный участок Второй участок - это опытный участок, который использовался для проведения работ через 4 года после окончания разработки. Участок покрыт травянистой растительностью, среди которой преобладают представители семейства злаковые с толщиной дернины 7 см. (торфяник категории В) Рис.2. Второй опытный участок Рис.3. Третий опытный участок Третий участок - это опытный участок, который использовался для проведения работ через 7 лет после окончания разработки торфа. На участке произрастает береза, которая имеет следующие показатели: средняя высота 4 метра, диаметр ствола 2 см, диаметр кроны 1 метр, максимальная высота деревьев достигает 6 метров, диаметр ствола 4 см, диаметр кроны 1,5 метра. На 1 кв. метре произрастают 3 березы, сомкнутость крон 70 % (торфяник категории В). Методика обследования и исследования лесных культур на пробных площадях. Для обследования и исследования лесных культур была использована методика, разработанная кафедрой лесных культур МарГТУ (Незабудкин,2006). Измерение высот При средней высоте культур до 3 м высота принимается за основной (ведущий) показатель их роста и должна измеряться для всех учитываемых посадочных мест. Измерение высот производится при помощи линейки (малых высот) или рейки. При измерениях принимаются ступени высот, составляющие 5-10 % от средней высоты изучаемых культур данного возраста. Измерение приростов в высоту Прирост по годам определяют по внешним признакам (наличию утолщений в местах начала прироста следующего года, большей густоте размещения и мощности роста боковых веточек, образующихся ближе к основанию годичного побега), или путем анализа ствола, делая срезы. В течение пяти лет после посадки производили измерение биометрических показателей растений, в том числе высоты сеянцев и их текущего прироста. Определение сохранности Производили путем пересчета сохранившихся деревьев на пробной площади. Сохранность определялась по формуле: Nзд. С= *100%, где Nзд.- количество сохранившихся здоровых растений N высаж. N высаж.- количество высаженных растений(густота посадки) Определение количества тяжелых металлов в торфе. Проводили по международному стандарту ИСО11466, который устанавливает метод экстракции элементов царской водкой(6:2) из торфа. Суть метода заключается в обработке воздушно-сухой пробы торфа царской водкой в течении 16 ч при комнатной температуре с последующим кипячением смеси в течении 2 часов, фильтрованием, доведением объема до 25 мл. Содержание следов элементов в экстракте определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии на спектрометре «ААnalyt-400». Element: РЬ; Элемент: РЬ (свинец) Wavelength - 283.3 1 nm; длина волны 283.33 нм Slit- 2.711.05; щель Signal: (сигнал): Туре - АА; Тип - атомная абсорбция (АА) Measurement - Time Аverage; Измерение - Среднее время Read Parameters: Параметры чтения Time - 3.0 sec; Время - 3.0 с Delay Time - 5 sec; Время задержки -- 5 с Replicates: Same fог All Samples - 3; Повторность: для всех образцов - 3 Lamp Current - 400 тА; Ток лампы - 400 мА Flame: Пламя Oxidant - Air; Окислитель - Воздух Oxidant Flow - 10.00 L/min; Скорость потока окислителя 10.00 л/мин Acetilene Flow - 2.80 L/min; Скорость потока ацетилена - 2.80 л/мин Element: С u; Элемент : С u ( медь ) Wavelength - 324.75 nm; длина волны 324.75 нм Slit- 2.7/0.8; щель Signal: (сигнал): Туре - АА; Тип - (атомная абсорбция) АА Measurement - Time Аverage; Измерение - Среднее время Read Parameters: Параметры чтения Time - 3.0 sec; Время - 3.0 с Delay Time - 5 sec; Время задержки - 5 с Replicates: Same fог All Samples - 3; Повторность: для всех образцов-3 Lamp Current ]15 мА; Ток лампы - 15 мА Flame: Пламя Oxidant - Air; Окислитель - Воздух Oxidant Flow - 10.00 L/min; Скорость потока окислителя -- 10.00 л/мин Acetilene Flow - 2.50 L/min; Скорость потока ацетилена - 2.50 л/мин Element: Cd; Элемент: Cd (кадмий) Wavelength - 228.80 nm; длина волны 228.80 нм Slit- 2.711 .35; щель Signal: (сигнал): Туре - АА; Тип - АА (атомная абсорбция) Measurement - Time Аverage; Измерение - Среднее время Read Parameters: Параметры чтения Time - 3.0 sec; Время - 3.0 с Delay Time - 5 sec; Время задержки - 5 с Replicates: Same fог All Samples - 3; Повторность: для всех образцов - 3 Lamp Current - 280 mА; Ток лампы - 280 мА Flame: Пламя Oxidant - Air; Окислитель - Воздух Oxidant Flow - 10.00 L/min; Скорость потока окислителя - 10.00 л/мин Acetilene Flow - 2.50 L/min; Скорость потока ацетилена - 2.50 л/мин Element: Zn; Элемент : Zn ( цинк ) Wavelength -213.86 nm; длина волны 213.86 нм Slit- 2.7/1.8; щель Signal: (сигнал): Туре - АА; Тип - АА (атомная абсорбция) Measurement - Time Аverage; Измерение - Среднее время Read Parameters: Параметры чтения Time - 3.0 sec; Время - 3.0 с Dе1ау Time - 5 sec; Время задержки - 5 с Rep1icates: Same for Аll Samples - 3; Повторность: для всех образцов - 3 Lamp Current - 15 mА; Ток лампы - 15 мА Flame: Пламя Oxidant - Air; Окислитель - Воздух Oxidant F10w - 10.00 L/min; Скорость потока окислителя - 10.00 л/мин Acetilene Flow - 2.82 L/min; Скорость потока ацетилена - 2.82 л/мин Определение рН потенциометрически рН метром. Влажность определяли в сушильном шкафу «МИМП-17УЭ», температура 105 градусов, время сушки 24 часа. Зольность определялась при помощи муфельной печи PWP, температура 450 градусов, общее время озоления 8 часов. Изучение строения почвенного горизонта. Почвенный профиль - это последовательная смена связанных между собой в вертикальном направлении горизонтов. Почвенные горизонты отличаются один от другого окраской, структурой, сложением и другими морфологическими признаками. Они имеют различный гранулометрический и химический состав, в них по-разному протекают биологические процессы. Различное строение профиля и свойственные ему внешние, или морфологические признаки почва приобретает под влиянием природных факторов почвообразования и производственной деятельности человека. Характеристика растительного покрова. В каждом ценозе закладывалось 5 пробных площадок площадью 10*10 м2 по диагонали исследуемой территории. Выкопанные растения гербаризировались и определялись с помощью определителя. Покрытие определялось сеточкой Л.Г. Раменского. Обилие высчитывалось по шкале Браун-Бланке, где баллы равны: r - ЦП чрезвычайно редка с незначительным покрытием; + - ЦП встречается редко, степень покрытия мала; 1- число особей велико, но степень покрытия мала; 2- число особей невелико, покрытие от 5-до 25 %. Для определения сходства двух и более выборок использовали коэффициент Жаккара. Коэффициент Жаккара - показатель сходства: Kj=Na+b/ (Na+Nb-Na+b) где Na+b-число видов в сравниваемых описаниях А и В; Nа и Nв-число видов в каждом из описаний Анализ почвенной мезофауны проводился по методике М.С. Гилярова. Использовали метод ручной разборки. На каждом из участков брали 18 проб размером 23*25*40 см. затем почву вручную просеивали и фиксировали всю почвенную мезофауну в пробирки. Экземпляры определялись с помощью определителя. Для определения биомассы использовались аналитические весы. Для определения видового разнообразия почвенной мезофауны использовался индекс Макинтоша: N Н=√∑ u²j j=1 где uj-обилие вида j; N-общее число видов Определения биологической активности методами биотестирования Одним из важных показателей агрономического состояния и уровня эффективного плодородия считается ее биологическая активность. Биологическая активность определялась путем изучения аммонифицирующей активности почвы. Метод основан на анализе воздушной среды над исследуемой почвой, в которую добавляется раствор мочевины. По изменению окраски индикаторной полоски, цвет которой изменяется в соответствии со шкалой рН, определяют скорость увеличения щелочности воздуха над почвой, которая является показателем биологической активности. При расчете аммонифицирующей активности использовался интегральный показатель биологического состояния (ИПБС). При расчете ИПБС максимальное значение каждого показателя в выборке принимается за 100 % и по отношению к нему в процентах выражается значение этого же показателя в других пробах, то есть относительный показатель Б1 = Б / Бmax 100%, где Б - значение показателя в пробе; Бmax - максимальное значение показателя. Затем определяется среднее значение показателя Бср = (Б1 + Б2 + Б3 + … + Бn ) / n, где n - число показателей. Интегральный показатель биологической активности рассчитывается по формуле ИПБС = (Бср / Бср max ) 100%. Ферментативная активность по методу Мишустина Е.