Методичка. А. В. Гусаров аудиторнопрактические работы по курсу география почв с основами почвоведения часть Определение основных морфологических признаков почвы
 Скачать 0.71 Mb.
|
|
элементов Размерность фракций, мм Состав камни более 10 преимущественно обломки горных пород (почвы и породы валунные, галечниковые и щебенчатые) гравий 1,5 – 10 обломки породи первичных минералов песок 0,05 – 1,5 обломки первичных минералов, прежде всего кварца и полевых шпатов 0,005 – 0,05 крупная и средняя пыль) обломки первичных минералов, прежде всего кварца и полевых шпатов для средней пыли характерно также повышенное содержание слюдистых минералов пыль 0,001 – 0,005 мелкая пыль) обломки первичных и вторичных минералов 0,0001 – 0,001 собственно илистая фракция) ил менее 0,0001 коллоиды) преимущественно обломки высокодисперсных вторичных минералов из первичных минералов чаще всего встречаются кварц, ортоклаз и мусковит Всё многообразие почв и почвообразующих пород по механическому составу можно объединить в группы с характерными для них физическими, физико-химическими и химическими свойствами. В основу этого группирования положено соотношение физического песка и физической глины. По соотношению содержания частиц различной величины (главным образом, по содержанию частиц менее 0,005 мм) почвы и почвообразующие породы подразделяются наследующие крупные группы – пески, супеси, суглинки и глины таблица 3). Таблица Группы и подгруппы почв и почвообразующих пород по механическому (гранулометрическому) составу по В.В. Добровольскому, 2001) Группы Подгруппы Содержание частиц (%) менее 0,005 мм мелкая пыль и ил) тяжёлая более 60 глина лёгкая 30 – 60 тяжёлый 20 – 30 средний 15 – 20 суглинок лёгкий 10 – 15 тяжёлая 6 – 10 супесь лёгкая 3 – 6 песок менее 3 Иногда выделяют скелетный механический состав, когда почвенная масса состоит из обломков плотных пород (хрящ, щебень, галька, валуны, смешанных с мелкозёмом. Если отбросить крупные (скелетные) элементы, то остальная почвенная масса обнаруживает свойства одной из перечисленных в таблице 3 групп (подгрупп. Соотношение обломочных частиц в почвообразующих породах разного происхождения определяет механический состав развитых из них почв. Из супесчаных (например, аллювиальных (речных) или эоловых (образованных деятельностью ветра) почвообразующих пород образуются супесчаные почвы, из суглинистых (аллювиальных, делювиальных (образованных при плоскостном смыве на склонах) или иного происхождения) пород – суглинистые почвы. Существует несколько способов определения механического (гранулометрического) состава почв и почвообразующих пород – от относительно сложных методов с использованием специального оборудования (седиментационный анализ, основанный на обособлении частиц вследствие неодинаковой скорости осаждения (седиментации) их вводе в зависимости от массы и величины скорость осаждения частицы (V) пропорциональна её радиусу (R) во второй степени, те. V = ƒ(R²) (закон Стокса ситовый гранулометрический анализ, широко применяемый для определения механического состава песчаных и супесчаных почв при помощи стандартного набора сит с последующим взвешиванием выделенных фракций анализ по методу Рутковского, позволяющий выделить глинистую, пылеватую и песчаную фракции, основываясь на способности частиц почв и почвообразующих пород набухать вводе, и другие методы) до предельно простых приёмов (на ощупь метод раскатывания) для отнесения почвы и почвообразующей породы к глинистой, суглинистой, супесчаной или песчаной группе. Последние методы широко применяются в полевых исследованиях (в том числе на полевых учебных практиках) в силу их простоты и быстроты проведения, однако их результаты дают лишь ориентировочное представление о механическом составе почвы или почвооб- разующей породы. ► ЗАДАНИЕ Определить механический (гранулометрический) состав каждого генетического горизонта (подгоризонта) образца почвы методом раскатывания. Материалы 1. Образец почвы в почвенном ящике. 2. Бланк описания образца почвы. 3. Фарфоровая ступка и пестик. 4. Мензурка или колбас водой. 5. Влажные салфетки для рук. 6. Полиэтиленовый (или бумажный) пакет для мусора. Методика работы (1) Небольшое количество почвенного материала (объём одной чайной ложки, взятое из отдельного генетического горизонта (подгоризонта) образца почвы, очищается от посторонних предметов (веточки, стебли и корни трав, обломки камней, угольки и т.д.), аккуратно растирается в фарфоровой ступке до однородной рассыпчатой массы и смачивается водой из мензурки или колбы до густой вязкой (тестообразной) консистенции. (2) Полученная масса скатывается в шарик диаметром около 1,5–2 см. (3) Шарик раскатывается на более или менее ровной поверхности (стол, тетрадная поверхность, ладонь и т.