pochvovedenie практика. Морфологические признаки почвы

• Название: Морфологические признаки почвы
• Анкор: pochvovedenie практика.doc
• Дата: 28.08.2018
• Размер: 1.52 Mb.
• Имя файла: pochvovedenie практика.doc
• Тип: Документы; #23719
• страница: 1 из 6

Занятие № 1.

Тема: МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ ПОЧВЫ

Задание 1. Изучить морфологические признаки почвенных образцов. Определить структуру, влажность, окраску почвенного образца, наличие в нем новообразований, включений, карбонат-ионов.

Задание 2. Подготовить почвенные образцы к анализу.

Материалы и оборудование: почвенные образцы, 10 % раствор НС1, картонные коробки или бумажные пакеты, газеты, предметные стекла, ступки, пестики, сита с диаметром отверстий 1 - 3 мм.

Пояснения к заданию и ход работы:

К морфологическим признакам почв относятся: строение, мощность генетических горизонтов и переходы между ними, окраска, влажность, структура, сложение почвы, наличие в ней новообразований, включений и карбонатов. Изучение морфологических признаков почвы и определение ее генетического типа дают представление об истории образования поч­вы и некоторых ее свойствах. Для хозяйственной же оценки почвы, применения удобрений, мелиоративных мероприятий, повышения пло­дородия почвы и урожайности сельскохозяйственных растений проводят лабораторные исследования.

Механический состав — это относительное (в процентах) содер­жание в почвообразующей породе и почве частиц различных размеров. Сами частички почвы, т.е. отдельные зерна минералов и обломки гор­ных пород, называются механическими элементами или элементар­ными частицами почвы.

Механические элементы почвы могут слипаться, склеиваться между собой в комки (агрегаты) различной величины и формы. Эти отдельные комочки, или агрегаты, на которые способна распадаться почва, на­зывают ее структурой.

Профессор С. А. Захаров выделяет три основных типа структуры почвы:

кубовидная — структурные отдельности почвы равномерно развиты по трем взаимно перпендикулярным осям; призмовидная — структурные отдельности развиты преимущест­венно по вертикальной оси; плитовидная — структурные отдельности развиты преимущест­венно по двум горизонтальным осям и укорочены в вертикальном направлении.

Схема типичных видов почвенной структуры (по С. А. Захарову.)

А— кубовидный тип структуры: 1 — крупнокомковатая.; 2 — комковатая; 3 — мелкоком­коватая; 4 — пылеватая; 5 — крупноореховатая; 6 — ореховатая; 7 — мелкоореховатая; 8 — крупнозернистая; 9 — зернистая; 10 — порошистая; 11 — структурные отдельности, нанизанные на корни; Б — призмовидный тип структуры: 12 — столбчатая; 13 — столбовидная; 14 — крупнопризматическая; 16 — призматическая; 15 — мелкопризматическая; 17 — тонкопризматическая; В — плитовидный тип структуры: 18 — сланцеватая; 19 — пластинчатая; 20 — листоватая; 21 — чешуйчатая; 22 — мелкочешуйчатая.
Каждый из перечисленных типов в зависимости от размера, характера ребер и граней подразделяют на более мелкие единицы (таблица 1). Для различных типов почвы характерна определенная структура. Так, зернистая структура типична для чернозема, ореховатая - для серых лесных почв, пластинчатая и листова­тая - для подзолистых. Для солонцеватых почв и солонцов ха­рактерны столбчатая, грубопризматическая и глыбистая структуры.

С агрономической точки зрения почва может бить структурной и бесструктурной. В структурной почве хорошо сочетаются водный, воздушный и тепловой режим, что обусловливает благоприятное направление био­логических процессов, а значит, лучшую доступность питательных веществ для растений. Структурная почва обладает меньшей связ­ностью и меньшей липкостью, поэтому она оказывает меньшее сопро­тивление при пахоте, а ее обработку можно производить при более высоких стадиях увлажнения.

Бесструктурные почвы плохо впитывают воду, сток ее по поверх­ности приводит к эрозии. После дождя или полива такие почвы заплывают, сильно уплотняются, становятся тяжелыми для обра­ботки.

Таблица 1.

Классификация структурных элементов почвы.