Н. Для определения ферментативной активности почв использовался аппликационный метод Мишустина Е.Н. и др. (1967). Метод основан на получении следов воздействия микроорганизмов или продуктов их жизнедеятельности на эмульсию не проявленных фотоматериалов, содержащих желатину, как источник азотистых веществ. При определении протеазной активности почв наблюдается разрушение желатинового слоя фотоматериалов в виде обособленных зон различных размеров от долей миллиметра до нескольких миллиметров в диаметре. Нарезали полоски непроявленной фотопленки длиной 25 см и помещали в почву (в 3 местах) под лопату, вертикально, плотно прижав к стенке почвы. Оставляли на пять дней. Затем извлекали и рассчитывали ферментативную активность по формуле: А=У*100/Х, где А- протеазная активность, Х- исходная площадь желатины, У-площадь его разложившейся части Целлюлозоразрушающая активность по методу Г.Е. Звягинцева. С целью изучения биологической активности опытных участков определяли целлюлозоразлагающую активность аппликационным методом (Звягинцев,1989). Для этого тонкую стерильную льняную неотбеленную ткань шириной 5 см и длиной 25 см пришили к полимерной пленке. Стерилизовали пленку спиртом, ткань прогладили горячим утюгом. Стерилизацию ткани осуществляли в автоклаве. Полотно установили на всю глубину почвенного профиля, для чего в пахотном горизонте почвы выкапывали свежий микроразрез. Верхняя грань ткани была погружена на 3-5 см в почву. В каждом варианте предусматривалось 6 повторностей. Длительность экспозиции 2 месяца. После этого полотно осторожно извлекли, отмыли от почвы и продуктов полураспада, высушили и взвесили. Начальную массу ткани определили как среднюю массу 25 см2 ткани. Убыль массы определили по разнице между начальной массой и массой после экспозиции в почве. Характеристику почвы давали по интенсивности разрушения клетчатки (в %) за вегетационный сезон: очень слабая - меньше 10, слабая - 10-30, средняя - 30-50, сильная - 50-80, очень сильная - больше 80. Биотестирование почв с использованием семян растений. В качестве тест-объекта использовался редис посевной сорт красный с белым кончиком. При биотестировании с использованием семян растений оценивается влияние непосредственного замачивания семян в вытяжке субстрата на энергию прорастания (дружность появления проростков редиса за 3 суток). Почва берется методом конверта. Образцы высушиваются до воздушно-сухого состояния. Готовится вытяжка. Вытяжку используют для биотестирования. Для успешного проведения биотестирования следует использовать семена с высокой всхожестью и из одной партии. Поэтому перед постановкой эксперимента проводят проверку всхожести семян. Для биотестирования берут семена всхожестью не менее 70%. В чашки Петри диаметром 10 см помещают в 2-3 слоя бумажные фильтры, на них раскладывают по 50 шт. семян и приливают 5 мл вытяжки из почвы. Контролем служат семена, замоченные в отстоявшейся водопроводной воде. Уровень жидкости в чашках должен быть ниже поверхности семян. Чашки покрывают и помещают в термостат при температуре 20 градусов. Энергию прорастания определяют по формуле: B=(a∕b)x*100%, где В-энергия прорастания семян, %, а-число проросших семян, в-общее количество семян, взятых для проращивания. Для получения сопоставимых результатов по итогам тестирования рассчитывают индекс токсичности: ИТФ=ТФ0∕ТФк, Где ТФ0-значение регистрируемой тест-функции в опыте, ТФк-в контроле. Величина ИТФ изменяется от 0до М, где М-любая положительная величина. С целью формализации процедуры сопоставления полученных результатов разработана шкала токсичности. Таблица 1. Шкала токсичности для тест-объектов. Классы токсичности Величина ИТФ Пояснения VIстимуляция >1,10 Фактор оказывает стимулирующее воздействие на тест объекты. Величина тест функции в опыте превышает контрольные значения Vнорма 0,91-1,10 Фактор не оказывает существенное влияние на развитие тест-функции, находится на уровне контроля. IVнизкая токсичность 0,71-0,9 Разная степень снижения величины тест-функции по сравнению с контролем. IIIсредняя 0,5-0,7 IIвысокая <50 (ниже индекса LD50 принятого в токсикологии) Iсверхвысокая Среда не пригодна для жизни тест-объекта Наблюдается гибель тест-объекта. Биотестирование с использованием дафний. Дафниевый