Агрохимический анализ дерновой почвы

Основные факторы почвообразования. Морфологические, механические, водно-физические свойства дерновой почвы. Определение гигроскопической влаги, потерь при прокаливании, содержания гумуса, фосфора и калия, кислотности почвы агрохимическими методами.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 07.03.2015
Размер файла 761,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Агрохимический анализ дерновой почвы

Содержание

Введение

Глава 1. Краткая характеристика основных факторов почвообразования и основные почвы района исследований

1.1 Факторы почвообразования

1.2 Основные почвы района исследования

Глава 2. Характеристика почвенного разреза и методы его изучения

2.1 Основные морфологические признаки, используемые при описании почв

2.2 Описание места закладки разреза и почвенного профиля

2.3 Название почвы и ее таксономическое положение

2.4 Аналитический план проведенных исследований почв

Глава 3. Механический состав почвы

3.1 Значение механического состава почв, классификации, связь механического состава с другими свойствами почв

3.2 Анализ механического состава исследуемой почвы

Глава 4. Водно-физические свойства почвы

4.1 Водно-физические свойства почв, их значение и связь с другими показателями почвы.

4.2 Анализ водно-физических свойств исследуемой почвы

4.3 Содержание гигроскопической влаги в почве и ее значение. Показатель и его значение.

Глава 5. Содержание органического вещества и химические свойства почвы

5.1 Органическое вещество и гумус почвы

5.2 Кислотность почвы

5.3 Поглотительная способность почвы

5.4 Содержание подвижных соединений фосфора и калия

Глава 6. Лесорастительные свойства почвы и мероприятия по их улучшению

6.1 Заключение о лесорастительных свойствах почвы

6.2 Расчет норм внесения извести и удобрений (на примере лесного питомника)

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение

Почвоведение - наука, изучающая образование (генезис), происхождение, развитие, эволюцию почв, ее функционирование, состав и строение, свойства, связь с живыми организмами и окружающей средой, географическое расположение и пути рационального использования в сельском и лесном хозяйстве, изменение почвенного покрова при агрикультурном использовании. Основоположником научного почвоведения является русский ученый В.В. Докучаев.

Основным свойством почвы является плодородие - способность удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха, тепла для нормальной деятельности и создания урожая. Обладая свойством плодородия, почва выступает как основное средство производства в сельском хозяйстве. Воздействуя на почву, человек меняет ее свойства, режим увлажнения, облик растительности. Следовательно, почва становится не только предметом труда, но и как следствие производства - продукт труда, то есть почвоведение изучает почву не только как средство производства, но и как предмет и продукт труда.

Целью курсовой работы по почвоведению является:

· приобретение навыков выполнения основных агрохимических анализов почв;

· выработка умений интерпретировать результаты лабораторных анализов почвы, давать заключения о водно-физических и химических свойствах почвы, которые определяют ее плодородие;

· разработка предложений по улучшению агрохимических свойств почвы (на примере лесного питомника) и расчет доз внесения удобрений и извести.

Задачи:

a) на основе анализа физико-химических показателей исследуемой почвы разработать предложения по улучшению этих характеристик почвы (на примере использования под лесной питомник), рассчитать дозы внесения удобрений, необходимые для создания благоприятных водно-физических свойств и повышения плодородия пахотного слоя почвы.

почвообразование дерновой агрохимический

Глава 1. Краткая характеристика основных факторов почвообразования и основные почвы района исследований

1.1 Основные факторы почвообразования почвы.

Почвы развиваются под влиянием общеизвестных факторов почвообразования, установленных со времен В.В. Докучаева. Эти факторы так тесно взаимодействуют, что с изменением одного из них изменяется воздействие на почву и остальных факторов.

Рельеф - совокупность всех форм земной поверхности. Он оказывает исключительно большое влияние на формирование почвенного покрова. Выделяют 3 формы рельефа:

· Макрорельеф - крупные формы земной поверхности, занимающие большие площади (равнины, платы, долины, балки, котловины). Влияние форм макрорельефа следующее: регулирование распределения атмосферной влаги; изменение термического режима в зависимости от абсолютной высоты; на равнинах по мере продвижения с севера на юг изменяется количество атмосферных осадков, что создаёт условие смены растительности и почв.