Окраска почвы — один из важных внешних ее признаков, наиболее доступных наблюдению. Она зависит от состава почвообразующих пород и типа почвообразования и довольно разнообразна.

Окраска верхнего горизонта почвы обусловлена преимуще­ственно гумусовыми веществами. Интенсивность окраски, как правило, зависит от содержания почвенного перегноя. Красно­вато-ржавый цвет указывает на присутствие значительного количества различных форм оксида железа (III), образующего самостоятельные минералы или находящегося в своеобразном хемосорбированном состоянии на поверхности тонкодисперс­ных глинистых минералов. Сизые тона свидетельствуют о на­личии оксида железа (II). Черные пятна и прослойки на крас­новато-буром фоне связаны с гидроксидами марганца. Белесая окраска обычно зависит от относительного накопления тонко­зернистых кварцевых зерен, освобожденных от тонких глини­стых пленок. Белый цвет обусловливается скоплением карбо­натов и сульфатов. В нижних горизонтах почвенного профиля цвет в основном определяется окраской почвообразующих по­род, их составом и степенью выветривания. Для внетропических территорий особенно характерны различные оттенки ко­ричнево-бурого цвета благодаря окраске четвертичных отло­жений — наиболее распространенной группы почвообразую­щих пород в северном полушарии.

На рис. 1 приведена схема С.А. Захарова, показывающая связь окраски почвы с ее химическим составом. Окраска может быть однородной (черной, белой, желтой, красной) и неоднородной (белесоватой, серой, коричневой, каштано­вой, бурой, палевой, а также светло-серой, темно-бурой и т. д.).

Следует отметить, что окраска горизонтов почвы зависит от сте­пени ее увлажнения и освещения, структурного состояния. Например, одна и та же почва в сухом состоянии имеет темно-серую окраску, а во влажном — серую. В бесструктурном (распыленном) состоянии почвы кажутся светлее, чем в комковатом и зернистом. В утренние и вечерние часы почвы всегда кажутся более темными, чем в дневные часы.

Влажность почвы определяют на ощупь.

Можно различить следующие градации влажности почвы:

сухая почва — присутствие влаги рукой не ощущается (не хо­лодит руку), при растирании пылит;

свежая почва не пылит, но крошится при сжимании; рука едва ощу­щает холодноватость; при подсыхании немного светлеет;

влажная почва при сжатии в руке слипается; рука ясно ощущает влагу (холодит руку), фильтровальная бумага, на которую положен комочек почвы, при сдавливании увлажняется; при подсыхании поч­ва значительно светлеет;

сырая почва при сжатии смачивает руку, но вода не выдавливает­ся между пальцами; при сжимании в руке почва сохраняет приданную ей форму;

мокрая почва при сжатии выделяет воду, которая просачивается между пальцами.

Если почвенный разрез достигает грунтовой воды, устанавливают ее уровень.

Следует отметить, что степень увлажнения почвы и ее горизонтов зависит не только от количества в почве воды, но и от ее механического состава.

Новообразования — скопления химических соединений (углекислой извести, бобовин железа и марганца, охристых пятен или прожилок железа, различных солей и прочих соединений), а также кро­товины, заполненные землей, экскременты червей, «узоры» корней (дендриты) и т. д. Различают новообразования химического и. биоло­гического происхождения. Для ряда новообразований употребляются специальные названия: ортштейны (твердые скопления окислов желе­за, марганца в виде черно-бурых, буро-коричневых зерен, бобовин); ортзанды (плотные, железистые ржаво-коричневые прослойки и плиты в песчаных почвах); псевдофибры (тонкие, слабоуплотненные ржаво-бурые, охристые прослойки различной формы, чаще всего в песчаных почвах); присыпка SiO₂ (тонкий белесый налет кремнезема на гранях структурных отдельностей); кутаны (органо-желези-стые, глянцевитые (лакированные) коллоидные пленки на гранях структурных отдельностей) и т. п.

Включениями называют находящиеся в почве тела, обра­зование которых не связано с почвообразовательным процессом: обломки горных пород, валуны, галька, щебень, куски черепицы, кир­пича, угля, стекла, раковины, кости, древесина, остатки животных организмов и корневых систем растений, археологические находки и т. д. Включения могут быть минерального и органического проис­хождения.

