Дисциплинарный модуль 1. Основы почвоведения
Лабораторная работа 1
Знакомство с основными типами почв красноярского края
Почва √ главное средство производства в земледелии. Она образовалась
под воздействием природных факторов: рельефа местности, климата, растительности,
материнской или почвообразующей породы и деятельности человека.
Почва обладает особым свойством плодородием. По ГОСТу 27593-88 под термином
плодородие почвы следует понимать "способность почвы удовлетворять
потребность растений в элементах питания, влаге и воздухе, а также обеспечивать
условия для их нормальной жизнедеятельности".
Характер почвообразовательного процесса определяет уровень почвенного
плодородия и обуславливает внешние (морфологические) признаки почв. К ним
относятся строение почвенного профиля, мощность почвы и ее отдельных горизонтов,
окраска, влажность, гранулометрический состав, структура, сложение,
новообразования, включения.
Общий вид почвы со всеми почвенными горизонтами называется строением
почвы. Это результат генезиса почвы, постепенного развития ее из материнской
породы, которая дифференцируется в процессе почвообразования. Совокупность
генетических горизонтов образует генетический профиль почвы.
Почвенный профиль √ определенная вертикальная последовательность
генетических горизонтов почвы. Почвенный профиль специфичен для каждого типа
почвообразования.
Генетические почвенные горизонты это однородные, обычно параллельные
поверхности слои почвы, составляющие почвенный профиль и различающиеся между
собой по морфологическим признакам.
Наиболее распространенным в нашей стране является использование следующих
символов генетических горизонтов почв:
Горизонт Ао √ лесная подстилка или степной войлок. Представляет
собой опад растений на различных стадиях разложения √ от свежего до полностью
разложившегося. Эта самая верхняя часть почвенного профиля. Встречается только в
естественных почвах.
Горизонт А √ гумусовый горизонт. Чаще всего наиболее темноокрашенный
горизонт в верхней части почвенного профиля, в котором происходит накопление
органического вещества в форме гумуса, тесно связанного с минеральной частью
почвы. Цвет этого горизонта варьируется от черного, бурого, коричневого до
светло-серого, что зависит от состава и количества гумуса. Мощность гумусового
горизонта колеблется от нескольких сантиметров до 1,5 м и более.
Горизонт Ад √ дерновый. Горизонт, в котором живых корней растений
более 50%.
Горизонт Апах √ пахотный. Горизонт, измененный продолжительной
сельскохозяйственной обработкой, сформированный из различных почвенных
горизонтов на глубину вспашки обычно 25-30 см. Встречается только в пахотных
почвах.
Горизонт А1 √ минеральный гумусо-аккумулятивный. Встречается в
почвах, где происходит разрушение алюмосиликатов и образование подвижных
органо-минеральных веществ. Верхний темноокрашенный горизонт, содержащий
наибольшее количество органического вещества.
Горизонт А2 √ элювиальный (подзолистый или осолоделый).
Формируется под влиянием кислотного или щелочного разрушения минеральной части.
Это сильно осветленный, бесструктурный или слоеватый рыхлый горизонт, обедненный
гумусом, другими соединениями и илистыми частицами, за счет их вымывания в
нижележащие слои и относительно обогащенный остаточным кремнеземом.
Горизонт В √ переходный или иллювиальный. Является переходным слоем к
почвообразующей породе, характеризуется постепенным ослаблением процессов
аккумуляции гумуса и разложения первичных минералов.
Горизонт С √ материнская (почвообразующая) горная порода. Из этой породы
сформировалась почва. На этой глубине порода не затронута процессами
почвообразования (аккумуляцией гумуса, элювиированием и т.д.).
Кроме указанных горизонтов выделяются переходные, для которых применяются
двойные обозначения, например: А1 А2 - горизонт,
прокрашенный гумусом и имеющий признаки оподзоленности; А2В √
горизонт, имеющий черты подзолистого горизонта ( А2) и иллювиального
(В); ВС √ переходной горизонт от переходного к материнской породе и т.д.
Каждому почвенному типу свойственно свое сочетание горизонтов. Поэтому
некоторые из них могут в том или ином профиле отсутствовать.
