Почвоведение

Содержание стр. Вопрос 1. Кислотность почв и ее виды                                                               3 Вопрос 2. Подзолистый почвообразовательный процесс  и классификация подзолистых почв                                                                    6 Вопрос 3. Болотный почвообразовательный процесс  и классификация болотных почв                                                                          8 Вопрос 8. Роль организмов в почвообразовательных процессах                     10 Вопрос 18. Воздушные свойства почвы. Газообмен  почвенного воздуха с  атмосферным                                                                   11 Вопрос 28. Условия образования, состав и свойства  черноземных почв степной зоны                                                                         12 Список литературы                                                                                                15 2 Вопрос 1. Кислотность почв и ее виды Почвы   различаются   по   своему   химическому   составу,   который подразумевает   наличие   и   уровень   содержания   химических   элементов   и   их соединений   в   том   или   ином   виде   почвы.   От   этого   во   многом   зависит плодородие почвы, ее благоприятность для определенных видов культур и ряд других не менее важных показателей. Для оценки качества почвы большое значение имеет знание ее уровня кислотности,   который   соответствует   степени   концентрации   водородных ионов   в   почвенном   растворе,   в   общепринятой   практике   обозначается латинскими буквами рН и называется показателем кислотности. По химическому составу почвы подразделяются на кислые, щелочные и нейтральные. Кислые и щелочные почвы имеют пограничные градации. Так, кислые почвы в зависимости от степени закисленности могут быть сильно­, средне­   и   слабокислыми,   а   щелочные,   соответственно,   слабо­,   средне­   и сильнощелочными. Показатель рН увеличивается от кислотного к щелочному состоянию почвы. Нейтральным считается показатель рН, равный 7, при более низком   значении   почва   является   кислой,   при   более   высоком   ­   щелочной. Уровень кислотности почвы имеет большое влияние на ряд ее показателей, а также  на рост  и  развитие  растений. Только  в нейтральной  среде  растения способны   полностью   усваивать   необходимые   для   их   жизни   питательные вещества.   При   показателе   рН   выше   или   ниже   нейтрального   питательные вещества становятся недоступными для растений, даже если почва хорошо удобрена. Кислотность   почвы   выражается   в   степени   концентрации   водородных ионов в почвенном растворе. Повышенная кислотность почвы отрицательно влияет   на   развитие   многих   полезных   почвенных   микроорганизмов   и  самих 3 растений,   у   которых   при   повышенной   кислотности   значительно   снижается способность   к   усвоению   питательных   элементов,   в   результате   чего   они страдают от минерального голодания. Требования культур к кислотности почвы: Нейтральная и слабощелочная (рН 6,5­7,5)  Лук, салат, шпинат, петрушка, сельдерей, огурец, морковь, свекла, фасоль, бобы, чеснок, капуста (виды). Нейтральная и слабокислая (рН 6,5­5,5)  Помидор, редька, горох, брюква, репа, редис, тыква, ревень. Слабокислая и кислая (рН 5,5­5)  Щавель, картофель. Для большинства растений необходимы почвы с высоким содержанием органических   веществ   (гумуса),   слабокислой   или   нейтральной   реакцией почвенной среды.  Для снижения кислотности почвы проводят  известкование —  вносят известь, которая улучшает структуру почвы и усиливает жизнедеятельность почвенных   организмов.   