почва. новая почва ПДФ. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования СанктПетербургский горный университет
 Скачать 1.01 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» Кафедра гидрогеологии и инженерной геологии ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ по дисциплине Почвоведение Природные условия формирования, особенности морфологического строения и свойств почвы (участок № 71, почвенный разрез № 71-10) Выполнил: студент гр. ИЗБ-21-2 _____ Меликова К.К. ПРОВЕРИЛ доцент Николаева Т.Н. Санкт-Петербург 2022 год 2 Содержание Введение ................................................................................................................... 6 Факторы почвообразования ................................................................................... 7 Почвенный профиль № 71-10 ................................................................................ 9 Состав и свойства почвы ...................................................................................... 10 1. Гумус ............................................................................................................... 10 2. Карбонаты (CO 2 ) ............................................................................................ 11 3. Реакция почвенного раствора (pH) .............................................................. 12 4. Почвенный поглощающий комплекс (ППК) .............................................. 13 5. Гранулометрический состав ......................................................................... 14 6. Валовый состав почвы ................................................................................... 16 Почвообразовательные процессы ........................................................................ 18 Комплексная оценка свойств почвы ................................................................... 20 Вывод …………………………………………………………………………… 21 Список использованной литературы .................................................................. 22 3 Вариант 4 УЧАСТОК № 71 Абразионная моренная равнина с абсолютными отметками 90-100 м, имеющая пологий уклон к северо-западу до отметок 35-50м. Поверхность равнины плоская или слегка волнистая, с колебаниями относительных высот до 3 м. В центральной части имеются участки размытого камового рельефа, достигающие абсолютной высоты 65-80 м. Спорадически встречаются короткие озы (высота 5-15 м), ориентированные в меридиональном направлении (рис. 1). Рис. 1. Абразионная моренная равнина В условиях умеренно континентального климата температура самого холодного месяца колеблется в пределах от -5 до -20 C, а самого теплого – от 12 до 16 C. Годовое количество осадков составляет 600-700 мм. Коэффициент увлажнения менее 1,5. Тип водного режима промывной. Плакорные пространства заняты высокобонитетными еловыми лесами- зеленомошниками кисличниками. Сплошной моховой покров представлен таежными гипновыми мхами (Hylocomiumproliferum, PleuroziumSchrederi). В таежном наземном покрове встречаются более южные дубравные травянистые растения – копытень (Asarumeuropaeum), ясменник (Asperulaodorata), ветреница (Anemonenemorosa), зеленчук (Galeobdolonluteum), медуница (Pulmonariaofficinalis), сныть (Aegopodium) и др. Древесные широколиственные породы встречаются здесь по защищенным склонам в речных долинах. 