д.) в шнур длиной около 5 см и равномерной толщиной около 4–5 мм. (4) Полученный шнур аккуратно сгибается в кольцо также на более или менее ровной поверхности (стол, тетрадная поверхность, ладонь и т.д.). Не допускается сгибание в кольцо пересохшего или переувлажнённого шнура если шнур высох, то необходимо добавить немного воды и раскатать материал вновь, если он переувлажнённый – слегка обдуть его для испарения воды с поверхности. (5) По характеру раскатывания материала в шнур, его морфологии, наличию и густоте трещин на нём определяется принадлежность изучаемого почвенного материала к той или иной группе (подгруппе) механического состава (таблица 4). Таблица Определение механического (гранулометрического) состава почвы и почвообразующей породы методом раскатывания 15 ) Исходя из механического состава для каждого генетического горизонта й материал не возвращается обратно в поч- венны ва и исключения случайно ibтоговый результат по механическому составу каждого генетического (подгоризонта) определяются, опираясь на таблицы 2 и 3, общие особенности его минералогического состава. Эти выводы сопоставляются с выводами об особенностях минералогического состава, полученными по анализу окраски почвенного образца. (7) Отработанный почвенный ящика удаляется в мусорное ведро или пакет. Для надёжности определения механического соста го результата необходимо провести описанную выше процедуру на раскатывание не менее двух-трёх раз для одного итого же образца. И горизонта (подгоризонта) вписывается простым карандашом в соответствующую графу бланка описания образца почвы. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПОЧВЫ Структура почвы является одним основных морфологических и диаг- ности ы почвы могут находиться в свободном (раздель- но-ча находятся преим ых проце - ремен пление механических элементов и микр о- едине уктуриро- вании из ческих её признаков. Механические элемент стичном) состоянии или быть объединены под влиянием различных причин в структурные отдельности (агрегаты, комки) – педы – разной формы и состава. Совокупность агрегатов различной величины, формы и качественного состава называется структурой (макроструктурой) почвы. В песчаных и супесчаных почвах механические элементы ущественно в свободном (раздельно-частичном) состоянии. Суглинистые и глинистые почвы могут быть структурными или бесструктурными. В формировании структуры почвы следует различать два основн сса: механическое разделение почвенной массы на агрегаты (комки) и образование прочных, не размываемых вводной среде отдельностей. Указанные процессы протекают под воздействием физико-механических, физико- химических, химических и биологических процессов структурообразования. Физико-механические процессы изменение объёма (давления) при пе ном высушивании и увлажнении, замерзании и оттаивании воды в почве, деятельность роющих и копающих животных, рыхлящее воздействие поч- вообрабатывающих орудий и т.д. Созданные этими процессами структурные отдельности не являются водопрочными. Физико-химические процессы скре оагрегатов коллоидными веществами (органическими и минеральными. Чтобы отдельности, скреплённые коллоидами, не расплывались от действия воды, коллоиды должны быть необратимо скоагулированы. Такими коагуляторами в почве чаще всего являются двух- и трёхвалентные катионы Ca 2+ , Mg 2+ , Fe 3+ и Al 3+ . При наличии одновалентных катионов (особенно Na + ) необратимая коагуляция не происходит и водопрочной структуры не образуется. Наиболее прочно скрепляющими веществами являются органические коллоиды, в частности гуматы кальция. Водопрочная структура образуется и при взаимодействии гуминовых кислот с минералами монтмориллонитовой группы (монтмориллонит и его разновидности – нонтронит, бейделит, сапонит и другие) и гидрослюдами (гидромусковит, гидробиотит и др, менее водопрочная при взаимодействии с кварцем, аморфной кремнекислотой и др. Химические процессы образование труднорастворимых химических с ний (углекислый кальций, гидроксиды железа, силикаты магния и другие, которые при пропитывании агрегатов почвы цементируют их. Биологические процессы им принадлежит основная роль в стр почвы (деятельность растений и животных. Наиболее сильное острук- туривание почвы производит многолетняя травянистая растительность, обла- Таблица Классификация структурных элементов (педов) по Тип Вид Морфологические особенности Размеры элем дающая густой корневой системой (механическое уплотнение и разделение почвенной массы на агрегаты, которая образует при своём разложении большое количество гумуса, связанного