Разработка ГИС системы для оценки агрохимического состояния сельскохозяйственных земель

На  пахотных почвах точечные пробы почвы  отбирают на глубину пахотного слоя и из подпахотного слоя (две прикопки на элементарный участок). На кормовых угодьях точечные пробы почвы  отбирают на глубину гумусового горизонта. Масса объединенной пробы должна быть не менее 300 г.

С целью получения сопоставимых результатов  обследования точечные пробы на дерново-подзолистых  почвах отбирают тростьевым буром.

Отобранная  в пределах элементарного участка  объединенная проба помещается в  полотняный мешочек с соответствующей  этикеткой. После завершения работ  пробы подсушиваются в защищенном от солнца и хорошо проветриваемом помещении. Высушенные почвенные пробы  укладывают в контейнеры и отправляют в лабораторию вместе с приемно-сдаточным  актом, составляемым в двух экземплярах. Один экземпляр передается в аналитический  отдел, другой — в отдел почвенно-агрохимических изысканий.

После завершения работ по полевому агрохимическому  обследованию почв в хозяйстве составляется акт приемки работ.

Основным  документом полевого обследования является журнал агрохимического обследования почв сельскохозяйственных угодий, заполняемый почвоведом, проводящим агрохимическое обследование сельскохозяйственных угодий, на основании полевых работ и результатов анализов.

Всем  отобранным в хозяйстве почвенным  пробам присваивают порядковые номера с первого до последнего без пропусков. В каждый мешочек с отобранными пробами почв вкладывают этикетку единой для всех ГЦАС (ГСАС) формы.

Код района и код хозяйства в этикетке указывают по принятой в регионе  системе кодирования районов  и хозяйств в соответствии с принятой системой кадастрового районирования, установленного для данного региона. Если проба отобрана не из пахотного, а из подпахотного слоя или горизонта, то отмечают глубину ее отбора.

После проведения агрохимического обследования почв составляют следующие документы: акт приемки работ по проведению агрохимического обследования почв. Его составляет почвовед, проводивший обследование почв, и подписывает руководитель предприятия и директор ГЦАС (ГСАС);  наряд-отчет составляет почвовед на все виды работ по агрохимическому обследованию почв с обязательным указанием дней, затраченных на выполнение отдельных видов работ;

приемо-сдаточный акт по агрохимическому обследованию почв заполняет почвовед в двух экземплярах: первый передают хозяйству-заказчику, второй — исполнителю работ.

Результаты  агрохимического обследования почв обобщают по каждому виду сельскохозяйственных угодий (пашня — с выделением орошаемой и осушенной; кормовые угодья — с выделением улучшенных; многолетние насаждения — с выделением плодово-ягодных насаждений, виноградников, плантаций; залежь).

На  всей площади землепользования по видам  сельскохозяйственных угодий определяют соотношение площадей почв с различным  содержанием гумуса, подвижных форм элементов питания, степенью кислотности, степенью и типом засоления, группировкой солонцов и солонцеватых почв.

Результаты  агрохимического обследования почв используют при паспортизации каждого  земельного участка и поля севооборота, комплексной оценке плодородия почв, планировании агрохимических мероприятий и других задач. Для агрохимической характеристики почв земельного участка рассчитывают средневзвешенные значения по всем определяемым агрохимическим показателям.

Агрохимические  картограммы составляют по заявке хозяйств для всех видов сельскохозяйственных угодий землепользования по всем определяемым показателям при проведении агрохимического  обследования почв.

Основными документами для составления  агрохимических картограмм являются ведомость  результатов полевого агрохимического  обследования почв, сводная ведомость результатов агрохимического обследования, аналитические ведомости и рабочий полевой экземпляр плана внутрихозяйственного землеустройства с нанесенными почвенными контурами, а также границами всех земельных участков. По каждому хозяйству составляется авторский оригинал картограмм, одну копию которых передают хозяйству. Авторский оригинал картограмм составляет почвовед, проводивший обследование данного хозяйства в масштабе полевого обследования. При выполнении этой работы с уточненного рабочего полевого экземпляра плана внутрихозяйственного землеустройства на чистовой экземпляр переносят все элементарные участки, в середине которых ставят их номера, а под ними — соответствующие агрохимические показатели. Элементарные участки объединяют в контуры с учетом существующих группировок агрохимических показателей. Допускается составление совмещенных картограмм, т.е. один показатель (например, кислотность почв) показывают раскраской, а другой кружочком или треугольником.[12]

 

2.3 Методы анализов почвенных образцов 

 

При агрохимическом обследовании почв определяют химические, физико-химические и биологические  показатели почв. Исследования производят в специально организованных почвенных  лаборатория при ГСАС квалифицированными сотрудниками. Методы определения и  правила проведения обозначены в  ГОСТах и ОСТах Российской Федерации.