· Мезорельеф - сочетание средних форм рельефа с колебаниями высоты до 10 м, занимают менее значительные площади (холмы, бугры, гряды).

· Микрорельеф - небольшие формы рельефа, высотой до 1 м, занимают небольшие площади (кочки, бугорки, кочки на болотах).

· Нанорельеф - участки рельефа высотой до 25 см (мелкие кочки, повышения у стволов деревьев).

Значение форм мезорельефа, микрорельефа и нанорельефа: перераспределение солнечной энергии и атмосферных осадков; осадки стекают в понижения, что ведёт к неравномерному распределению влаги; поверхностный сток, внутрипочвенный сток.

Почвообразующие породы - субстрат, на котором образуются почвы; они состоят из различных минеральных компонентов, в той или иной степени участвующих в почвообразовании. Минеральное вещество составляет 60-90% всего веса почвы. От характера материнских пород зависят физические свойства почвы - водный и тепловой ее режимы, скорость передвижения веществ в почве, минералогический и химический состав, первоначальное содержание элементов питания для растений.

Органические соединения почвы формируются в результате жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов. Основная роль при этом принадлежит растительности. Зеленые растения являются практически единственными создателями первичных органических веществ. Поглощая из атмосферы углекислый газ, из почвы - воду и минеральные вещества, используя энергию солнечного света, они создают сложные органические соединения, богатые энергией. Растительность оказывает влияние на структуру и характер органических веществ почвы, ее влажность, степень и характер влияния растительности как почвообразующего фактора зависит от видового состава растений, густоты их стояния, химизма и многих других факторов.

Функция животных организмов в почве - преобразование органических веществ. В почвообразовании принимают участие как почвенные, так и наземные животные. В почвенной среде животные представлены главным образом беспозвоночными и простейшими. Почвенные животные делятся на две группы: биофагов, питающихся живыми организмами или тканями животных организмов, и сапрофагов, использующих в пищу органическое вещество. Сапрофаги влияют на формирование почвенного профиля, содержание гумуса, структуру почвы.

Растительные и животные остатки, попадая в почву, подвергаются сложным изменениям. Определенная их часть распадается до углекислоты, воды и простых солей (процесс минерализации), другие переходят в новые сложные органические вещества самой почвы.

Огромное значение в осуществлении процессов в почве имеют микроорганизмы (бактерии, актиномицеты, низшие грибы, одноклеточные водоросли, вирусы), весьма разнообразные как по своему составу, так и по биологической деятельности.

Органическое вещество почвы, образовавшееся в ней при разной степени разложения растительных и животных остатков, получило название гумус или перегной.

К числу важнейших факторов почвообразования относится климат. С ним связаны тепловой и водяной режимы почвы, от которых зависят биологические и физико-химические почвенные процессы. Под тепловым режимом понимают совокупность процессов теплообмена в системе «приземный слой воздуха, почва, почвообразующая порода». Тепловой режим обуславливает процессы переноса и аккумуляции тепла в почве. Характер теплового режима определяется главным образом соотношением поглощения радиационной (лучистой) энергии солнца и теплового излучения почвы. Он зависит от окраски почвы, характера поверхности, теплоемкости, влажности и других факторов.

Водный режим почвы в основном определяется количеством атмосферных осадков и испаряемостью, распределением осадков в течение года, их формой (при ливневых дождях вода не успевает проникнуть в почву, стекает в виде поверхностного стока).

