ПРАКТИКУМ АГРОПОЧВОВЕДЕНИЕ. Практикум по агропочвоведению Учебное пособие
 Скачать 17.78 Mb.
|
Задачи и упражнения1. Дайте название почвы по гранулометрическому составу, если известно, что почва черноземного типа почвообразования содержит частиц < 0,01 мм – 48%.2. Дайте название почвы по гранулометрическому составу каштановой почве, содержащей «физического песка» – 32%.3. Дайте название почвы по гранулометрическому составу подзолистой почве, содержащей частиц > 0,01 мм – 18%.4. Определите разновидность светло-серой лесной почвы, содержащей «физической глины» 53%.5. Определите разновидность чернозема, содержащего частиц меньше 0,01 мм – 45%.6. Дайте название почве по гранулометрическому составу если она черноземного типа почвообразования и содержит частиц > 3 мм – 8%, частиц меньше 0,01 мм – 36%.7. Определите разновидность каштановой почвы, содержащей частиц < 0,01 мм -25%, частиц > 3 мм – 12%.8. Определите разновидность почвы солонцового типа почвообразования, содержащей «физического песка» – 28%.9. Дайте название по гранулометрическому составу черноземовидной слаборазвитой почве, содержащей частиц «физического песка» 83 %.10. Определите разновидность солонцов, содержащих «физической глины» 23, 38 и 18 %.11. Как называются частицы менее 0,001 мм? Назовите минералогический и химический состав этой фракции.12. Какие по размеру частицы почвы называют пылью? Какими свойствами они обладают?13. Какие по размеру частицы почвы называют каменистой частью. Назовите основные свойства этих частиц.14. Как называются частицы почвы размером от 3 до 1 мм? Перечислите свойства этих частиц.Контрольные вопросы
2. Морфологические признаки почв (практическая работа № 2) Основные теоретические положенияВажная часть почвенных исследований — описание почвенного профиля по морфологическим (внешним) признакам. По ним можно приблизительно судить о направлении и степени выраженности; почвообразовательного процесса и классифицировать почвы. Чтобы получить полное и правильное представление о генетических и агрономических особенностях почв, надо изучение почв по морфологическим признакам сочетать с исследованием физических, химических и биологических свойств. К морфологическим признакам относятся:
Строение профиля – закономерное изменение почвенной толщи сверху вниз; смена горизонтов в вертикальном направлении. Почвенные горизонты отличаются друг от друга мощностью, цветом, структурой, гранулометрическим составом и др.
 1 2 Рисунок 5 - Строение профиля в натурных условиях (1) и схематично (2) Мощность почвы и горизонтов – толщина от поверхности почвы вглубь до слабо затронутой почвообразовательными процессами материнской породы (С). Выражается в см. Мощность отдельных горизонтов определяется от верхней до нижней границы. Запись осуществляется в форме дроби: АВ  . В числителе – начало и окончание горизонта, в знаменателе его мощность.Окраска – является самым видимым и одним из важных морфологическим признаком. В верхних горизонтах окраска почв зависит преимущественно от гумусовых веществ. При небольшом количестве гумуса окраска бывает серой. В переходных горизонтах на цвет влияют минеральные составляющие почвы. В самых глубоких слоях в качестве основного фона выступает окраска материнской горной породы. Носителями основных цветов являются определенные соединения, находящиеся в почвах. Рассмотрим главнейшие химические соединения почв, определяющие черную, цветовую (красную, зеленую) и белую окраски. Для систематизации цветовых вариантов окраски С.А. Захаров предложил использовать треугольник в вершинах которого представлены основные (преобладающие) цвета в почвах (рис. 6).  Рисунок 6 - Треугольник окрасок почв по С.А. Захарову Черная окраска может быть результатом содержания различных веществ в почвах и, прежде всего, гумуса. Однако гумус почвы может быть и светлоокрашенным. Черная окраска формируется при гуматном типе гумуса. Кроме гумуса, черную окраску в почвах могут давать некоторые сульфиды, оксиды марганца, темные первичные минералы (например, роговая обманка), древесный уголь. Белая окраска связана преимущественно с четырьмя наиболее распространенными компонентами почвенного состава: кварцем, каолинитом, карбонатами, гипсом, ангидритом и водорасворимыми солями. Красная окраска – результат накопления в почве мало- или негидратированных свободных оксидов железа, преимущественно в форме гематита. Желтая окраска – результат накопления в почве гидратированных оксидов железа и, прежде всего, лимонита. Бурая окраска характерна для глинистых почв с высоким содержанием иллита, слюдистых минералов и смеси в разной степени гидратированных оксидов железа. Кроме того, она образуется при смешании красной, желтой, белой и черной окрасок в разных соотношениях, а поэтому является наиболее распространенной в разных типах почв. Пурпурная окраска – свидетельство высокого содержания оксидов марганца. Синяя