тест имеет преимущества перед другими биотестами благодаря высокой чувствительности к ядам различной природы, отличается высокой повторяемостью результатов в опытах. Биотестирование водных вытяжек проводят только на синхронизированной культуре дафний. Синхронизированной является одновозрастная структура, полученная от одной самки путем ациклического партеногенеза в третьем поколении. Схема биотестирования: проводится в пробирках объемом 100 см3, которые заполняются 50 см3 исследуемой воды. В пробирки помещают по 10 дафний в возрасте 6-24 часов. Учет смертности дафний в опыте и контроле проводят каждые 24 часа. Опыт прекращается через 96 часов. Токсичными считаются пробы, где наблюдается гибель более чем 50% рачков по сравнению с контролем. Измерение радиационного фона проводилось при помощи прибора «Дозиметр-радиометр бытовой» MTEX. Дозиметр предназначен для измерения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения. Дозиметр позволяет оперативно обнаружить загрязненность радионуклидами или найти источник ионизирующего излучения. Для проведения измерений размещали дозиметр на высоте 1 м от поверхности грунта в выбранной точке измерений экраном вниз, к земле. Через 25 - 30 секунд снимали показания на цифровом табло в микрозивертах в час (мкЗв/ч). Измерение уровня освещенности проводили при помощи люксметра «ТКА-ЛЮКС» (ТУ-4437-005-16796024-2000). Прибор предназначен для измерения освещенности, создаваемой различными источниками, произвольно пространственно расположенными, в лк. Диапазон измерений от 1 до 200000 лк. Пределы допускаемой погрешности 6 % . Принцип работы прибора заключается в преобразовании фотоприемным устройством излучения в электрический сигнал с последующей цифровой индикацией числовых значений освещенности в лк. Измерение температуры проводили при помощи термометра метеорологического почвенно-глубинного ГМ-10. Прибор предназначен для измерений температуры глубинных и поверхностного слоев почвы. Изготавливается по ГОСТ 112-78. Температура измерялась термометром, лежащим открыто на поверхности почвы, при измерении температуры внутри почвы термометр помещали в резервуар и опускали на глубину от 5-10см. Для обработки результатов полевых исследований применялась методика определения основных статистических показателей и дисперсионный анализ, а также ранговый метод. Вычисления производились на РК IBM, использовался электронный пакет программ EXEL и программы STAT. При статистической обработке данных вычислялись следующие показатели: 1. Среднее значение признака Х Хар =х1 n1 +x2 n2+… xn nn /n1 +n2 +…nn =∑xi ni /∑ni 2. Дисперсия - степень изменения случайных величин, мера их концентрации вокруг среднего значения: σ2 =∑ (Хi -Х) / n-1 3. Среднее квадратичное отклонение-√ σ 4. Коэффициент изменчивости - средний процент отклонения вариант от среднего значения признаков V=100* σ/Х 5.Ошибка среднего значения mх= σ/ √ n 6. Точность опыта. Р=100*mх / Х 7. Критерий Стьюдента x - y 2 t= √( σ x)2 – (σ y) Для изучения степени влияния условий на рост культур, с целью их ранжирования применялся ранговый метод (Лакин,1998), который заключается в том, что каждому опытному участку присваивается условный номер и составляется ряд распределения, в котором позиция исследуемого опытного участка соответствуют условия произрастания. Порядковый номер позиции варианта в ряду соответствует присвоенному баллу. Сумма баллов равна Sn =(a1 +an )n/2 m Сумма баллов опыта Sm = ∑ Sn =mS Для каждого опытного участка находится индекс, который определяется как отношение общей суммы баллов по каждому ряду распределения на сумму баллов опыта: Уn =∑an /Sm Ряды сведены в матрицу, где m- число показателей,n- количество исследуемых пород. Целью дисперсионного анализа (Соколов, Черных,1990) является изучение статистического влияния одного или нескольких одновременно действующих факторов на результативный признак. Дисперсионный анализ определяет долю влияния различных факторов на результативный признак, силу и достоверность их действия. Если вычисленное значение Fфакт. больше Fтабл. , то гипотезу о наличии влияния принимают, а если меньше, то влияние факторов считается недействительным. Дисперсионный анализ с успехом используют в современной лесоводственной статистике.