К числу факторов почвообразования относится время - необходимое условие для любого процесса в природе. Существенным фактором почвообразования, особенно в последнее время, является хозяйственная деятельность человека

Деятельность человека является мощным фактором воздействия на почву в целях повышения ее плодородия, ее окультуривания, а так же просто изменяет облик почвенного покрова (добыча и переработка полезных ископаемых, утилизация отходов и так далее). Это фактор сознательного, направленного воздействия на почву, вызывающий изменение ее свойств и режимов (питательного режима при внесении удобрения, водно-воздушного и окислительно-восстановительного режимов при осушительных и оросительных мелиорациях и т. п.) значительно более быстрыми темпами, чем это происходит под воздействием природного почвообразования.

1.2 Основные почвы исследования

Дерновая почта.

Основной составной частью любой почвенной смеси является дерновая земля. Земля получается из дерна после разложения составляющих его органических частей. Дерновые почвы образуются под чистыми ассоциациями луговой травянистой растительности на любых породах. Химический состав дерновой земли зависит: от возраста и происхождения дернины.

Дерновая земля заготовляется заблаговременно, рано весной или осенью, когда почва достаточно влажная, с тем чтобы к моменту употребления дернина хорошо разложилась, на что уходит не менее одного года.

Тип дерновых (перегнойных) литогенных почв

Формируются среди почв подзолистого типа на хорошо дренируемых участках, под хвойными и лиственно-хвойными лесами с кустарничково-травяным покровом на элювии коренных пород, состав и свойства которых препятствуют проявлению процесса подзолообразования. Не оподзоленные почвы, сформированные на породах, богатых силикатными формами кальция и магния; последние при выветривании освобождаются и нейтрализуют кислотность почв. Не оподзолены или очень слабо оподзолены почвы, сформированные на элювии пород, богатых железом, а также на разного рода сланцах. В процессе развития почвы по мере уменьшения невыветремой массы породы степень влияния последней на ход почвообразования ослабляется и в почвах начинает проявляться подзолистый процесс. Морфологически это выражается в появлении белесой кремнеземистой присыпки в нижней части гумусового горизонта и непосредственно под ним.

Профиль почв имеет следующее морфологическое строение:

А0 - лесная подстилка мощностью 1-5 см, состоит из побуревшего лесного опада и веточек, рыхлая, слабо затронута разложением;

А1 - гумусовый горизонт мощностью от 3 до 15 см,, буровато-серый, серый или темно-серый, равномерной окраски, при суглинистом механическом составе имеет хорошую мелкокомковатую структуру. Иногда в нижней части горизонта появляются слабые признаки оподзоливания, выражающиеся в небольшом осветлении;

В - переходный горизонт, дифференцирован слабо, переходы очень постепенны, мощность сильно варьируется в зависимости от степени развитости почв. Делится на подгоризонты по степени щебнистости, оглеенности, а иногда и цвету. Для верхней части характерны бурые тона окраски, для нижней -- тона выветривающихся плотных пород.

Наиболее характерные черты и свойства дерновых литогенных почв -- относительно высокое содержание гумуса по сравнению с подзолистыми почвами, преобладание в составе гумуса гуминовых кислот, слабая дифференциация почвенного профиля по содержанию ила и валовому составу, высокая насыщенность основаниями.

Тип аллювиальных дерновых почв.

Эти почвы распространены в прирусловой части поймы и в центральной пойме на повышенных элементах мезорельефа - на гривах и прирусловых валах, под разнотравными лугами и пойменными лесами. Почвы периодически затапливаются паводковыми водами. В межень капиллярная кайма опускается за пределы почвенного профиля и почвы развиваются в автоморфных условиях.

Профиль почв имеет следующее морфологическое строение:

A1 - гумусовый горизонт мощностью 3-30 см, темноокрашенный, темно-буро-серый или буро-темно-серый, различный по механическому составу, от песчаного до суглинистого, комковатой структуры, может быть слоистым;

B1- маломощный переходный горизонт буроватой окраски; по механическому составу в диапазоне от песчаного до суглинистого; комковатой структуры, иногда непрочной, иногда слоистой; переход постепенный;

С - слоистый горизонт речного аллювия, часто песчано-галечниковый.