Самыми   отзывчивыми   на   известкование   почвы культурами являются кочанная капуста, свекла, лук, чеснок, салат, шпинат, сельдерей,   горох,   которые   существенно   прибавляют   в   урожае   при известковании даже слабокислых почв, затем ­ морковь, огурец, фасоль, репа, цветная капуста, брюква. Меньше нуждаются в известковании редис, кабачок, помидор,   щавель:   им   известкование   необходимо   только   на   сильнокислых почвах. Для проведения известкования очень важно определить норму извести в соответствии с особенностями почвы и выращиваемой культуры Количество извести, необходимое для уменьшения кислотности почвы, называют полной нормой. Она зависит от величины кислотности почвы. Известкование   можно   проводить   в   любое   время,   но   удобнее   всего вносить известь осенью, под перекопку, или частично весной, перед посевом 4 или посадкой ­ 1/2 или 1/3 дозы. Известь вносят в зависимости от типа почвы раз   в   3­5   лет,   после   чего   снова   проверяют   кислотность   почвы   и   при необходимости   повторяют   известкование.   Известковые   материалы   нельзя вносить в почву одновременно с навозом, поскольку это увеличивает потери азота. От   уровня   кислотности   также   зависит   степень   проникновения имеющихся в почве тяжелых металлов в ткани растений. Если показатель рН находится   в   пределах   нейтральной   области,   тяжелые   металлы   остаются связанными в почве и лишь незначительная их часть попадает и накапливается в   растениях.   Напротив,   кислые   почвы   с  низким   показателем   рН   содержат большое   количество   алюминия,  железа   и   марганца   в   форме   ядовитых   для растений   соединений.   В   кислой   почве   значительно   возрастает   риск накопления тяжелых металлов в тканях растений. Для   закисления   почвы,   предназначенной   под   выращивание   овощей, лучше   всего   использовать   компост   или   навоз.   В   среднем   для   понижения кислотности на 1 рН на 1 м2 почвы достаточно 9 кг компоста или 3 кг навоза. Также   обстоит   дело   и   с   радионуклидами:   именно   от   показателя   рН зависит, в какой степени они впитаются растениями. Таким образом, можно определенно   сказать,   что   в   нейтральной   почве   питательные   вещества усваиваются   растениями   в   оптимальной   степени,   а   вредные   вещества поглощаются незначительно. Нормальное усвоение растениями питательных веществ в нейтральной почвенной среде обусловлено кроме всего наличием развитой биологической жизни, в то время как в кислых почвах деятельность микроорганизмов подавлена. Но показатель кислотности почвы не является неизменной величиной. Уровень   кислотности   можно   контролировать,   регулировать   и   приводить   в состояние,   близкое   к   оптимальному.   Щелочную   почву   с   повышенным показателем   рН   можно   приблизить   к   нейтральной   области   кислотности регулярным   внесением   торфа,   навоза   или   компоста,   а   также   кислых 5 удобрений,   таких,   как   суперфосфат,   различные   сульфаты   и   другие. Существуют также некоторые химические препараты, закисляющие почву. Степень   кислотности   почвы   в  значительной   мере  влияет   на  развитие растения и его жизнеспособность, и, оказавшись в не подходящей для него среде, растение страдает и может  погибнуть. Вопрос 2. Подзолистый почвообразовательный процесс и классификация подзолистых почв В наиболее выраженной форме он проявляется в условиях временного избыточного увлажнения под пологом сомкнутого хвойного леса с моховым покровом и бедной травянистой растительностью или без нее. На поверхности почвы   накапливается   грубый   лесной   опад­подстилка,   состоящая   из сучьев, коры   деревьев,   шишек,   хвои.   Живые   организмы   и образующиеся   кислые соединения   разрушают   илистые   минеральные   частицы   почвы,   в результате чего   верхние   горизонты   обедняются   илом.   В почве   образуются   вторичные глинистые   минералы,   кремниевая   кислота,   гидраты   алюминия,   железа, отчасти   марганца.   Продукты   разложения   перемещаются   с нисходящими токами воды в нижележащие горизонты. Значительная часть этих соединений выносится фильтрующей водой в грунтовые воды.  