с кальцием растительного опада – гумата кальция – прекрасного коагулятора в почве. Большое оструктуриваю- щее влияние оказывают также, к примеру, дождевые черви, пропускающие почвенную массу через свой организм. чвы ментов, м глыбистый грани и рёбра выражены плохо более 50* комковатый грани и рёбра выражены плохо 5–50* ореховатый грани и рёбра выражены хорошо 5–30* зернистый грани и рёбра выражены хорошо 1–5* кубовидный пой роховидны грани и рёбра выражены хорошо столбчатый гладкие боковые грани и рёбра, округлая верхняя поверхность ее 50* и бол призмовидный призматический сглаж до 50* более енные, часто глянцевитые грани и острые рёбра, вершина не округлая и сланцеватый 5** и более плитчатый отдельности представлены тонкими плиточками различной плотности и окраски 3–5** пластинчатый тон пои кие, невыдержанные простиранию пластиночки, ногда утончающиеся к краям листоватый мене тонкие, невыдержанные по простиранию пластиночки, утончающиеся к краям е 1** плитовидный чушуйчатый неб ые ч более ольшие, отчасти изогнут горизонтальные скорлуповато- ешуйчатые плоскости спайности и поперечный размер отде али) отдельностей аибольшей водопрочностью обладают чернозёмные почвы влажных степе льностей; ** толщина (по вертик Н й, где оптимально выражены природные структуроформирующие процессы (большая масса опада травянистой растительности, большое содержание гуматов кальция, высокая микробиологическая активность и т.д.). К северу и к югу от влажных степей наблюдается уменьшение водопрочности 18 микро- струк еет некоторое сходство с кристаллами, и её отд ерами от- теризуется вытянутостью по вертикальной оси и выра- женн изводится клас- сифи труктура почвы зависит как от состава почвообразующей породы, таки от т Рисунок 2. Морфология видов структурных элементов (педов): I – кубовидный тип (1 – комковатая структура, 2 – ореховатая, 3 – зернистая 4 – пылеватая); II – призмовидный тип (5 – столбчатая структура, 6 – призматическая структуры, что связано с ухудшением условий развития травянистой растительности, уменьшением содержания гумуса и другими причинами. Почвенные агрегаты размерностью менее 0,5 мм относятся к туре. Почвы с такими мелкими отдельностями в полевых условиях условно считаются бесструктурными. Структура почвы отдалённо им ельности подразделяются наследующие три основных типа – кубовидный тип характеризуется примерно одинаковыми разм дельностей по всем трём направлениям (длина, ширина, высота. Отдельности этого типа обычно представлены неправильными многогранниками или изо- метричными комочками – призмовидный тип харак – плитовидный тип отличается сплюснутостью по вертикальной оси. Каждый из этих типов имеет свои виды, выделяемые по степен ости граней и рёбер структурных отдельностей. Важное значение для характеристики структуры почв имеет размер отдельностей. На основании соотношения морфологии и размера про кация структурных элементов почвы (таблица 5, рисунок 2). ); III – плитовидный тип (7 – пластинчатая структура, 8 – листоватая). С ипа почвообразования. Поэтому отдельным почвенным разностям соответствует определённая структура. Так, зернистая структура характерна для 19 ЗАДАНИЕ руктуру каждого генетического горизонта (подгоризонта) атериалы: вы в почвенном ящике. ент листа миллиметровой бумаги. Методика работы (1) Из каждого генетического горизонта (подгоризонта) образца почвы берёт сортируется по морфологическому далее анализируют стая (50-70 мм средне-глыбистая (70-100 мм крупн (5-10 мм средне-комковатая (10-30 мм, гумусового горизонта чернозёмов, ореховатая – для горизонта В дерново- подзолистых и серых лесных почв, пластинчатая и листоватая – для горизонта А дерново-подзолистых почв и т.д. Определить ст образца почвы. М. Образец поч. Бланк описания образца почвы. 3. Небольшой (20 см × 20 см) фрагм 4. Влажные салфетки для рук. ся почвенный материал объёмом, умещающимся на ладони. При этом выбираются не первые попавшиеся или самые крупные структурные отдельности, а тот объём почвенного материала, который типичен (представителен) для данного горизонта (подгоризонта). Отобранный материал раскладывается на лист бумаги (желательно миллиметровой. (2) На листе бумаги отобранный материал признаку (таблица 5), причём сортировку производят сразу на уровне видов структурных элементов. После сортировки отдельностей определяют преобладающие по количеству–массе основной (преобладающий) и дополнительный виды структурных элементов, поскольку почвенная структура чаще всего бывает смешанной. По соотношению видов даётся предварительное название структуры горизонта (подгоризонта), где основной (преобладающий) вид ставится на последнее место