Аллювиальные дерновые почвы значительно варьируются по своим свойствам. В гумусовом горизонте они содержат 2-4% гумуса, с глубиной содержание перегноя постепенно падает и на значительной глубине отмечается 0,5-1,5% гумуса. Реакция почв в верхних горизонтах слабокислая, в нижних почти нейтральная. Поглощающий комплекс насыщен основаниями. Емкость поглощения колеблется в широких пределах в зависимости от механического состава почв.

Эти почвы, занятые луговой растительностью, используются в качестве выпасов и сенокосов. Для повышения продуктивности лугов рекомендуются подкормка их минеральными удобрениями и подсев высокоурожайных трав. Леса, распространенные на дерновых почвах прирусловых валов, имеют почвоохранное значение; их следует сохранять и улучшать.

Глава 2. Характеристика почвенного разреза и методы его изучения

2.1 Основные морфологические признаки, используемые при описании почв

К главным морфологическим признакам относятся:

1) Строение почвенного профиля.

2) Мощность почвы и ее отдельных горизонтов.

3) Цвет (окраска).

4) Механический состав.

5) Структура.

6) Сложение.

7) Новообразования.

8) Включения.

9) Влажность.

10) Проба на карбонаты 10% HCl.

11) Характер перехода одного горизонта в другой.

Строение почвенного профиля - это внешний облик, обусловленный определенной сменой горизонтов в вертикальном направлении.

Обычно выделяют следующие генетические горизонты:

- А0 - лесная подстилка

- Ад - дернина

- А1- гумусово-элювиальный

- А2 - элювиальный

- В - иллювиальный

- С - материнская горная порода

- Д - подстилающая порода.

Горизонт А0 - самая верхняя часть почвенного профиля - лесная подстилка или степной войлок. Состоящий из органических остатков опада растений на различных стадиях разложения - от свежего до полностью разложившегося.

Горизонт Ад - густо пронизанный корнями растений верхний слой почвы , формируется под луговой растительностью.

Горизонт А1 - минеральный гумусово-аккумулятивный, содержащий наибольшее количество органических веществ. В почвах, где происходит разрушение алюмосиликатов и образование подвижных органо-минеральных веществ, - верхний темноокрашенный горизонт.

Горизонт А2 - подзолистый или элювиальный, формирующийся под влиянием кислотного или щелочного разрушения минеральной части. Это сильно осветленный, бесструктурный или слоеватый рыхлый горизонт, обедненный гумусом и другими соединениями, а также илистыми частицами за счет вымывания их в нижележащие слои и относительно обогащенный остаточным кремнеземом.

Горизонт В - располагающийся под элювиальным горизонтом, имеет иллювиальный характер. Это бурый, охристо-бурый, красновато-бурый, уплотненный и утяжеленный, хорошо оструктуренный горизонт, характеризующийся накоплением глины, окислов железа, алюминия и других коллоидных веществ за счет вмывания их из вышележащих горизонтов. Горизонт является переходным слоем к почвообразующей породе.

Горизонт С - материнская (почвообразующая) горная порода, из которой сформировалась данная почва, не затронутая специфическими процессами почвообразования.

Горизонт Д - подстилающая горная порода, залегающая ниже материнской и отличающаяся от нее по своим свойствам .

Мощностью почвы называется толщина от ее поверхности вглубь до слабо затронутой почвообразовательными процессами материнской породы. У различных почв мощность различна, с колебаниями от 40 - 50 до 100 -150 см.

Цвет почвы - наиболее доступный и прежде всего бросающийся в глаза морфологический признак. Недаром многие почвы получили название в соответствии со своей окраской - подзол, краснозем, чернозем. Окраска горизонта зависит от наличия в почве того или иного количества красящих веществ. Окраска почвы находится в прямой зависимости от ее химического состава, условий почвообразования, влажности. Чем больше количество гумуса содержит почва, тем темнее окрашен горизонт. Наличие железа и марганца придает почве бурые, охристые, красные тона. Белесые, белые тона предполагают наличие процессов оподзоливания, осолодения, засоления, окарбоначивания, т. е. присутствие в почве кремнезема, каолина, углекислого кальция, гипса и т. д.