В результате   подзолистого   процесса   в верхней   части   профиля обособляется   элювиальный   или   подзолистый   горизонт,   обедненный элементами   питания   растений,   полуторными   окислами   железа   и марганца, илистыми   частицами   и   обогащенный   кристаллическим   кварцем   (SiО2) и аморфной   кремниевой   кислотой   (SiО2­H2О).   Придают   этому   горизонту светло­серую, грязновато­белесую окраску, напоминающую цвет золы . Ниже   подзолистого   формируется   горизонт   вмывания,   или иллювиальный. Он обогащен глинистыми и коллоидными частицами, особенно полуторными окислами железа и алюминия. Здесь накапливаются соединения 6 фосфора и гумус. Этот горизонт называют рудяковым; он имеет красно­бурую окраску   и заметную   уплотненность.   Особенностью   подзолистого   процесса является разрушение в верхней части профиля почвы первичных и вторичных минералов   и вынос   продуктов   разрушения   в нижележащие   горизонты и в грунтовые воды. Подзолообразовательный   процесс   выражен   в подзонах   северной и средней   тайги.  Он обусловливает   формирование   почв   подзолистого   типа. Подзолистые   почвы   подразделяются   на глееподзолистые   и подзолистые. Первые   не имеют   гумусового   горизонта.   Для   них   характерна   торфянистая лесной подстилки и оглеение верхней части профиля (Ао, A2g, Bg ...). По механическому   составу   подзолистые   почвы   очень   разнообразны ­ от глинистых   до песчаных.   К характерным   особенностям   механического состава   этих   почв   следует   отнести   обеднение   коллоидными   частицами гумусового   и подзолистого   горизонта   и сравнительное   обогащение   ими иллювиального   горизонта  В.  В иллювиальном   горизонте   и почвообразующей породе содержится максимум окислов железа и алюминия и окиси магния. Подзолистые   почвы   содержат   мало   гумуса   (1­3%),   сосредоточен он в верхнем (1­5 см) слое. В составе гумуса преобладают фульвокислоты.  Подзолистые   почвы   не насыщены   основаниями   (50%),   обладают повышенной кислотностью (рН 4­4,5) и малой буферностью. В них мало азота, фосфора, калия и ряда микроэлементов. В   зависимости   от   строения   профиля   и   характера   почвообразующих пород подзолистые почвы делятся на роды:  неразвитые на дюнных песках (слабо дифференцированные);  псевдофибровые на глубоких, часто слоистых песках, характеризуются наличием   тонких   уплотненных   прослоек   ржаво­охристого   цвета, насыщенных оксидами железа. 7 По мощности элювиальной части профиля подзолистые почвы делятся на следующие виды:  слабоподзолистые   (поверхностно­подзолистые),   нижняя   граница горизонта А2 на глубине менее 10 см;  среднеподзолистые (мелкоподзолистые), нижняя граница горизонта А2 на глубине 10­20 см;  сильноподзолистые (неглубокоподзолистые), нижняя граница горизонта А2 на глубине более 20 см. Вопрос 3. Болотный почвообразовательный процесс и классификация болотных почв Болотный   почвообразовательный   процесс   развивается   в   условиях чрезмерного   увлажнения,   продолжительного   застоя   влаги   и   нехватки кислорода. Растительные остатки разлагаются медленно, что и приводит в дальнейшем к формированию торфяно­болотных почв. Болотный процесс характеризуется накоплением торфа на поверхности почвы   и   оглеением   ее   минеральной   части.   Возникновение   и   развитие болотного   процесса   связано   с   постоянным   избыточным   увлажнением.   На избыточно   увлажненной   почве   поселяется   влаголюбивая   растительность, способная задерживать и накапливать влагу (кукушкин лен, сфагновые мхи). При избытке влаги в почве содержится мало воздуха, что влияет на состав и численность микроорганизмов. Количество их сокращается за счет аэробных бактерий.   В   этих   условиях   растительные   остатки,   разлагаются   очень медленно, поэтому часть из них остается в полуразложившемся состоянии. Постепенно на поверхности заболачивающейся почвы образуется торф. Накопление   торфа   является   первой   особенностью   болотного почвообразовательного   процесса.   