4 ОПИСАНИЕ ПОЧВЕННОГО РАЗРЕЗА НА ТЕРРИТОРИИ ПРИРОДНОГО УЧАСТКА №71 РАЗРЕЗ № 71-10 В 15 км северо-восточнее дер. М. Относительно невысокий холм. Микрорельеф не выражен. Разрез на плоской вершине холма. А 0 – 0-10 см. Темно-бурая слаботорфованная подстилка, переход резкий. А 2 – 10-17 см. Серовато-белесоватый, плитчатый, супесчаный, рыхлый, влажный, встречаются небольшое количество рудяковых зерен, небольшие обломки кремнистого вида, пронизан мелкими (до 1 мм) корешками, переход постепенный. А 2 В – 17-32 см. Белесовато-бурый, плитчатый с ореховатостью, среднесуглинистый, влажный, уплотнен сильнее предыдущего, по вертикальным трещинам заметна темно-коричневая коллоидная пленка, есть небольшие обломки кремнистого вида, изредка встречаются мелкие корешки растений, переход постепенный. B t – 32-92 см. Бурый, ореховатый, тяжелосуглинстый, плотный, свежий, на гранях структурных отдельностей хорошо выражена темно- коричневая коллоидная пленка, есть небольшие обломки кремнистого вида, переход постепенный. C – 92-105 см. Буровато-желтый, ореховато-глыбистый, среднесуглинистый, свежий, уплотнен, по вертикальным трещинам изредка заметная коллоидная пленка, есть небольшие обломки кремнистого вида. 5 Таблица 1 – Гранулометрический состав разреза № 71-10 Горизонт Мощность, см Содержание фракций, %, при размере частиц в мм 1- 0,25 0,25- 0,05 0,05- 0,01 0,01- 0,005 0,005- 0,001 <0,001 А 2 10-17 46,5 36,9 5,4 5,8 3,2 2,2 А 2 В 17-32 29,6 31,3 8,5 3,5 12,7 14,4 В t 32-92 19,5 11,9 9,5 12,0 17,3 29,8 С 92-105 20,7 30,5 11,2 12,3 13,0 29,8 Таблица 2 – Результаты валового анализа разреза № 71-10 (% на безводную безгумусную бескарбанатную навеску) Горизон т Мощность, с м SiO 2 Fe 2 O 3 Al 2 O 3 Mn O Ca O Mg O Na 2 O K 2 O P 2 O 5 А 2 10-17 93,3 9 1,63 1,68 0,06 0,81 0,64 0,88 0,62 0,29 А 2 В 17-32 82,1 8 9,94 4,59 0,05 0,64 0,67 0,43 0,94 0,56 В t 32-92 85,4 8 7,60 4,23 0,06 0,63 0,09 0,39 0,95 0,57 С 92-105 89,1 1 5,19 4,22 0,04 0,03 0,44 0,54 0,31 0,12 Таблица 3 – Общие химические анализы разреза № 71-10 Горизонт Мощность, см Гумус, % Поглощённые катионы, ммоль(+)/100 г Сумма А 2 10-17 4,2 1,1 Нет 1,3 0,6 1,2 2,4 5,5 А 2 В 17-32 4,6 0,6 То же 1,8 0,2 1,3 2,2 5,5 В t 32-92 4,6 0,5 » 1,8 0,9 1,2 2,0 5,9 С 92-105 4,5 0,4 » 1,5 0,1 1,1 1,9 4,6 6 Введение На примере описания природных условий участка и свойств почв, отражённых в таблицах, описать состав и свойства почвы и дать её полное название по совокупности описанных признаков в соответствии с существующей классификацией, указав, является ли она зональным, интразональным или азональным типом, и к какой почвенно-климатической области относится[4]. Данный вариант работы относится к первому типу заданий и содержит следующие сведения: 1. Описание природных условий участка. 2. Описание почвенных разрезов на территориях природных участков, включающее характеристику рельефа и растительности. 3. Таблицы гранулометрического состава, общих химических анализов разреза и результаты валового анализа почвы. 7 Факторы почвообразования 1. Рельеф Абразионная моренная равнина с абсолютными отметками 90-100 м, имеющая пологий уклон к северо-западу до отметок 35-50м. Поверхность равнины плоская или слегка волнистая, с колебаниями относительных высот до 3 м. В центральной части имеются участки размытого камового рельефа, достигающие абсолютной высоты 65-80 м. Спорадически встречаются короткие озы (высота 5-15 м), ориентированные в меридиональном направлении. Представленный рельеф характерен для территории Восточно- Европейской равнины [3]. Дальнейшие выводы можно будет сделать, опираясь на климатическую характеристику территории. 2. Климат В условиях умеренно континентального климата температура самого холодного месяца колеблется в пределах от -5 до -20 C, а самого теплого – от 12 до 16 C. Годовое количество осадков составляет 600-700 мм. Коэффициент увлажнения менее 1,5. Тип водного режима промывной. Умеренная температура данной области исключает возможность интенсивного испарения, что объясняет достаточно высокий увлажнения. Почва относится к экстрагумидной климатической группе, как следствие, не испытывает недостатка влаги. Промывной режим при достаточном и избыточном увлажнении будет способствовать вымыванию растворимых продуктов из лесной подстилки и слоя почвы под ней. 3. Растительность Плакорные