Почвы редко бывают окрашены в один чистый цвет. Обычно окраска почв довольно сложная и состоит нескольких цветов (серо-бурая, белесовато-сизая), причем название преобладающего цвета ставится на последнем месте.

Таким образом, для определения окраски почвенного горизонта необходимо: а) установить преобладающий цвет;

б) определить насыщенность этого цвета (темно, светлоокрашенная);

в) отметить оттенки основного цвета. Например, буровато-светло-серый, серовато-палевый.

Механический состав в полевых условиях определяют визуально, т. е. по внешним признакам и на ощупь. Для точного установления механического состава применяют лабораторные методы.

Под структурой почвы подразумевают ее способность естественно распадаться на структурные отдельности и агрегаты, состоящие из склеенных перегноем и иловатыми частицами механических элементов почвы. Характеристики структуры почвы можно увидеть из приложения- Таблица 1

Сложение - это внешнее выражение плотности и пористости почвы. По плотности различают почвы:

1) очень плотные - лопата или нож не входят в почву, черта от ножа узкая, блестящая, комок почвы нельзя разломить руками.

2) плотные - лопата или нож входят в почву с трудом, черта от ножа шероховатая, комок с трудом разламывается руками.

3) рыхлые - почва легко распадается на структурные элементы

4) рассыпчатые - характерно для песчаных почв. Лишенных связности.

По пористости почвы различают:

1) мелкопористые - почва пронизана порами диаметром менее 1 мм;

2) пористые - диаметр пор колеблется от 1 до 3 мм, например, лёсс;

3) губчатые - в почве встречаются пустоты от 3 до 5 мм;

4) ноздреватые - в почве имеются пустоты от 5 до 10 мм, характерно для сероземных почв;

5) ячеистые - пустоты превышают 10 мм, характерно для субтропических и тропических почв;

Новообразованиями называют скопления веществ различной формы и химического состава, которые образуются и откладываются в горизонтах почвы. Различают новообразования химического и биологического происхождения.

Химические новообразования в почве - результат химических процессов, которые приводят к возникновению различного рода соединений. По форме их разделяют на выцветы и налеты; корочки, примазки и потеки; прожилки и трубочки, конкреции.

Химические новообразования представлены легкорастворимыми солями, гипсом, углекислой известью, оксидами железа, алюминия и марганца, закисными соединениями железа, кремнекислотой, гумусовыми и другими веществами.

Новообразования биологического происхождения (животного и растительного) встречаются в следующих формах: капролиты - экскременты дождевых червей; кротовины - пустые ходы роющих животных; корневины - сгнившие крупные корни растений; дендриты - узоры мелких корешков на поверхности структурных отдельностей.

Включениями называют находящиеся в почве тела органического или минерального происхождения, возникновение которых не связано с почвообразовательным процессом. К ним относятся, например, валуны и другие обломки горных пород; раковины и кости животных; кусочки кирпича и стекла.

Влажность не является устойчивым признаком какой-либо почвы или почвенного горизонта. Она зависит от многих факторов: метеорологических условий, уровня грунтовых вод, от механического состава почвы, характера растительности и т.д. Степени влажности:

1) сухая почва пылит, присутствие влаги в ней на ощупь не ощущается, не холодит руку;

2) влажноватая почва холодит руку, не пылит, при подсыхании немного светлеет;

3) влажная почва - на ощупь явно ощущается влага; почва увлажняет фильтровальную бумагу;

4) сырая почва при сжимании в руке превращается в тестообразную массу, а вода смачивает руку, но не сочится между пальцев;

5) мокрая почва - при сжимании в руке из почвы выделяется вода, которая сочится между пальцами; почвенная масса обнаруживает текучесть.

Проба 10% соляной кислотой показывает наличие в почве карбонатов. При попадании кислоты на почву наблюдается вскипание - это означает, что в почве имеются карбонаты.