Торф   представляет   собой   сложный 8 комплекс   продуктов   разложения   растений   в   виде   остатков   растительных тканей,   различных   промежуточных   продуктов   разложения   растений, гумусовых и минеральных веществ. Второй особенностью  болотного почвообразования   является развитие глеевого   процесса   в   минеральной   толще   почвы.   Оглеение   связано   с восстановлением в анаэробных условиях минеральных соединений, главным образом железа и марганца. Глеевый горизонт имеет сизую и зеленую окраску, иногда с пятнами охристого цвета. Причиной заболачивания суходольных территорий может быть:  а)   превышение   количества   осадков   над   испарением   вследствие накопления в почве органического вещества в форме перегноя и растительных остатков;  б)   неумеренный   выпас   скота,   приводящий   к   разрушению   дернины, уплотнению почвы и в итоге ­ к уменьшению стока воды;  в) уничтожение леса, приводящее к снижению испарения влаги через транспирацию;  г)   близкое   залегание   грунтовых   вод   или   выход   их   на   поверхность. Заболачивание   развивается   в   понижениях   рельефа,   а   также   на   равнинных участках с тяжелым механическим составом почв или в тех случаях, когда малопроницаемый для воды водоупорный слой находится под толщей почвы. Свойства болотных почв зависят от типа водного питания и степени минерализации   вод.  Грунтовое   заболачивание   происходит   при   поступлении грунтовых вод, минерализованных. Поверхностное заболачивание протекает в условиях избыточного увлажнения атмосферной пресной водой. При заторфовывании водоемов происходит постепенное заполнение их чаши   полуразложившимися   органическими   остатками.   Нарастание   массы торфа на месте бывшего водоема приводит к образованию верхового болота после прохождения стадий низинного и переходного болот. Классификация: 9 Болотные   верховые   почвы   имеют   два   подтипа:   болотные   торфяно   ­ глеевые   и   болотные   верховые   торфяные.   В   болотных   низинных   почвах выделено четыре подтипа: низинные обедненные торфяно ­ глеевые, низинные обедненные торфяные, низинные (типичные) торфяно ­ глеевые и низинные (типичные) торфяные. Свойства болотных почв определяются составом и свойствами торфа, условия формирования которого неодинаковы для болот различного типа. Наиболее благоприятен  в агрономическом отношении  торф низинных болот, который имеет высокую степень разложения, содержит достаточное количество   элементов   минерального   питания   и   обладает   слабокислой реакцией. Торф верховых болот ­ менее разложившийся, беден питательными веществами, сильнокислый. Торф переходных болот занимает промежуточное положение.  Вопрос 8. Роль организмов в почвообразовательных процессах Растения, животные и микроорганизмы, обитающие в почве, находятся в постоянном   взаимодействии   друг   с   другом   и   со   средой   обитания, взаимоотношения сложны и многообразны. Животные и бактерии потребляют растительные   углеводы,   жиры   и   белки.   Благодаря   взаимоотношениям   и   в результате   изменений   физических,   химических   и   биохимических   свойств горной   породы   в   природе   постоянно   происходят   почвообразовательные процессы. В среднем почва содержит 2 ­ 3 кг/м2  живых растений и животных, или 20 ­ 30 т/га.  