Определение рН. Сущность метода заключается в извлечении обменных катионов почвы раствором хлористого калия концентрацией 1,0 моль/дм³ при отношении почвы и раствора 1:2,5 и потенциометрическом определении рН с использованием стеклянного электрода. При определении рН в пробах органических горизонтов почв вытяжку готовят при соотношении почвы и раствора 1: 25.[13]

Определение гидролитической кислотности по методу Каппена в модификации  ЦИНАО. Данный метод основан на обработке почвы раствором уксуснокислого натрия концентрации 1 моль/дм³ при отношении почвы к раствору 1: 2,5 для минеральных и 1:150 для торфяных и других органических горизонтов почв. Гидролитическую кислотность анализируемых почв и пород определяют по значениям рН суспензий.[14]

Определение содержания органического вещества по методу Тюрина в модификации ЦИНАО. Метод основан на окислении органического вещества раствором двухромовокислого калия в серной кислоте и последующем определении трехвалентного хрома, эквивалентного содержанию органического вещества, на фотоэлектроколориметре. Метод не пригоден для проб с массовой долей хлорида более 0,6% и проб с массовой долей органического вещества более 15%. Массу органического вещества в анализируемой пробе определяют по градуировочному графику. При построении градуировочного графика по оси абсцисс откладывают массу органического вещества в миллиграммах, соответствующую объему восстановителя в растворе сравнения, а по оси ординат - соответствующее показание прибора.[15]

Гранулометрический  состав грунта следует определять по весовому содержанию в нем частиц различной крупности, выраженное в  процентах по отношению к весу сухой пробы грунта, взятой для  анализа. Для разделения грунта на фракции  ситовым методом без промывки водой применяют сита с размером отверстий 10; 5; 2; 1; 0,5; с промывкой  водой - сита с размером отверстий 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм. Сита монтируют в  колонку, размещая их от поддона в  порядке увеличения размера отверстий. На верхнее сито надевают крышку. После  просеивания каждую фракцию взвешивают, результаты анализа регистрируют в  журнале, в котором указывают  процентное содержание в грунте фракций.[16]

Определения валового содержания калия и фосфора  основано на фотометрическом методе. Приготавливают растворы сравнения  с известными концентрациям, затем  строят график, по оси абсцисс наносят  массовые концентрации фосфора или  калия, а по оси ординат – значения фотометра. Далее, зная показания фотометра, по графику определяют массовую концентрацию вещества в анализируемой пробе.[17]  

Определение суммы обменных оснований проводят по методу Каппена. Метод основан  на титровании почвенной вытяжки  раствором гидроокиси натрия. При  этом происходит изменение реакции  среды. Титрование ведут до определенного  значения рН, после чего переходят  к расчеты суммы обменных оснований. Степень насыщенности основаниями рассчитывают как отношения суммы обменных оснований и гидролитической кислотности и выражают в процентах. [18]

Метод определения ЕКО основан на предварительном  насыщении почвы магнием, с последующим  вытеснением ионов магния раствором  хлористого калия и определением содержания магния в фильтрате, которое  эквивалентно ЕКО.[19] 

 

 

 

 

 

 

3 ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТА И ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ

 

3.1 Характеристика Каргопольского  района 

 

Каргопольский район расположен в юго-западной части Архангельской области (60°43' -62°05' С.Ш. и 37°45' - 39°40' В.Д.). Районный центр - г. Каргополь расположен в 427км от Архангельска. Протяженность с севера на юг составляет 155 км, с востока на запад - 111. Площадь территории равняется 10,11тыс. км². Район граничит с Республикой Карелией и Вологодской областью, а также с Плесецким, Няндомским и Коношским районами Архангельской области (Рис 1).[20]

Рисунок 1 – Расположение Каргопольского района

Лесистость  территории составляет 73% (736,7тыс. га). 

Комплексное развитие растениеводства и животноводства изначально предполагает рационализацию сельского хозяйства. Ориентированное на потребителя овощеводство, свиноводство, пчеловодство являются экономически целесообразными как для сельскохозяйственных предприятий в целом, так и в качестве отдельных производств в их структуре. АПК района может занять ведущее место в области по производству молока, овощей, картофеля, продовольственной ржи.