окраска в чистом виде встречается в почвах редко. Зато производная от синей – сизая окраска – широко распространенное явление во всех болотных почвах, связанное со специфическими минералами, содержащими закись железа. Зеленая (оливковая) окраска формируется в почвах избыточного увлажнения, содержащих особые зеленоватые глинистые минералы с высокой насыщенностью железом. Указанные окраски существуют в почвах редко в чистом виде, чаще как переходные или смешанные. Обычно трудно охарактеризовать почву каким-нибудь одним цветом, поэтому приходится указывать степень её интенсивности (например, светло-бурая, темно-бурая), отмечать оттенки (например, белесая с желтоватым оттенком) или же называть промежуточные тона (коричнево-бурая). Окраска почвенных горизонтов может быть однородной или неоднородной. Различают равномерную однородную окраску (тон и интенсивность сохраняется в пределах всего горизонта) и неравномерную однородную окраску (постепенное изменение её тона и интенсивности от верхней части к нижней). Неоднородная окраска характеризуется наличием различно окрашенных участков в пределах одного горизонта. Она бывает: пятнистая (на фоне основной окраски выделяются пятна другого цвета); полосчатая (чередование полос разного цвета); мраморовидная (пестрая окраска с наличием узоров и пятен разного цвета); крапчатая (наличие мелких пятнышек различного цвета по однородному фону горизонта). Влажность – характеристика степени увлажненности почвы в полевых условиях позволяет сделать предположение о наличии капилярного подъема воды в почвенный слой от горизонта почвенно-грунтовых вод, выявить присутствие свободной воды в профиле, влияющей на развитие восстановительных процессов, определить глубину промачивания после дождя или глубину иссушения почв в засушливый период лета. В полевых условиях выделяют 5 групп внешних признаков влажности почвенных горизонтов (суглинистого и глинистого гранулометрического состава): Почвенный горизонт:
Структура – различается с агрономической и морфолого-генетической точки зрения. Структура - это содержание в почве агрегатов разного размера и формы. Структурность способность почвы распадаться на отдельности (агрегаты) Агрегаты различаются по форме, размерам и свойствам. Поскольку структура почвы – это результат почвообразования, то соответственно разные типы почв и разные типы генетических горизонтов имеют различный тип структуры. Однако в типах структуры обнаруживается меньшее разнообразие, чем в типах почвообразования, поскольку участвующие в образовании почвенной структуры силы менее специфичны и широко представлены во всех почвах. Размеры и форма структурных отдельностей в разных почвах и генетических горизонтах варьируют в широких пределах. Если сказано, что в таком-то горизонте почвы структура мелкокомковатая, то это значит лишь то, что агрегаты такой формы и такого размера здесь преобладают, но одновременно могут присутствовать и агрегаты другой формы и иных размеров. Распределение агрегатов в массе почвы в соответствии с их размерами (диаметрами) называется структурным составом почвы (рис. 7).   Рисунок 7 - Типы и виды почвенной структуры В соответствии с размерами выделяют:
Для морфологии почв первостепенное значение имеет типология структуры почв с тем, чтобы определить её генетическое и диагностическое значение. Особенно большое внимание этому уделил С.А.Захаров, разработавший принятую сейчас схему главных генетических типов почвенной структуры, связанных с определенными типами генетических горизонтов почв (табл. 4). Округло-кубовидная структура при более или менее равномерном развитии по трем осям, характерная для гумусовых, пахотных, верхней части иллювиальных, аккумулятивных и глеевых горизонтов почв. В пределах этого типа называют 7 родов структуры:
Таблица 4. Группы и виды почвенных агрегатов  
Призмовидная структура при выраженном развитии по вертикальной оси, характерная для иллювиальных горизонтов и суглинистых почвообразующих пород. Выделяют 3 рода этой структуры: столбовидная (правильной формы отдельности с хорошо выраженными вертикальными гранями, округлой «головкой» и неровным основанием, характерная для солонцовых и слитых горизонтов); призмовидная (отдельности слабо оформлены, с неровными скорлуповатыми гранями с острыми вершинами, округленными ребрами, характерная для нижней части иллювиальных горизонтов и суглинистых почвообразующих пород); призматическая (грани и ребра призм четко выражены, характерна для иллювиальных горизонтов). Плитовидная структура развивается по горизонтальным осям, характерна для элювиальных горизонтов почв. Выделяют 2 рода этой структуры: плитчатая при более или менее развитых плоских горизонтальных поверхностях спайности; чешуйчатая при небольших, несколько изогнутых поверхностях спайности. Сложение – понимается внешнее выражение плотности, пористости и трещиноватости, составляющих почву генетических горизонтов (рис. 8).  Рисунок 8 - Сложение почвы в разрезе О плотности почвы в полевых условиях судят по усилию, с которым входят в почвенные слои нож или лопата. Выделяют пять показателей плотности:
Пористость почвы в полевых условиях характеризуется формой и размерами пор внутри структурных отдельностей и между ними Показатели пористости:
Трещиноватость - размеры межструктурных отдельностей (в сухом состоянии) Показатели трещиноватости:
Сложение важный признак при определении условий произрастания культур. Оказывает большое влияние на сопротивление почвообрабатывающим орудиям, глубину проникновения корней, водопроницаемость и водоподъемную способность почв Новообразования – это скопления веществ различного химического состава, химического и биологического происхождения, возникшие в почвах в результате почвообразовательных процессов. Морфологически новообразования хорошо сформированные, четко обособленные от почвенной массы (рис. 9).     1 2 3 4 Рисунок 9 - Примеры новообразований (н.о.): 1 – н.о. кальцита в черноземе, 2 - н.о. глея, 3 – гумусовые вещества, 4 – н.о. копролитов Новообразования подразделяются на 2 группы: Химические новообразования:
6. Глей – образуется в условиях повышенного увлажнения, диагностируется по окраске: ржавая, охристая, сизая, зеленовато-голубоватая.Биологические новообразования:
5. Дендриты – узоры мелкие корешков на поверхности агрегатов Морфологически новообразования разнообразны. Различают следующие наиболее распространенные формы новообразований углекислого кальция: 1) пятна и выцветы неопределенных, расплывчатых очертаний; 2) плесень из скоплений очень тонких игольчатых кристаллов; 3) белоглазка – яркие, компактные, резко очерченные пятна; 4) прожилки и псевдомицелий по тонким порам почвы; 5) трубочки из массы кристаллической или мучнистой извести по ходам корней; 6) конкреции из плотных стяжений СаСО3 различной величины и формы, заполняющие пустоты между твердой массой почвы (размеры конкреций колеблются от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров, форма очень разнообразна, а иногда причудлива, вследствие чего их называют куколками, дутиками, погремками и т.д.).
Гидрооксиды железа Fe3+, алюминия, марганца в комплексе с органическими веществами и соединениями фосфора – ржаво-бурого, охристого, кофейного или черного цвета. Они образуют: 1) натеки (пленки, примазки) – тонкие глянцевитые пленки по трещинам и ходам корней на поверхности структурных отдельностей; 2) пятна расплывчатой формы, неравномерно пропитывающие почву; 3) конкреции (бобовины, рудяковые зерна) – округлые твердые стяжения от нескольких миллиметров до 1-2 см; 4) трубочки (рыхлые или твердые) ржавого цвета по ходам корней; 5) ортзанды – тонкие нитевидные или более мощные прослойки, пропитывающие массу горизонта в песчаных почвах; 6) ортштейны – прослойки или участки горизонта, цементирующие массу почвы. Все эти новообразования встречаются в подзолистых, дерново-подзолистых, заболоченных и болотных почвах. Соединения двухвалентного железа FeCO3[Fe3(PO4)2•8H2O] – голубоватого, сизоватого или зеленоватого цвета, образуют расплывчатые пятна и выцветы в профиле болотных и заболоченных почв. На свежих образцах распознаются легко. В сухих образцах исчезают, так как соединения двухвалентного железа на воздухе окисляются и приобретают бурую окраску. При изучении новообразований необходимо определить их состав и форму, для чего нужно тщательно рассмотреть исследуемый образец невооруженным глазом и через лупу, осторожно разламывая структурные отдельности и растирая между пальцами рыхлую массу. Для определения химического состава новообразований белого цвета делают ряд качественных реакций (растворение в воде, обработка 10 % раствором НСL). Состав новообразований обусловлен характером почвообразовательного процесса и является одним их характерных признаков при определении типа почвы и её агрономических свойств. Включения – инородные тела в почве, не имеющие отношения к почвообразовательным процессам: обломки кирпича, обрывки полиэтиленовой пленки, клочки бумаги, резина, уголь
При определении включений необходимо отмечать их количество (много, мало). Вскипание от 10 % НСl Диагностика почв на присутствие карбонатных новообразований. Определяют:
Характер перехода одного горизонта в другой По форме перехода одного горизонта в другой выделяют следующие типы границы: резкая (ровная), волнистая, карманообразная, языковатая, затечная и размытая.  Рисунок 10 - Формы границ между генетическими горизонтами в профиле почв (по Б.Г. Розанову): 1-ровная, 2-волнистая, 3-карманистая, 4-языковатая, 5-затечная, 6-размытая Характер распространения корней