В умеренном климатическом поясе корни растений составляют 15т (на 1 га), насекомые ­ 1 т, дождевые черви ­ 500 кг, нематоды ­ 50кг, ракообразные ­ 40 кг, улитки, слизни­20кг, змеи, грызуны ­ 20 кг, бактерии ­ 3т, грибы ­ 3т, актиномицеты ­ 1,5 т, простейшие ­ 100 кг, водоросли 100 кг. Разложение   и   минерализация   органических   веществ   производятся микроорганизмами,   освобождающими   значительное   количество   элементов 10 питания. Одновременно под влиянием микроорганизмов происходит синтез новых,   свойственных   только   почвам   гумусовых   кислот   и   органических соединений,   которые   вместе   с   разложившимися   органическими   остатками окрашивают слои почв в серый, темно­серый, а иногда в черный цвет. Под   воздействием   живых   организмов   и   органических   кислот происходят изменения и в минеральной части материнской породы, которая с течением времени разделяется на слои ­ горизонты, отличающиеся друг от друга как по своим свойствам, так и по внешнему виду.  В результате биологического круговорота веществ происходит обмен веществ и энергии между растительными и животными организмами и рыхлой материнской   породой,   на   поверхности   и   в   толще   которой   при   участии микроорганизмов   накапливаются,   разрушаются   и   образуются   новые органические   вещества,   происходят   глубокие   изменения   в   минеральном составе  и свойствах  почв, вызывающие в свою очередь изменения  условий снабжения растений водой и пищей.  Вопрос 18. Воздушные свойства почвы. Газообмен почвенного воздуха с  атмосферным Отсутствие или недостаток почвенного воздуха замедляет разложение органических   веществ   и   самоочищение   почвы   от   загрязнений.   Изменение состава   почвенного   воздуха   отрицательно   влияет   на   состав   атмосферного воздуха и тем самым на здоровье человека. При   изменении   состава   почвенного   воздуха   загрязняется   не   только наружный воздух, но и воздух жилищ, так как между почвенным воздухом и воздухом   жилых   зданий   существует   газообмен;   вследствие   разницы   в температуре   жилища   присасывают   воздух   поверхностных   слоев   почвы,   на которой   они   расположены.   Проницаемость   почвы   для   воздуха   зависит исключительно от величины пор: чем они крупнее, тем легче проходит воздух в почву. Чем суше почва, тем меньше в ней воды и больше воздуха. 11 Почвенный   воздух   сильно   отличается   от   атмосферного.   Из поступающего   атмосферного  воздуха   в почву  в ней  потребляется  главным образом кислород. Он используется аэробными бактериями для окисления органических   веществ,   тратится   на   дыхание   корней   растений,   животных, населяющих   почву,   и   соединяется   с   различными   веществами   в   почве, например, с железом. Взамен   уменьшающегося   количества   кислорода   воздух   в   почве обогащается   углекислотой   и   другими   газами,   продуктами   разложения органических   веществ.   В   почвенном   воздухе,   особенно   в   загрязненной органическими   отбросами   почве,   может   содержаться   метан   и   другие углеводороды, сероводород, аммиак, водород, окислы азота, жирные кислоты. Количество   и   качество   газообразных   продуктов   в   почвенном   воздухе колеблются   в   зависимости   от   степени   загрязнения   почвы,   ее   аэрации   и характера   протекающих   в   почве   биохимических   процессов   (аэробных, анаэробных). Ввиду   того   что   составные   части   почвы   энергично   поглощают сероводород, аммиак и метан, нахождение последних в почвенном воздухе в свободном состоянии указывает на предельное насыщение почвы указанными газами, что в свою очередь свидетельствует о значительном загрязнении почвы органическими   веществами,   а   также   об   утрате   почвой   способности   к самоочищению. По   составу   почвенного   воздуха   можно   судить   о   запасе   кислорода   в почве и о способности почвы к самоочищению. В   почве,   загрязненной   органическими   веществами,   количество кислорода в почвенном воздухе снижается до 1­3%, а количество углекислоты увеличивается до 15­18%. При анаэробном разложении органических веществ содержание метана и водорода в почвенном воздухе иногда превышает 20%. 12 Вопрос 28. Условия образования, состав и свойства черноземных почв степной зоны Черноземные   почвы   разнообразны   по   механическому   составу,   что определяется составом почвообразующих пород.  