Мощность почвы √ это толщина ее от поверхности вглубь до слабо
затронутой почвообразовательными процессами материнской породы. У разных почв
мощность неодинаковая, от 40-50 см до 150-200 см и более.
Мощность почвенного горизонта √ это толщина горизонта от поверхности
почвы или вышележащего горизонта до нижележащего горизонта. Границы почвенных
горизонтов и подгоризонтов устанавливают по совокупности всех признаков (цвет,
структура, сложение, плотность и др.)
Окраска почвы. Цвет почвы - наиболее доступный для наблюдения
морфологический признак. Он широко используется в почвоведении для присвоения
названий почвам (чернозем, краснозем, желтозем, серозем и др.). Окраска почв
зависит от ее химического состава, условий почвообразования и влажности.
Наиболее важны для окраски почв три группы веществ. Гумусовые вещества
придают почве черную, темно-серую и серую окраску. Верхние горизонты окрашены
гумусом в темные цвета. Чем большее количество гумуса содержит почва, тем темнее
окрашен горизонт. Наличие железа и марганца придает почве бурые, охристые и
красные тона. Белесые, белые тона предполагают наличие процессов оподзоливания
(вымывания продуктов разложения минеральной части почв), осолодения, засоления,
окарбоначивания, т.е. присутствие в почве кремнезема, каолина, углекислого
кальция и магния, гипса и других солей.
Почвы редко бывают окрашены в какой либо один чистый цвет. Обычно окраска
почв довольно сложная и состоит из нескольких цветов (серо-бурая, темно-серая,
белесовато-сизая, красновато-коричневая и т.д.), причем название преобладающего
цвета ставится на последнем месте. При определении окраски почвы в полевых
условиях необходимо учитывать влажность почвы и степень освещенности почвенного
разреза.
Влажность почвы. Она зависит от метеорологических условий, уровня
грунтовых вод, гранулометрического состава, характера растительности и т.д.
Влажность почвы не является морфологическим признаком, но от этого показателя
зависит проявление всех морфологических свойств.
При описании почвенного разреза используют пять степеней влажности почв : 1)
сухая почва пылит, присутствие влаги в ней на ощупь не ощущается, не холодит
руку; 2) влажноватая почва холодит руку, не пылит, при подсыхании немного
светлеет; 3) влажная почва √ на ощупь явно ощущается влага; почва увлажняет
фильтровальную бумагу, при подсыхании значительно светлеет и сохраняет форму,
приданную почве при сжатии рукой; 4) сырая почва при сжимании в руке
превращается в тестообразную массу, а вода смачивает руку, но не сочится между
пальцами; 5) мокрая почва √ при сжимании в руке из почвы выделяется вода,
которая сочится между пальцами.
Степень влажности оказывает влияние на сложение, структуру и другие
агрофизические свойства почв.
Гранулометрический состав √ относительное содержание в почве твердых
частиц (механических элементов) разной величины. В зависимости от размера
механических элементов выделяют две фракции: физический песок (>0,01мм) и
физическая глина (>0,01мм).
По гранулометрическому составу почва бывает: песчаная (рыхло-песчаная,
связно-песчаная), супесчаная, суглинистая (легкосуглинистая, среднесуглинистая,
тяжелосуглинистая), глинистая (легкоглинистая, среднеглинистая, тяжелоглинистая).
Песчаные и супесчаные почвы легко поддаются обработке и называются легкими, а
тяжелосуглинистые и глинистые почвы √ тяжелыми.
В полевых условиях определение гранулометрического состава осуществляется
визуально и на ощупь. Наиболее удобен "мокрый" способ определения
гранулометрического состава почв (табл.1).