Гранулометрический состав Определяется «мокрым» способом: Почву смачивают и разминают между пальцами до такого состояния, чтобы не ощущались ее структурные зерна, до консистенции теста. Хорошо размятая почва раскатывается на ладони «ребром» второй кисти руки в шнур и сворачивается в колечко. Толщина шнура около 3 мм, диаметр кольца — около 3 см. Содержание работыПосле того, как преподаватель изложит фактический материал по теме, каждому студенту выдается два коробочных образца с почвой. Используя материалы лекции, эталонные образцы новообразований и структуры, шкалы окраски студент описывает морфологические признаки и систематизирует полученные данные, заполняя таблицу 6 по каждому почвенному образцу. Необходимо помнить, что в одном почвенном образце (а также горизонте) может быть до 3 видов структуры, окраска может иметь различные оттенки. Таблица 6. Морфологические признаки почвы в коробочном образце почвы
Завершив описание морфологических признаков почвенных образцов, преподаватель проверяет работу и обсуждает со студентом принятые им решения. 3. Основы классификации почв. Буквенные индексы горизонтов. Строение почвенного профиля (практическая работа № 3) Основные теоретические положенияКлючевые принципы классификации почвОбъектом базовой профильно-генетической классификации является почва – экспонированное на поверхности суши природное или естественно-антропогенное твердофазное тело, сформированное многолетним взаимодействием процессов, приводящих к дифференциации исходного минерального и органического материала на горизонты. Под почвенными горизонтами понимаются слои, различающиеся по морфологическим и аналитическим показателям. Свойства горизонтов определяются происхождением (генезисом), поэтому почвенные горизонты называются генетическими. Генетические горизонты включают в себя как естественные, так и антропогенно-преобразованные. Последние являются результатом сочетания природных процессов и деятельности человека, что позволяет учесть в единой классификации естественные и антропогенно-преобразованные почвы. Система взаимосвязанных генетических горизонтов образует почвенный профиль, на основании которого производится диагностика и классификация почв (рис. 11).  Рисунок 11 - Основные горизонты и функциональные зоны почвенного профиля Почвенный профиль можно условно разделить на четыре функциональных зоны (сверху вниз): 1) аккумулятивную (зону накопления, горизонт А), 2) элювиальную (зону вымывания, горизонт А2), 3) иллювиальную (зону «вмывания», горизонт В) и 4) зону незатронутую почвообразованием (горизонты С и D). В первой зоне происходят процессы накопления органических остатков, их превращение в гумус и накопление гумуса. Во второй зоне происходит разрушение органических и минеральных веществ и вымывание их в нижележащие слои почвы. В третьей зоне происходит закономерное (слоями) накопление вымытых из второй зоны веществ. Несмотря на то, что объектом классификации служит почва как трехмерное природное тело, диагностика производится на основании исследования генетических горизонтов на вертикальной стенке разреза. Нижняя граница почвенного профиля как объекта диагностики, в отличие от многих классификационных систем, не устанавливается по фиксированным количественным показателям, но в каждом конкретном случае определяется по исчезновению признаков почвообразования. Соответственно мощность толщи, необходимая для идентификации почвы, колеблется в широких пределах: от нескольких сантиметров (слаборазвитые почвы) до 2-2,5м (черноземы юга Кубанской равнины). Горизонт, переходный к почвообразующей породе, не является диагностическим. Почвенный профиль необходимо отличать от искусственных почвоподобных конструкций, состоящих из насыпных слоев, которые не являются результатом почвенных процессов. Такие конструкции относятся к группе техногенных поверхностных образований (ТПО) и не рассматриваются как объекты почвенной классификации. Их разделение проводится на иных основаниях. Среди принципов, положенных в основу создания новой классификации почв России и определяющих ее теоретическую сущность, основными является принципы: генетичности, историчности, воспроизводимости, открытости, изменчивости и стабильности, сочетания, объективности и субъективности, и наконец, принцип иерархичности. Итак, отечественная школа генетического почвоведения традиционно характеризовалась многообразием подходов к решению классификационной проблемы. Но при этом разнообразии столь же традиционным было отношение к классификации почв как к категории философской и мировоззренческой. Эту традицию развивает и настоящая классификация, которую можно определить как субстантивно-генетическую. Ее теоретической основой являются учение о генезисе почв и классическая докучаевская триада «факторы – процессы – свойства». Диагностика почв осуществляется на основе строения почвенного профиля, а для нижних таксонов – на основании количественных критериев, определяемых унифицированными методами, что обеспечивает объективность классифицирования и идентификации таксонов. Задачей классификации почв является объединение