Типичные   черноземы   встречаются   в   южной   зоне   лесостепи   и   южной части степной зоны. Это самые богатые гумусом почвы. Содержание гумуса в перегнойно­аккумулятивном   горизонте   достигает   9­12%.   Мощность   А   +   В составляет   80­120   см.   Почвы   имеют   комковато­зернистую   структуру. Вскипание карбонатов происходит в нижней части гумусового горизонта или 13 в   верхней   части   гумусово­пллювиального   горизонта   В.   В   нижней   части белоглазка. гумусового   журавчики, горизонта       встречаются Обыкновенные черноземы занимают среднюю часть черноземной зоны. Вследствие   сухости   климата   мощность   гумусового   горизонта   у   них меньше,   чем   у   рассмотренных   выше   подтипов.   Обыкновенные   черноземы развиты в районах с умеренно засушливым климатом, непромывным водным режимом, под разнотравно­злаковой (ковыльной) растительностью. Мощность горизонтов А + В составляет 60­80 см.  Горизонт   А   содержит   6­8%   гумуса,   характеризуется   темно­серым цветом, комковато­зернистой или порошистой структурой.  Горизонт В ­ комковато­призматический, переход в горизонт С ровный или языковатый. Вскипание почв наблюдается с нижней части А или с верхней части горизонта В.  Изменения   в   содержании   илистых   частиц   по   профилю   почв   крайне незначительные.   Новообразования   присутствуют   в   виде   псевдомицелия   и плохо   выраженных   карбонатных   пятен.   Изредка   встречаются   выделения гипса. Почвенный поглощающий комплекс насыщен Са2+ и Mg2+, а реакция среды нейтральная . Южные   черноземы   распространены   в   засушливой   южной   части зоны   и   формируются   под   типчаково­ковыльной черноземной   растительностью.   Недостаточное   увлажнение   ослабляет   процессы   гумусо­ накопления. Небольшая глубина промачивания почвы ограничивает мощность корнеобитаемого   слоя,   что   обусловливает   формирование   укороченного почвенного профиля. Одновременно уменьшается подвижность  карбонатов, появляется   гипс.   В   почвенном   поглощающем   комплексе   нередко присутствует Na+.  Мощность гумусового горизонта южных черноземов А + В 40­ 60 см, содержание гумуса уменьшается до 4­6 %. Горизонт А ­ мощностью 10­15 см 14 серый, комковатый или комковато­пылеватый, вскипает от соляной кислоты с поверхности или с верхней части горизонта А.  В горизонтах Вп Вк на глубине 1,5­2 м образуются белоглазка, гипс в виде мучнисто­кристаллических жилок. Содержание водорастворимых солей достигает 1,5%. Нередко нижняя часть профиля солонцеватая, обнаруживает сходство с каштановыми почвами. Реакция почв слабощелочная. В степной зоне при неглубоком (3­5 м) залегании грунтовых вод или при образовании верховодки образуются лугово ­ черноземные почвы. Эти почвы отличаются повышенным (до 10­12%) содержанием гумуса и глееватостью. Кроме подтипов, выделяют роды и виды черноземов. Наиболее часто выделяют   следующие   роды   черноземов:   карбонатные   (при   устойчивом вскипании с поверхности); солонцеватые (при наличии уплотненного слоя в гумусовом   горизонте,   содержащего   обменный   Na+   более   5%   емкости); осолоделые   ­   черноземы   с   ясно   выраженной   белесоватостью   гумусового горнзонта,   потечностью   гумусовой   окраски,   дифференцирован­ностью горизонтов по илу, полуторным окислам, высоким вскипанием от кислоты, наличием   водорастворимых   солей,   слабощелочной   реакцией;   слитые   — характерна   исключительная   плотность   горизонта   В,   сформированного   из иловато­глинистых отложений. Список литературы 1.   Горбылева   А.И.   Почвоведение  с   основами   геологии/Под   ред.   А.И. Горбылевой. Мн.: Новое знание, 2002. – 480с. 2. Крупеников И. А. История почвоведения. ­ М.: Наука, 1981 3. Плюснин И. И. Мелиоративное почвоведение М. Изд­во Колос. 1971г. 416с. 15 4. Розанов Б. Г.  Генетическая морфология почв.— М.: Изд­во Московского университета, 1975. 16