Наличие в почве карбонатов (СаСО₃, MgCO₃) определяют 5-10%-ным раствором соляной кислоты, для чего капают из пипетки 10% НС1 на кусочки почвы, вынимаемые из свежезачищенной стенки разреза. При взаимодействии соляной кислоты с карбонатами почвы выделяется СО₂ в виде пузырьков с характерным шипением почва «вскипает». По интенсивности вскипания (бурное, среднее, сла­бое, вскипание отсутствует) судят о количестве карбонатов.

Подготовка почвенного образца к анализу

Отобранные в поле образцы в лаборатории подготовить к ана­лизу. Для этого образец почвы высыпать на лист плотной бумаги или фанеры, просушить до воздушно-сухого состояния, размять руками крупные комки почвы и тщательно отобрать из нее корешки, валуны, ортштейны и другие включения и новообразования. (При необходимо­сти их следует взвесить и определить процентное содержание в почве.) Затем почву просеять через сито с отверстиями диаметром 1 - 3 мм. Ос­тавшуюся почву, не прошедшую через сито, измельчить в фарфоровой ступке пестиком с резиновым наконечником, просеять через сито и присоединить к просеянной ранее почве. Эту операцию проделывают до тех пор, пока на сите останется только скелет (камни, крупный пе­сок). После этого просеянную почву (мелкозем) тщательно перемешать, ссыпать в банку с притертой пробкой или в картонные короб­ки (бумажные пакеты) и использовать для отбора средних проб для каждого вида анализа.
Занятие № 2.

Тема: Механический состав и поглотительная способность ПОЧВЫ

Задание 1. Определить механический состав почвенного образца «мокрым» методом и методом отмучивания.

Материалы и оборудование: почвенные образцы, вода, ступки, пестики, сито, технические весы с разновесами, пробирки, фарфоровые чашки, эксикатор, щипцы, сушильный шкаф.

Пояснения к заданию и ход работы:

Механический состав — это относительное (в процентах) содер­жание в почвообразующей породе и почве частиц различных размеров. Сами частички почвы, т.е. отдельные зерна минералов и обломки гор­ных пород, называются механическими элементами или элементар­ными частицами почвы. Механические элементы могут быть самой раз­нообразной величины. Исследуя механический состав почвы, элемен­тарные частицы, близкие по размерам, объединяют в группы, или фракции.

Для классификационных целей почвенные частицы часто объеди­няют в две фракции: фракцию «физического песка» (все частицы круп­нее 0,01 мм) и фракцию «физической глины» (все частицы мельче 0,01 мм). Кроме того, все частицы крупнее 1 мм называют скелетной частью почвы, а меньше 1 мм — мелкоземом. В зависимости от соот­ношения частиц разных фракций выделяют почвы различного механи­ческого состава (таблица 2).

Почвы разного механического состава имеют различные свой­ства. Песчаные почвы хорошо пропускают воду, но плохо удерживают ее. Они быстрее других прогреваются весной, вследствие чего их называют теплыми. Они легко поддаются обработке сельскохозяй­ственными орудиями, поэтому их называют легкими. Эти почвы имеют хороший воздушный режим. Песчаные почвы содержат незначительное количество гумуса и зольных элементов питания, поэтому на этих почвах необходимо вносить органические и минеральные удобрения. Иными свойствами обладают глинистые почвы: они холодные, так как медленно прогреваются весной, тяжелые, потому что трудно под­даются обработке сельскохозяйственными орудиями. Эти почвы обыч­но очень плотные, слитные и поэтому имеют плохой водный и воздуш­ный режимы. Глинистые почвы содержат достаточное количество эле­ментов питания, но из-за плохих физических свойств они часто не могут быть использованы культурными растениями.

Таблица 2.



Лучшими по механическому составу считаются суглинистые и супесчаные почвы. Они имеют более благоприятное по сравнению с песчаными и глинистыми почвами сочетание водного, воздушного и теплового режимов.