например, призматически-ореховатая структура (здесь ореховатый вид – основной, комковато-ореховато- призматическая структура (призматический вид – основной. (3) Отсортированные по видам структурные отдельности ся по их средним размерам. Предварительное название структуры уточняется с учётом размера отдельностей. Для детализации размеров отдельно- стей вводятся в название дробные градации. Размерные диапазоны вида структурных элементов разбиваются наследующие поддиапазоны: мелкий, средний, крупный. Например – структура мелко-глыби о-глыбистая (более 100 мм – структура мелко-комковатая 20 крупн атая (5-7 мм, средне-ореховатая (7-10 мм, крупн тая (0,5-1 мм, мелкозернистая (1-2 мм, с мелко (или коротко- призм ко)-столбчатая (менее 30 мм, средне- столб пользоваться милл ётся полное название структуры горизонта (подгоризонта) с уч- том еском описании структурных отдельностей жела- тельн тая, орёберные выступы, отдельностей фиксируется в бланке описа о в поч- венны тоговое название структуры каждого генетического горизонта (подг о-комковатая (30-50 мм – структура мелко-орехов о-ореховатая (10-30 мм и более – структура пороховидно-зернис редне-зернистая (2-3), крупнозернистая (3-5 мм – структура тонко-призматическая (менее 10 мм, атическая (10-30 мм, средне-призматическая (30-50 мм, крупно- призматическая (50-100 мм и более – структура мелко (или корот чатая (30-50 мм, крупно-столбчатая (50-100 мм и более. Для определения размеров отдельностей рекомендуется иметровой бумагой. В дальнейшем эту процедуру можно проводить уже на глаз. (4) Да морфологии и размеров её отдельностей. Пример полного названия структуры структура крупно-ореховато–средне-призматическая, средне- крупно-комковатая и т.д (5) При морфологич о указывать преобладающий вид их поверхности – гладкая, – шерохова – угловатая (остр узловатая округлые выступы, – ячеистая (округлые впадины. Вид поверхности структурных ния как дополнительный элемент (указывается в скобках) в графу Структура. Например, структура средне-призматическая (гладкая) или крупно-ореховато (шероховатая)–средне-призматическая (гладкая. (6) Проработанный почвенный материал возвращается обратн й ящик. И оризонта) вписывается простым карандашом в соответствующую графу бланка описания образца почвы. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОВООБРАЗОВАНИЙ И ВКЛЮЧЕНИЙ В ПОЧВЕ При формировании почвы в ней озникают разнообразные химические соеди разования возникают в почве вследствие либо осаждения iообразованияi (животного и растительного происхождения) разованиям относят итак называемую кремнезёмистую при- сыпку образования подразделяются по химическому елённых условиях. Поэтов нения. Некоторые из них распределяются в почвенной массе сравнительно равномерно, другие – в виде разного рода скоплений, сгущений. Морфологически хорошо оформленные, чётко обособленные от остальной почвенной массы химические соединения, возникшие в процессе гипергенеза выветривания) и почвообразования, называются новообразованиями. Различают почвенные новообразования химического и биологического (биогенного) происхождения. Химические новооб на месте их образования, либо выпадения на некотором (иногда значительном) расстоянии от места своего возникновения при перемещении с почвенным раствором в горизонтальном или вертикальном направлениях. Химические новообразования представлены самородными элементами, сульфидами, карбонатами, сульфатами, хлоридами, оксидами железа, алюминия и марганца, закисными соединениями железа, кремнекислотой, нитратами, гумусовыми и другими веществами. По форме химические новообразования подразделяются на выцветы и налёты; примазки и потёки; корочки прожилки и трубочки конкреции. Биогенные нов встречаются в следующей форме червоточины – извилистые ходы- канальца червей капролиты – экскременты дождевых червей в виде небольших клубочков кротовины – пустые или заполненные ходы роющих животных (сурков, кротов, сусликов и др корневины – сгнившие крупные корни растений дендриты – узоры мелких корешков на поверхности структурных отдельностей. К новооб , образующуюся при энергичном вымывании из верхних горизонтов почвы. Эта присыпка, особенно характерная для подгумусовой толщи кислых лесных (дерново-подзолистых, серых лесных и др) почв, представляет собой тонкий белесоватый налёт на структурных отдельностях почвы. Она сложена мелкими зёрнами обломочных минералов, главным образом кварца, отмытыми от тонкодисперсных частиц. Встречающиеся в почвах ново составу и форме наследующие группы (таблица 6). Группы новообразований возникают в строго опред му в процессе образования разных типов почв формируются типичные для них новообразования (таблица 7). |