пространства заняты высокобонитетными еловыми лесами- зеленомошниками кисличниками. Сплошной моховой покров представлен таежными гипновыми мхами (Hylocomiumproliferum, PleuroziumSchrederi). В наземном покрове встречаются более южные дубравные травянистые растения – копытень (Asarumeuropaeum), ясменник (Asperulaodorata), 8 ветреница (Anemonenemorosa), зеленчук (Galeobdolonluteum), медуница (Pulmonariaofficinalis), сныть (Aegopodium) и др. Древесные широколиственные породы встречаются здесь по защищенным склонам в речных долинах. Данная растительность по описанию схожа с растительностью таежно- лесной зоны. Растительность представлена хвойными и лиственничными породами деревьев. Нижний ярус растительности представлен мхами, кустарниками, травами [7]. 4. Материнская порода Согласно описанию, горизонт C буровато-желтый, ореховато- глыбистый, среднесуглинистый, свежий, уплотнен, по вертикальным трещинам изредка заметна коллоидная пленка, есть небольшие обломки кремнистого вида. Из этого следует, что материнская порода является покровным суглинком, который может иметь бурый, желтоватый или красноватый цвет, а также содержит большое количество макропор и трещин[1]. Исходя из представленных факторов почвообразования, можно говорить о действии почвообразовательного процесса – подзолистого процесса–действие которого происходит под пологом таежных моховых и мертвопокровных хвойных лесов, в условиях избыточной влаги. Развитие почвы происходит на покровном суглинке. Как следствие всего ранее сказанного, данная почва относится к подзолистому генетическому типу[2]. 9 Почвенный профиль № 71-10 На рисунке 2 изображена зарисовка почвенного профиля согласно его описанию. Рис. 2. Зарисовка почвенного профиля №71-10 10 Состав и свойства почвы 1. Гумус Распределение гумуса по генетическим горизонтам представлено в таблице 4 и на рисунке 3, представленном ниже. Таблица 4 – распределение гумуса по горизонтам. Горизонт Мощность, см Гумус, % А 2 10-17 1,1 А 2 В 17-32 0,6 В t 32-92 0,5 С 92-105 0,4 Как видно в таблице 4 и на рисунке 2, органическое вещество сосредоточено в основном в самом поверхностном слое (1,1% гумуса в горизонте А 2 ), а поскольку этот слой отличается малой мощностью, то и абсолютное содержание перегноя в описываемой почве весьма ограничено. Содержание гумуса низкое (в сумме составляет 2,6%). Почва относится к слабогумуссированным. В составе гумуса преобладаютфульвокислоты над гуминовыми, что можно наблюдать по реакции среды, график которой также представлен на рисунке 3. 11 Рис. 3. График распределения гумуса по горизонтам Ниже по профилю происходит уменьшение содержания гумуса до 0,4%, особенно резко происходящее в горизонте А 2 В (0,6%) и ниже. 2. Карбонаты (CO 2 ) Процентное содержание карбонатов представлено в таблице 5. Таблица 5 – содержание карбонатов Горизонт Мощность, см CO 2, % А 2 10-17 Нет А 2 В 17-32 То же В t 32-92 » С 92-105 » Основываясь на данных таблицы 5, можно сделать вывод о том, что карбонатов в данной почве нет, а как следствие, отсутствуют сульфаты и хлориды как наиболее подвижные соединения. Почвообразующая порода не является карбонатной. 12 3 . Реакция почвенного раствора (pH) Реакция почвы обусловлена наличием и соотношением в почвенном растворе водородных (H + ) и гидроксильных (ОН - ) ионов и характеризуется рН – отрицательным логарифмом активности водородных ионов в растворе. Распределение уровня рН по горизонтам представлено в таблице 6 и на рисунке 4. Таблица 6 – Кислотность горизонтов Горизонт Мощность, см pH, H2О А 2 10-17 4,2 А 2 В 17-32 4,6 В t 32-92 4,6 С 92-105 4,5 Рис. 4. График распределения pH по горизонтам почвенного профиля Как видно из таблицы 4, почва относится к сильнокислым (pH варьируется от 4,2 в верхнем слое до 4,6 в переходном и иллювиальном горизонте), что является неблагоприятным фактором для сельского 13 хозяйства. Такая реакция среды объясняется характером опада, состоящего, в том числе, и из хвойного опада, который дает столь кислую реакцию. Для сельскохозяйственных растений наиболее благоприятна слабокислая (pH=5,1-5,5) или слабощелочная (pH=7,1-7,5) реакция почвенного раствора; отрицательно сказывается на развитии растений сильнокислая и сильнощелочная реакция. 