Механический состав — важная агрономическая характеристика почвы. Он в некоторой степени характеризует плодородие почвы. От механического состава почв зависят почти все их физические свойства (плотность, порозность, влагоемкость, водопроницаемость, водоподъ­емная способность, воздушный и тепловой режимы и др.), а также тех­нологические (твердость, липкость, крошение пласта при вспашке),

Определение механического состава почвы в поле (без приборов)

Для определения механического состава почвы часто ис­пользуют мокрый метод определения механического со­става (метод раскатывания шнура): для этого почву смачивают и разминают пальцами до консистенции теста (такое состояние, когда вода из почвы не отжимается, но почва поблескивает от воды и мажется). Хорошо размятую почву раскатывают на ладони в шнур толщиной около 3 мм и сворачивают в колечко диаметром около 3 см. Вид этого шнура и будет показателем механического со­става почвы (песок, супесь, легкий суглинок, средний суглинок, тяжелый суглинок и глина) (рисунок 1).


Рисунок 1. Показатели «мокрого» способа определения механического со­става (метод раскатывания шнура) (метод И.А. Качинского).
Определение механического состава почвы методом отмучивания

Пояснения к заданию. Определение механического со­става почвы методом отмучивания основано на разделении песка и глины в воде вследствие различных скоростей падения механических элементов: крупные частицы в воде оседают значительно быстрее мелких.

Ход работы. 1. Взвесить 10 г почвы.

2. Перенести почву в пробирку (пробирка должна быть достаточно

широкой, чтобы почва занимала не более 1/4 ее объема).

3. Долить в пробирку воды настолько, чтобы она вместе с почвой заняла объем 3/4 пробирки (для удобства взбалтывания), и хорошо взболтать.

4. Поставить пробирку в штатив и дать отстояться в течение 3 мин (за это время крупные частицы песка осядут на дно пробирки, а мелкие глинистые частицы останутся в воде во взвешенном со­стоянии).

5. Слить воду со взвешенными в ней глинистыми частицами.

6. Вторично заполнить пробирку водой, взболтать содержимое, дать отстояться в течение 3 мин и вновь слить глинистую часть почвы. Этот прием повторить несколько раз, пока вода в пробирке не станет прозрачной.

7. Перенести (с помощью воды) находящуюся в пробирке песча­ную фракцию в предварительно взвешенную фарфоровую чашку и дать отстояться в течение 3 мин.

8. После отстаивания воду из чашки осторожно слить, а остаток ее, связанный с песком, удалить высушиванием в сушильном шкафу при температуре 60 - 80° С в течение 10 - 15 мин.

9. Охладить чашку с сухим песком в эксикаторе и взвесить.

10. Определить массу песка в пробе (из массы чашки с сухим пес­ком вычесть массу чашки).

11. Определить массу глины в пробе (из массы образца почвы 10 г вычесть полученную массу песка в пробе).

12. Вычислить процентное содержание физической глины и физи­ческого песка в исследуемой почве.

13. Пользуясь шкалой Н.А. Качинского (таблица 2), определить разновидность почвы по механическому составу.

14. Полученные данные записать в рабочую тетрадь по следующей форме:

Масса, г.					Глина, %	Песок %	Разновидность почвы
навески	фарфоровой чашки	чашки с песком после высушивания	песка в пробе	глины в пробе

Задание 2. Определить поглотительную способность почвы.

Материалы и оборудование: Образцы почвы различного меха­нического состава, штатив с пробирками, колбы вместимостью 250 мл, стаканы, воронки, фильтры, марля, фарфоровые чашки, 5 % раствор кислого фосфорнокислого калия или натрия, раствор хлористого калия, щавелевокислый аммо­ний, раствор метиленовой синьки или фиолетовые чернила, технические весы с раз­новесами, эксикатор, плитка, песчаная баня.

Пояснения к заданию и ход работы.

Всякая почва характеризуется определенными физическими, хи­мическими и физико-химическими свойствами, от которых зависит ее плодородие. Накопление в почве элементов зольной и азотной пищи растений в процессе почвообразования тесным образом связано со свойствами почвы поглощать и удерживать различные растворенные в воде соединения, а также пары и газы. Это свойство почвы называется поглотительной способностью. К.К. Гедройц выделил пять видов поглотительной способности почв: механическую, биологическую, физи­ческую, химическую и физико-химическую.