Переход одного горизонта в другой может быть четкий по цвету и по механическому составу. Он может быть четким (резким) до 2 см, ясный от 2,5 до 6 см, постепенный от 6 до 12 см, диффузный более 12 см. Форма границы ровная, волнистая, затеками, языками.

2.2 Описание места закладки разреза и почвенного профиля

Описание почвенного разреза:

1. Разрез № 3а число 29 месяц июнь 2011 г.

2. Область Архангельска. 3. Район Приморский

4. Лесхоз __________5. Лесничество Архангельское

6. Квартал № __________ 7. Пробная площадь № ____________

8. Общий рельеф холмистый

9. Мезорельеф склон

10. Микрорельеф микроповышения у основания деревьев

11. Положение разреза относительно экспозиции нижняя часть склона, юго- восток

12. Тип леса, состав древостоя, возраст, бонитет ельник разнотравный, 8Е +2Б + И

13. Вырубка (давность, характер, задернения) ________________

14. Характер почвообразующей породы морена

15. Подстилающая порода морена

16. Подрост ель, береза

17. Подлесок шиповник, смородина, рябина

18. Напочвенный покров Иван - чай, осока, щучка дернистая, чина весенняя, седмичник европейский, майник двулистный, таволга, брусника, папоротник, хвощ.

19. Глубина взятия образцов 11, 17, 15, 12, 15, 15

20. Привязки почвенного разреза (схема) ___________________

21. Название почвы среднемощная дерново - грунтово - глеевые иллювиально - железистая легко суглинистая на моренной глине

22. Глубина разреза 85

23. № бригады, бригадир бригада № 1 Митинская Дарья

2.3 Название почвы и ее таксономическое положение

В действующей классификации принята следующая система таксономических единиц: тип, подтип, род, вид, разновидность, разряд.

Тип (генетический) - основная единица в пределах отдела по классификации 2002 года и основная единица по классификации 1977 года. Характеризуется единством диагностических горизонтов и общностью свойств. При этом почвообразовательные породы не учитывается.

Подтип - группы почв, в пределах типа, которые качественно различаются выраженностью основного процесса почвообразования и проявлением одного из налагающихся процессов. Подтип является переходными ступенями между типами.

Род - выделяют в пределах подтипа, основой выделения являются местные условия: состав почвообразующих пород, химизм грунтовых вод.

Вид - выделяют в пределах рода по степени развития почвообразовательных процессов (степень подзолистости, засоленности, гумусированности). Используют следующую номенклатуру, характеризующую: содержание того или иного органического вещества, мощность отдельных почвенных горизонтов и всего профиля или глубина их залегания, степень выраженности процессов.

Разновидность - определяют по гранулометрическому составу верхних горизонтов почвы, используют термины гранулометрического состава: песчаные, супесчаные и так далее.

Разряд - обусловлен свойствами почвообразовательных пород (морена, аллювиальная, озерная породы и так далее) с указанием их гранулометрического состава.

2.4. Аналитический план проведенных исследований почв

Сводная таблица результатов анализов почвы

Горизонт

Ад

А1

А1В

Вf

ВС

C

Протяженность горизонта, см

14

14

15

12

15

15

Скелет почвы, %

Органические остатки, %

Содержание физической глины/песка, %

Название почвы по механическому составу

Суглинок

тяжелый

Суглинок

тяжелый

Супесь

Суглинок

легкий

Суглинок

легкий

Суглинок

тяжелый

Гигроскопическая влага, %

4,5050

2,8350

1,3750

1,150

0,52

Коэффициент гигроскопичности (Кв)