4. Почвенный поглощающий комплекс (ППК) Почвенный поглощающий комплекс представлен в таблице 7 и на рисунке 5. Таблица 7 – Почвенный поглощающий комплекс по горизонтам Горизонт Мощность,см Поглощенные катионы, ммоль (+)/100г Ca 2+ Mg 2+ Al 3+ H + Сумма А 2 10-17 1,3 0,6 1,2 2,4 5,5 А 2 В 17-32 1,8 0,2 1,3 2,2 5,5 В t 32-92 1,8 0,9 1,2 2,0 5,9 С 92-105 1,5 0,1 1,1 1,9 4,6 В составе поглощенных катионов присутствуют кальций, магний, алюминий и водород. Они присутствуют во всех генетических горизонтах. Обменные катионы водорода и алюминия обусловливают кислую реакцию среды и, как следствие, почва является ненасыщенной основаниями. Коллоиды находятся в состоянии непрочного геля, разрушаются и вымываются. Больше всего катионов Ca 2+ и Mg 2+ содержит в себе горизонт B t . Накопление этих элементов говорит нам о том, что почвы обладают невысоким естественным плодородием. 14 Рис. 5. График распределения по профилю поглощенных катионов 5. Гранулометрический состав Гранулометрический состав почв в значительной степени унаследован от соответствующих материнских пород и в своих основных чертах остается стабильным в процессе почвообразования. Гранулометрический состав почвенного разреза представлен в таблице 8, график представлен на рисунке 6. Таблица 8–гранулометрический состав разреза Горизонт Мощность, см Содержание фракций, %, при размере частиц в мм 1-0,25 0,25-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 0,005-0,001 <0,001 А 2 10-17 46,5 36,9 5,4 5,8 3,2 2,2 А 2 В 17-32 29,6 31,3 8,5 3,5 12,7 14,4 В t 32-92 19,5 11,9 9,5 12,0 17,3 29,8 С 92-105 20,7 30,5 11,2 12,3 13,0 29,8 15 Рис. 6. График распределения гранулометрических фракций по разрезу. Цифра от 1-6 соответствуют размерам фракций,(мм): 1 – 1-0,25; 2 – 0,25- 0,05; 3 – 0,05-0,01; 4 –0,01-0,005; 5 – 0,005-0,001; 6 – <0,001 Исходя из данных таблицы 8, представленной выше, горизонты можно именовать следующим образом: Таблица 9 – Наименования генетических горизонтов Горизонт Название А 2 Супесчаный мелкопесчано-среднепесчаный подзолистого типа А 2 В Среднесуглистый среднепесчано-мелкопесчаный подзолистого типа В t Легкоглинистый среднепесчано-иловатый подзолистого типа С Легкоглинистый иловато-мелкопесчаный подзолистого типа Фракции по профилю распределены неоднородно. Из рисунка 6 видно, что фракция среднего песка преобладает в гумусово-аккумулятивном и элювиальном слоях (46,5% в горизонте А 2 и 29,6% в А 2 В), после чего ее содержание относительно других фракций резко снижается, в пользу 16 фракции ила (29,8% в горизонтах B t и C).Это может свидетельствовать о протекании процесса лессиважа. Такая дифференциация гранулометрического состава по горизонтам является следствием промывного почвенного режима. Как следствие, иллювиальный горизонт становится наиболее плотным и тяжелым, относительно других горизонтов. Такого рода перераспределение вещества по почвенной толще неизбежно сказывается и на физических свойствах почвы: верхний элювиальный горизонтA 2 несколько опесчанивается, утрачивает связность, становится более рыхлым и бесструктурным; нижние же слои, наоборот, уплотняются, становятся связными и трудно-проницаемыми как для воздуха, так и для воды, начиная с элювиально-иллювиального A 2 B. Такая картина в целом свойственная подзолистым почвам. 