Химическая поглотительная способность почвы

1. Для определения химической поглотительной способности почвы в колбу вместимостью 250 мл налить 20 мл 5% раствора К₂НРО₄ или Na₂HPO₄ и насыпать 20 г предварительно взвешенной воздушно-сухой почвы пахотного слоя.

2. После 30-минутного периодического взбалтывания дать смеси отстояться и отфильтровать ее. Фильтрат должен быть прозрачным. Для этого надо переливать смесь на фильтр осторожно, малыми пор­циями, особенно вначале.

3. 10 мл фильтрата налить в предварительно взвешенную фар­форовую чашку и выпарить на песочной или водяной бане досуха. Чашку вторично взвесить и определить массу минерального остатка.

4. Рассчитать поглотительную способность почвы, рассуждая следующим образом: в 20 мл раствора кислого фосфорнокислого ка­лия содержался 1 г соли. Значит, в 10 мл фильтрата должно содержать­ся 0,5 г кислого фосфорнокислого калия, если бы почва его не погло­тила.

Масса минерального осадка в опыте равна 0,2 г, следовательно, 0,3 г кислого фосфорнокислого калия поглощены 10 г почвы. Тогда 20 г почвы поглотят 0,6 г соли, что составит 60%, Это и будет пока­зателем поглотительной способности данного образца почвы.
Для определения остальных типов поглотительной способности нужно сделать почвенную колонку. Для этого двойной кусочек марли размером 10x10 см сложить как фильтровальную бумагу и поместить в стеклянную воронку. В нее насыпать слой просеянной через сито с диаметром отверстий 1-2 мм почвы толщиной около 2 см, смочить дистиллированной водой, дать набухнуть в течение 1-2 минут. Почвенная колонка готова. Ее можно использовать для определения остальных типов поглощения в следующей последовательности.

1. Механическая поглотительная способность почвы

Для определения механического поглощения пропустить через слой почвы в воронке воду с тщательно растертой и размешанной в ней любой другой почвой (2-3 г). Взмученные в почве частицы бу­дут задерживаться в порах заполняющей воронку почвы, которая вы­полняет роль фильтра. Вытекающий из воронки фильтрат будет прозрачным - полное поглощение. Появление в нем иногда легкой мути объясняется нали­чием тонких взвешенных в воде частиц, диаметр которых меньше диаметра пор испытуемого образца почвы - частичное поглощение, если фильтрат в пробирке мутный, содержит большое количество частиц пропускаемой почвы - изучаемая почва не обладает механическим поглощением.

2. Физическая поглотительная способность почвы

Физическое поглощение можно обнаружить, пропуская через почву воду, слегка подкрашенную метиленовой синькой. Из воронки будет поступать фильтрат, который собирают в пробирку. По особенностям фильтрата судят о физическом поглощении: а) если фильтрат бесцветный, прозрачный - это полное физическое поглощение, так как молекулы красящего вещества адсорбируются поверхностью коллоидных частиц почвы вследствие действия молекулярных сил; в) фильтрат слегка окрашен красителем - неполное физическое поглощение; с) цвет фильтрата почти не отличается от цвета исходного раствора синьки в стакане - отсутствие физического поглощения.

3.Физико-химическая поглотительная способность почвы

Для опыта с физико-химическим поглощением (обменное погло­щение) следует взять черноземную почву и обработать ее в воронке хлористым калием. При этом ионы кальция, содержащиеся в почве, будут вытесняться ионами калия и .переходить в фильтрат. Эту реак­цию обмена можно представить следующей схемой: (почва) Са + 2КС1 = (почва) 2К + СаС1₂.

Наличие кальция в фильтрате можно установить, прилив к нему раствор щавелевокислого аммония, в присутствии которого образует­ся белый осадок.

а) если кальция в почве нет, то фильтрат после обработки останется прозрачным - отсутствие поглощения;

в) если после добавления щавелевокислого аммония фильтрат слегка помутнел - кальция в почве немного, неполное поглощение;

с) образуется белый творожистый осадок - полное поглощение.

Для сравнения нужно обработать почву дистиллированной водой. Фильтрат, полученный после обработки почвы водой, никакой реакции с щавелевокислым аммонием не даст.
Занятие № 3.