почв в таксономические группы по строению, составу, свойствам, происхождению и плодородию. Классификационная проблема в почвоведении – одна из наиболее трудных, и объясняется это прежде всего сложностью почвы как особого тела природы, развивающегося в результате одновременного, совокупного действия всех факторов почвообразования (климата, горной породы, растительности и животного мира, условий рельефа, возраста), т. е. в результате тесного взаимодействия со средой. Термины по ГОСТу:Классификация почв – система разделения почв по происхождению и (или) свойствам. Тип почвы – основная классификационная единица, характеризуемая общностью свойств, обусловленных режимами и процессами почвообразования, и единой системой основных генетических горизонтов. Подтип почвы – классификационная единица в пределах типа, характеризуемая качественными отличиями в системе генетических горизонтов и по проявлению налагающихся процессов, характеризующих переход к другому типу. Род почвы – классификационная единица в пределах подтипа, определяемая особенностями состава почвенно-поглощающего комплекса, характером солевого профиля, основными формами новообразований. Вид почвы – классификационная единица в пределах рода, количественно отличающаяся по степени выраженности почвообразовательных процессов, определяющих тип, подтип и род почв. Разновидность почвы – классификационная единица, учитывающая разделение почв по гранулометрическому составу всего почвенного профиля. Разряд почвы – классификационная единица, группирующая почвы по характеру почвообразующих и подстилающих пород. Основой научной классификации почв является точка зрения на почву как на самостоятельное особое тело природы, такое же, как минералы, растения и животные. Согласно этой точке зрения, классификация почв должна основываться не только на их признаках и свойствах, но и на особенностях их генезиса, т. е. происхождения. Первая такая генетическая классификация почв была разработана В. В. Докучаевым. Основной единицей классификации почв является тип почв. Понятие «тип почв» имеет такое же важное значение в почвоведении, как вид в биологической науке. Под типом почв понимают почвы, образованные в одинаковых условиях и обладающие сходными строением и свойствами. К одному типу почв относятся почвы:
Широко известны такие типы почв, как подзолистые, черноземы, красноземы, солонцы, солончаки и др. Каждый тип почв последовательно подразделяется на подтипы, роды, виды, разновидности и разряды. Подтипы почв представляют собой группы почв, различающиеся между собой по проявлению основного и сопутствующего процессов почвообразования и являющиеся переходными ступенями между типами. Например, при развитии в почве наряду с подзолистым процессом дернового процесса формируется подтип дерново-подзолистой почвы. При сочетании подзолистого процесса с глеевым процессом в верхней части почвенного профиля формируется подтип глееподзолистой почвы. Подтиповые особенности почв отражаются в особых чертах их почвенного профиля. При выделении подтипов почв учитываются процессы и признаки, обусловленные как широтнозональными, так и фациальными особенностями природных условий. Среди последних первостепенную роль играют термические условия и степень континентальности климата. В пределах подтипов выделяются роды и виды почв. Роды почв выделяются внутри подтипа по особенностям почвообразования, связанным прежде всего со свойствами материнских пород, а также свойствами, обусловленными химизмом грунтовых вод, или со свойствами и признаками, приобретенными в прошлых фазах почвообразования (так называемые реликтовые признаки). Роды почв выделяются в каждом типе и подтипе почв. Вот самые распространенные из них:
Виды почв выделяются в пределах рода по степени выраженности основного почвообразовательного процесса, свойственного определенному почвенному типу. Для наименования видов используют генетические термины, указывающие на степень развития этого процесса. Так, для подзолистых почв – степень подзолистости и глубина оподзоливания; для черноземов – мощность гумусового горизонта, содержание гумуса, степень выщелоченности; для солончаков – характер распределения солей по профилю, морфология поверхностного горизонта (пухлые, отакыренные, выцветные). Внутри видов определяются разновидности почв. Это почвы одного и того же вида, но обладающие различным механическим составом (например, песчаные, супесчаные, суглинистые, глинистые). Почвы же одного вида и одного механического состава, но развитые на материнских породах разного происхождения и разного петрографического состава, выделяются как почвенные разряды. Пример определения почвы до разряда: тип – чернозем, подтип – обыкновенный, род – солонцеватый, вид – малогумусный, маломощный разновидность – пылевато-суглинистый, разряд – на лёссовидных суглинках. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||