1,047

1,047

1,0284

1,014

1,0114

1,0037

Потеря от прокаливания, %

74,76

37,39

13,66

4,46

2,69

3,64

Содержание органического углерода гумуса/гумуса, %

74,76

37,68

1,18

0,86

0,19

0,11

Плотность твердой фазы почвы, г/см3

1,94

2,41

2,636

2,540

2,645

2,675

Объемная масса, г/см3

Пористость общая, %

86

86

72,72

41

37,62

37,2

Пористость аэрации, %

-

36,4

30,2

0

11,98

7,7

Влага, недоступная растениям, %

1,072

9,38

2,68

5,36

9,38

9,38

Влага, доступная растениям,

2,71

140,93

56,75

22,24

10,18

8,22

Запас продуктивной влаги в толще горизонта, м3/га

3105,7

3105,7

3105,7

3105,7

3105,7

3105,7

рН солевой вытяжки

5,03

6,25

6,22

6,21

6,09

6,12

рН водной вытяжки

5,79

6,92

7,02

7,4

7,51

7,57

Сумма обменных оснований S, мг-экв/100 г

88,8

73,29

23,64

15,41

7,48

13,44

Гидролитическая кислотность

Нг, мг-экв/100 г

32,06

4,58

2,25

1,33

1,77

0,87

Емкость катионного обмена

Е, мг-экв/100 г

117,06

77,87

25,89

16,74

9,25

14,31

Степень насыщенности почвы основаниями V, %

73,2

94,12

91,31

92,06

80,86

93,92

Содержание подвижного фосфора, мг/100 г

320

210

24

58

90

176

Содержание подвижного калия, мг/100 г

420

130

37

47

33

59

Аналитический план нужен для того, чтобы понять насколько плодородна наша почва и какие у неё физические, химические и водные свойства и от чего они зависят, и какие мероприятия следует предпринимать для повышения плодородия и улучшения свойств для данной почвы. Он составляется непосредственно в лаборатории, по ходу тщательного изучения свойств и показателей почвы.

Глава 3. Механический состав почвы

3.1 Значение механического состава почв, классификации, связь механического состава с другими свойствами почв

В результате процессов выветривания плотные горные породы превращаются в рыхлую массу, состоящую из частиц различного размера, которые называются механическими элементами. Механические элементы, близкие по размерам, объединяются во фракции. Совокупность механических фракций представляет механический состав почвы.

В нашей стране у почвоведов широко применяется классификация проф. Н.А.Качинского (Приложение - таблица 3).

Физическая глина - это частицы, у которых размер менее 0,01 мм. К ней относятся: пыль средняя, пыль мелкая.

Физический песок - это частицы, размер которых от 0,01 до 1 мм. К ним относятся: песок крупный, песок средний, песок мелкий и пыль крупная. К глинистым почвам в зоне подзолистого типа почвообразования называются такие почвы, в которых содержится более 50% физической глины. В суглинистых почвах физической глины будет содержаться от 20 до 50% (Приложение - таблица 4).

Механический состав является очень важным свойством почвы, по которому изучаемая почва относится к той или иной разновидности. Определение механического состава почвы по горизонтам играет большую роль при изучении происхождения почвы, так как механический состав зависит не только от состава материнской породы, но и от процессов почвообразования происходящих в почве.

Между минералогическим, механическим и химическим составом рыхлых пород существует определенная сопряженность: чем тяжелее порода по составу, тем меньше в ней первичных и тем больше вторичных минералов (особенно вторичных алюмосиликатов и свободных гидроокисей), тем ниже содержание кремнезема и выше содержание химически связанной воды и окисей алюминия и железа, а в породах сиалитного типа - также калия и магния.

Эта же закономерность может быть прослежена при сопоставлении не только химического состава отдельных пород, различающихся по механическому составу, но и химического состава отдельных фракций, выделенных из одной и той же породы.

Влияние механического состава на температуру почвы связано с особенностями тепловых свойств легких и тяжелых почв. Весной глинистые почвы, обладая большим запасом влаги и расходуя тепло на испарение, нагревается медленнее, чем легкие. Самые холодные торфяно-болотные почвы, как более влажные и имеющие высокую теплоемкость.

Благодаря различию в механическом составе горизонтов их водопроницаемость неодинакова: гумусовый и подзолистый горизонты обладают значительно большей водопроницаемостью, чем иллювиальный горизонт. В периоды интенсивного поступления влаги в почву (во время снеготаяния или при обильном выпадении осадков летом или осенью) влага, быстро и легко просачивающаяся через подстилку, гумусовый и подзолистый горизонты, обладающие высокой водопроницаемостью, дойдя до иллювиального горизонта, задерживается над ним из-за его малой водопроницаемости.