Таблица 1 - Определение гранулометрического состава почвы в полевых условиях
| Способность скатываться в шнур |
Гранулометрический состав |
| Шнур тонкий, легко скатывается в кольцо без трещин |
Глинистая |
| Шнур легко скатывается, при свертывании в кольцо дает трещины |
Тяжелосуглинистая |
| Шнур легко образуется, но при свертывании в кольцо распадается |
Среднесуглинистая |
| Образуется шнур, легко распадается на части |
Легкосуглинистая |
| Шнур при скатывании распадается на части |
Супесчаная |
| Шнур не образуется |
Песчаная |
| Почва в сухом состоянии содержит обломки горных пород |
Каменистая (щебенчатая) |
Среди пахотных угодий в Красноярском крае преобладают почвы тяжелого
гранулометрического состава: глинистые -30,7%, тяжелосуглинистые -45,4%,
среднесуглинистые √ 20,4%, легкосуглинистые -3,1%, супесчаные √ 0,28% и песчаные
√ 0,02%.
Структура почвы √ взаимное расположение структурных отдельностей
(агрегатов) определ╦нной формы и размеров. Выделяются три группы структурных
отдельностей в почвах (мм): микроагрегаты (< 0.25), мезоагрегаты (0,25 √ 7(10),
макроагрегаты ( > 7 (10)
Различают три основных типа структуры:
1. Кубовидная √ грани имеют равномерное развитие структуры по тр╦м
взаимно перпендикулярным осям. Она делится на следующие роды и виды: 1)
глыбистая (мелко и крупно глыбистая) - 5 - > 10 см; 2) комковатая (крупнокомковатая, комковатая,
мелкокомковатая) -0,5 √ 5см; 3) пылеватая (< 0.5мм). 4) ореховатая (крупноореховатая,
ореховатая, мелкоореховатая) - 5 - >10мм; 5) зернистая (крупнозернистая,
зернистая, мелкозернистая) √ 0,5 √ 5мм.
2. Призмовидная √ развитие структуры главным образом происходит по
вертикальной оси. Подразделяется на: 1) столбовидную (крупностолбовидная,
столбовидная, мелкостолбовидная) диаметр <3 - >5см; 2) столбчатую (крупностолбчатая,
столбчатая, мелкостолбчатая) - <3 - >5см; 3) призматическая (крупнопризматическая,
призматическая, мелкопризматическая) - <3 - >5см.
3. Плитовидная √ развитие структуры происходит по горизонтальным осям.
Подразделяется на плитчатую (сланцеватая, плитчатая, пластинчатая, листовая) -
<1 - >5мм; чешуйчатая (скорлуповатая, грубочешуйчатая, мелкочешуйчатая) - <1 -
>3мм.
С агрономической точки зрения структурной считается почва, в которой
комковато-зернистые водопрочные агрегаты размером от 0,25 √ до 7 (10) мм (т.е.
мезоагрегаты) составляют более 55%
Для черноз╦мов характерна зернистая структура серых лесных - ореховатая и
дерно-подзолистых почв - плитчатая.
Сложение √ взаимное расположение в пространстве и соотношение
механических элементов, отдельностей и связанных с ними пор в почве. Сложение
почвы зависит от ее структуры, гранулометрического и химического состава,
влажности почвенных горизонтов.
По плотности в сухом состоянии сложение бывает слитое (очень плотное), плотное,
рыхлое и рассыпчатое.
Сложение имеет большое значение и характеризует почву с точки зрения трудности
е╦ обработки. Глинистые и тяж╦лосуглинистые (тяж╦лые) почвы требуют больших
усилий при обработке, чем среднесуглинистые и песчаные (л╦гкие). От сложения
зависят водно-физические свойства и проникновение воды и корней растений в
почву.
Новообразования √ скопления веществ различной формы и химического
состава, которые образуются и откладываются в горизонтах почвы в результате
почвообразовательных процессов. По происхождению различают новообразования
химического и биологического происхождения.
Новообразования химического происхождения делят по форме и химическому составу.
По форме химические новообразования разделяют на следующие группы: 1) выцветы и
нал╦ты; 2) корочки, примазки, пот╦ки; 3) прожилки и трубочки; 4) конкреции и
сложения; 5) прослойки.
По составу химические новообразования делят на группы; 1) скопления
легкорастворимых солей белого цвета ( NaCl, CaCl2, MgCl2, Na2SO4 и т. п. )
Встречаются в засоленных почвах в форме скоплений √ нал╦ты, выцветы, корочки,
примазки, крупинки и отдельные кристаллы солей; 2) скопления гипса (CaSO4).