6. Валовый состав почвы Валовой состав почвенного разреза приведён в таблице 10. Таблица 10 – Валовый состав разреза (% на безводную безгумусную бескарбонатную навеску) Горизонт Мощность, см SiO 2 Fe 2 O 3 Al 2 O 3 MnO CaO MgO Na 2 O K 2 O P 2 O 5 А 2 10-17 93,39 1,63 1,68 0,06 0,81 0,64 0,88 0,62 0,29 А 2 В 17-32 82,18 9,94 4,59 0,05 0,64 0,67 0,43 0,94 0,56 В t 32-92 85,48 7,60 4,23 0,06 0,63 0,09 0,39 0,95 0,57 С 92-105 89,11 5,19 4,22 0,04 0,03 0,44 0,54 0,31 0,12 Данная почва содержит кремний, железо, алюминий, марганец, кальций, магний, натрий, калий и фосфор. Вследствие промывного режима, как это можно увидеть в таблице 10, железо и алюминий вынесены из гумусового и элювиального горизонта в нижележащие горизонты, в особенности, в иллювиальный горизонт. 17 Иллювиальный горизонт частично закрепляет выносимые в процессе подзолообразования из верхних горизонтов вещества. Здесь коагулируют и задерживаются железо, алюминий, частично кремний, перегнойные вещества, а также глинистые суспензии. Повышенное содержание, относительно вышележащих горизонтов, алюминия (4,59%) в горизонте вмывания обусловлено увеличением процентного содержания глинистых минералов в этом горизонте. Высокое содержание кремния на протяжении всего почвенного профиля позволяет предположить, что почвообразующая порода содержит много силикатов. Распределение валового содержанияSiO 2 и R 2 O 3 дифференцировано, что свойственно почвам, образование которых связано с процессами оподзоливания, лессиважа и т.д. Так же мы видим, что самое большое содержание кремнезема находится в элювиальном горизонте, из этого следует характер направления почвообразовательных процессов. Так же, так как алюминий и железо сосредоточены в переходном и иллювиальном горизонтах, можно говорить о разрушении алюмосиликатов и выносе из верхних горизонтов подвижных продуктов разрушения. Содержание кальция невелико, наибольшее процентное содержание в горизонте А 2 (0,82%). Содержание магния также невелико и резко падает в иллювиальном горизонте (с 0,67% до 0,09). Наличие кальция и магния в почве способствует коагуляции почвенных коллоидов и закреплению гумуса в верхних ее слоях. Избытка натрия нет и, как следствие, излишнего засоления тоже нет. Столь сильная дифференциация процентного содержания кремния, алюминия и железа относительно друг друга характерна для подзолообразовательного процесса. Содержание фосфора, важного для растений элемента, мало (максимум 0,57% в иллювиальном горизонте). Данная особенность типична для подзолистых почв. 18 Почвообразовательные процессы Для данной почвы ведущим почвообразовательным процессом является подзолообразовательный процесс. Подзолообразовательный процесс происходит под пологом хвойного сомкнутого леса и смешанного леса. Древесная растительность обладает длинными, глубоко идущими корнями и соответственно расходует влагу из нижних слоев почвы, что способствует лучшему увлажнению верхних горизонтов почвы. При этом этот тип растительности защищает почву от попадания прямых солнечных лучей – воздух более насыщен парами, что понижает испарение воды из почвы. Также этим свойством обладает лесная подстилка, она препятствует испарению, а также хорошо пропускает влагу вглубь. Таким образом, почвы большую часть находятся во влажном состоянии и систематически промываются. Лесная подстилка является постоянным и главным источником поступления в почву органического вещества, азота и минеральных соединений. В результате разложения лесной подстилки образуется ряд водорастворимых органических соединений, обладающих обычно кислой реакцией, среди которых преобладающее место занимают фульвокислоты, которые и являются одним из важнейших факторов подзолообразования. Под влиянием нисходящих токов воды зольные элементы в значительной степени подвержены вымыванию. По мере выноса из верхних горизонтов почвы органических и минеральных коллоидов, а также молекулярно-растворенных соединений в почве возрастает относительное содержание нерастворимого кремнезема, в том числе