 

3.2 Характеристика  ООО «Каргополье»

 

ООО «Каргополье» занимает площадь 28,3тыс.га и специализируется на производстве молока и мяса.

Площадь сельскохозяйственных угодий составляет 9490га или 33,5% от общей площади;  леса 17,4тыс. га или 61%, а приусадебные земли  рабочих 56га.

 

3.2.1 Рельеф

 

Землепользование  предприятия приурочено к северу Русской равнины, Северорусской  провинции, Северодвинской области, Онежско-Белозерской  подобласти и Белозерскому району. В общем плане Каргопольский  район представляет собой возвышенную  слабо волнистую мелкохолмистую моренную равнину с участками  холмисто-грядового свежего рельефа  с обрамляющими низменностями озерно-ледниковых бассейнов. Абсолютные отметки варьируют  в пределах 120-135м над уровнем  моря.

Геологический фундамент слагает восточная  оконечность Балтийского кристаллического щита, который погружен в толщу  известняков.

Макрорельеф варьирует незначительно, хотя и  осложняется мелкими повышениями, речной сетью и выраженным микрорельефом. Маломощный чехол моренных отложений (0,5-1,5м) подстилается каменноугольными известняками и доломитами, иногда выходящими на дневную поверхность. Это обуславливает высокую щебнистость  почвенного профиля и его хорошую  дренированность. 

Участки локально и слабо изрезаны оврагами и балками. Долина реки Онега в  верховьях характеризуется отсутствием  развитых террас и пойм. Русло реки проложено в коренных породах и отличается обилием мелей, перекатов и порогов.

Микрорельеф играет важную роль в структуре почвенного покрова. Наиболее ярко его влияние  прослеживается на территории «Надпорожского»  отделения и севернее деревни  Ловзаньга. Здесь на небольшом протяжении к дневной поверхности близко подходят породы разного литологического  состава. Они сообщают почвам разнокачественные  черты строения, дренированности  и неодинаковые физико-химические свойства.

 

3.2.2 Почвообразующие породы

 

Почвообразующие породы на территории хозяйства неоднородны  по генезису, составу и свойствам. Наиболее распространенные – моренные карбонатные образования. Формирование морен, обусловлено деятельностью  ледника и его талых вод. Как  правило, данные наносы не сортированы, имеют пестрый состав, красно-бурый  цвет, завалунены, сильно защебенены и  хорошо дренированы. Их мощность небольшая 0,5-1,5м, а в приречных участках – минимальная. Отличаются насыщенностью  основаниями (степень насыщенности основаниями более 85%) и слабощелочной  реакцией среды (рН_вод не более 7,7), обусловленной присутствием больших количеств кальцита (СаСО₃) и доломита (СаСО₃ и MgCO₃). Вследствие промывного водного режима атмосферными осадками из почвы и породы активно выщелачиваются многие соединения, в том числе и кальций. Выделяют следующие почвообразующие породы:

1) Моренные карбонатные сильнощебнистые породы – придают почве не только высокую карбонатность, дренированность профиля, но и сильную скелетность, отрицательно сказывающуюся на использовании сельскохозяйственных орудий и машин.

2) Двучленные отложения – не имеют широкого распространения и исследованы преимущественно близ деревни Жуковская. Для них характерна резкая смена механического состава наносов в пределах метра. Пахотные массивы, на этих породах, отличаются повышенной выщелачиваемостью из почвы элементов питания, и быстрой прогреваемостью.

3) Флювиогляциальные карбонатные отложения – встречаются локально. Представляют собой вынесенные талыми водами ледника несортированные наносы. Мощность данных образований весьма незначительна, а в пределах территории хозяйства флювиогляциальные отложения встречаются фрагментарно. Сложены песками с примесью гальки, гравия и обломков известняка. 

4) Аллювиальные отложения – в верхнем течении реки Онега развиты крайне слабо в виду своеобразия гидрологии реки, режима её поемности и химического состава вод. Слои аллювия обогащены карбонатами.

5) Делювиальные отложения на территории хозяйства имеют крайне ограниченного распространение, слагают днища неглубоких лощин. Это перемытая и переотложенная морена. Характеризуется хорошо выраженной слоистостью.

Подстилающие  породы представлены доломитизироваными известняками карбона и перми. Эти  коренные породы слагают основание  всего Каргопольского района, а их горизонтальное пространственное залегание  в значительной мере и определило характер равнинного рельефа.