Белого цвета, встречается в форме выцветов, нал╦тов, прожилок; 3) скопления
карбоната кальция (CaCO3). Белого или грязно √ белого цвета. Залегают в форме
карбонатной плесени, карбонатных трубочек, белоглазки; 4) скопления окислов и
гидратов окислов железа, марганца, фосфорной кислоты. Это красно √ бурые, ржаво
√ охристые, розовые, ж╦лтые нал╦ты, пл╦нки выцветы, примазки, пятна, трубочки,
конкреции и т.д. Эти образования характерны для дерново √ подзолистых и
избыточно увлажн╦нных почв; 5) закисные соединения железа. Встречаются в виде
сизоватых пл╦нок, пятен, корочек в болотных и заболоченных почвах; 6) скопления
кремнекислоты. Встречаются в виде присыпки, прожилок, пятен в почвах
подзолистого типа и солодях; 7) выделения и скопления органических веществ.
Ч╦рного или т╦мно √ серого цвета пот╦ки, корочки, пятна, карманы, языки,
связанные с проникновением перегнойных веществ по трещинам в нижележащие
горизонты.
Новообразования биологического происхождения делят по происхождению на следующие
группы: 1) червороины, извилистые ходы и канальца червей; 2) капролиты √
зернистые клубочки экскрементов червей; 3) кротовины √ пустые или заполненные
ходы роющих животных (сусликов, сурков, кротов); 4) корневины √ полости,
образующиеся после перегнивания крупных корней растений; 5) дендриты √ "узоры"
от перегнивания мелких корешков.
Новообразования химического и биологического происхождения дают возможность
судить о генезисе и плодородии почв.
Включения - присутствующие в почве тела органического и неорганического
происхождения, образование которых не связано с почвообразовательным процессом
(камни, валуны, галька, остатки корней, стеблей, стволов растений, кости
животных, раковины моллюсков, кирпич, стекло, металлические предметы, черепки).
Вскипание. Вскипание от НСl важнейший морфологический признак,
позволяющий определить в почве наличие карбонатов (СаСО3). В результате реакции
выделяется углекислый газ из почвы в виде пузырьков с характерным шипением.
К основным показателям плодородия относят гранулометрический состав, содержание
гумуса, нитратного азота, подвижного фосфора, обменного калия, микроэлементов и
кислотность почвы.
При проведении агрохимического и почвенного обследования состояние плодородия
почв оценивается на основании утвержденных Министерством сельского хозяйства РФ
нормативных показателей (Приложения 5-10).
Почвы земледельческой части Красноярского края характеризуются высоким
потенциальным плодородием (Танделов и др. 1997, 2005). По природным зонам
наблюдаются различия в содержании в почвах гумуса, макро- и микроэлементов,
реакции почвенного раствора (Приложения 11-17).
Задание: заполнить таблицу 1. Зарисовать почвенные профили, указать
мощность генетических горизонтов, морфологические признаки, гранулометрический
состав, агрохимические показатели заполнить самостоятельно, используя
дополнительную литературу и приложения 2-17.
Сделать рисунки почвенных профилей чернозема выщелоченного, чернозема
обыкновенного, темно серых лесных, дерново-подзолистых почв.
По результатам приведенных данных сделать вывод об уровне почвенного плодородия
(по содержанию гумуса в пахотном слое, реакции почвенного раствора (pH),
обеспеченности подвижными формами азота, фосфора, калия, мощности гумусового и
пахотного горизонтов) и оптимальной глубине основной обработки.
Таблица 1 - Характеристика почв
Красноярского края
Название
почвы
(тип, подтип) |
Генетические
горизонты |
Рисунок
почвенного
профиля |
Мощ-
ность,
см |
Грануло-
метрический
состав |
Содержание
гумуса , % |
рН почвен-
ного раствора |
Подвижные
формы,мг/кг |
| N- NО3 |
Р2О5 |
К2О |
1. Чернозем
выщелоченный |
|
|
|
|
|
|
|
| |
2.Чернозем
обыкновенный |
| |
|
|
|
|
|
|
|
Приложения
|