и тончайшего порошка, который освобождается при распаде силикатов и придает верхним слоям почвы своеобразную светло-серую или белесую окраску, весьма напоминающую цвет золы. В почве данного участка мы можем заметить светлую окраску у элювиального горизонта A 2 (серовато- белесоватый цвет)и переходного элювиально-иллювиального горизонта A 2 B (белесовато-бурый цвет). Вымываемые сверху вниз коллоидально 19 растворимые гидраты окиси железа, алюминия, перегнойные вещества, а также глинистые суспензии и отчасти аморфная двуокись кремния на некоторой глубине почвенной толщи частично или полностью закрепляются, образовывая так называемый иллювиальный горизонт, или горизонт вмывания. Чаще всего здесь накапливаются железо и алюминий. Таким образом, самой существенной особенностью подзолообразователъного процесса является глубокий распад первичных и вторичных минералов под воздействием органических кислот и выщелачивание продуктов их распада из верхних горизонтов почвы вниз, а частично и вынос их из почвенной толщи. Для почвы также характерен лессиваж – процесс пептизирования, отмывки илистых и тонкопылеватых частиц с поверхности грубозернистого материала и выноса их в неразрушенном состоянии из элювиально- иллювиального горизонта A 2 B.Это подтверждается увеличением доли фракции ила в иллювиальном горизонтеB t по сравнению с вышележащими. 20 Комплексная оценка свойств почвы Данный почвенный разрез № 71-10 находится в зоне смешанных лесов в условиях умеренно-континентального климата. Участку свойственен промывной водный режим. Коэффициент увлажнения > 1. Господствующая растительность – таежная. Материнская порода – покровный суглинок. Почва слабо-гумусированная. Основная часть гумуса расположена в элювиальном горизонте A 2 (1,1%), он имеет серовато-белесоватый оттенок из-за распада силикатов. Содержание кремния в переходном элювиально-иллювиальном горизонте A 2 B (9,94%) окрашивает его в белесовато-бурый, содержание железа иллювиальном горизонте B t (7,60%)и почвообразующем горизонте C (5,19%) окрашивает горизонты в бурый и буровато-желтый цвета соответственно. Реакция среды сильнокислая во всех горизонтах, кроме горизонта вмывания и переходного между ним и элювиальном горизонте (pH меняется от 4,2 до 4,6). В составе ППК присутствуют Ca 2+ ,Mg 2+ , Al 3+ , H + . Они присутствуют во всех генетических горизонтах. Такой набор свидетельствует о протекании процесса оподзоливания. Ведущим почвообразовательным процессом является подзолообразовательный процесс. Почва относится к зональному типу. Полное название почвы, исходя из всего выше сказанного: Среднеподзолистая с низким содержанием гумуса среднесуглинистая на покровном суглинке. 21 Вывод В ходе работы было проанализировано предоставленное описание почвенного разреза и сопутствующих таблиц. Также был изображен почвенный разрез и рассмотрены различные факторы почвообразования. В конце работы было дано полное название почвы: среднеподзолистая с низким содержанием гумуса среднесуглинистая на покровном суглинке. 22 Список использованной литературы 1. Алексанрова Л.Н., И.Н.Антипов-Каратаев и др. под редакцией К.П. Горшенина. Почвоведение., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, Москва, 1965, 436с. 2. Ганжара Н.Ф. Почвоведение. Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений., Москва 2001, 392с. 3. География России (интернет ресурс: http://geographyofrussia.com). Дата обращения: 11.11.21 4. Почвоведение: Методические указания к практическим занятиям / Т. Н. Николаева. Санкт-Петербургский горный университет. Спб, 2019. 30 с. 5. Николаева Т.Н. Почвоведение: Учеб. Пособие // СПб, РИЦ СПГГИ (ТУ), 2005, 96 с.. 6.Экологический центр «Экосистема» (интернет ресурс: http://ecosystema.ru ). Дата обращения: 12.11.22 7. Образовака (интернет ресурс: http://obrazovaka.ru). Дата обращения: 10.11.22 |