Воздушный режим почв находится в прямой зависимости от механического состава почв. Чем плотнее почва, тем меньше в почве воздуха. Например, в песчаной почве больше воздуха, потому что она более рыхлая, чем глинистая.

Структурность находится в обратной зависимости от механического состава. Чем меньше частицы, тем более оструктурена почва. Например, песчаная почва имеет зернистую структуру, а глина с ее более мелкими частицами образует более крупную плитовидную или комковатую структуру.

3.2 Анализ механического состава исследуемой почвы

Задача механического анализа -- разделить почву на группы или фракции механических элементов и определить их процентное содержание в почве.

Название почвы дается по содержанию в ней физического песка и физической глины. Если определено содержание других фракций, то дается уточнённое название. Существует несколько методов определения механического состава почвы.

В полевых условиях для определения механического состава почвы используется сухой метод: берется комочек почвы небольших размеров, раздавливается ногтем на ладони и втирается в кожу. Чем зерно более угловатое, жесткое, прочное и чем большая часть его после полного раздавливания втирается в кожу, тем почва тяжелее по механическому составу (приложение - таблица 5).

Существует еще один метод определения механического состава, но уже в лабораторных условиях - это метод отмучивания. Метод отмучивания основан на разделении песка и глины в воде вследствие различных скоростей падения механических элементов: крупные частицы в воде оседают значительно быстрее мелких.

Размер и названия фракций механического состава можно увидеть в классификация почв и пород по гранулометрическому составу (приложение - таблица 2). По соотношению физического песка и физической глины в горизонте С почва называется суглинок тяжелый, потому что содержание физического песка находится в пределе 60-50% (52,9%), а содержание физической глины находится в пределе 40 - 50% (41,1%). По графическому изображению видно, что физического песка больше по количеству чем физической глины практически во всех горизонтах, кроме A1 и С. Анализ распределения фракций механического состава по профилю (особенно фракции физической глины) позволяет охарактеризовать почвообразовательный процесс.

Рисунок 1 Соотношение физ. глины и песка в наших горизонтах

Механический состав является очень важным свойством почвы, по которому изучаемая почва относится к той или иной разновидности. Механический состав оказывает большое влияние на свойства почвы. Поэтому с изменением механического состава с глубиной будут изменяться и свойства почвы.

На свойства почв сильно влияет количество и качество органического вещества, накапливающегося в верхних горизонтах, а на лесорастительные свойства - и почвенно-грунтовые воды.

Эти свойства имеют большое значение в агрономической практике: при обработке почвы, при внесении удобрений, при осушении.

С уменьшением размера частиц уменьшается количество кремния и возрастает количество алюминия, железа, кальция, магния, калия и фосфора. Особенно богаты этими элементами частицы ила менее 0,002 мм. Кроме того, с уменьшением размера частиц возрастает поглотительная способность почвы, поэтому песчаные почвы, состоящие преимущественно из кварца, беднее питательными веществами, чем суглинистые и глинистые.

Глава 4. Водно-физические свойства почвы

4.1 Водно-физические свойства почв, их значение и связь с другими показателями почвы

К общим физическим свойствам почвы относятся плотность твердой фазы почвы, объемная масса, скважность.

Плотность твердой фазы почвы (удельный вес) - это отношение массы твердой фазы сухой почвы к массе равного объема воды при температуре равной 40С. Измеряется в г/смі. Определяется пикнометрическим способом.. Плотность твердой фазы почвы зависит от минералов, слагающих почву, от содержания в ней гумуса и органических компонентов.

Объемная масса почвы (плотность сложения, объемный вес) - это масса единицы объема сухой почвы, взятой в ее естественно не нарушенном состоянии и высушенной до постоянного веса при 105° С. Измеряется в г/смі. Объемная масса зависит от механического состава почвы, от содержания в ней органического вещества, от структуры, от обработки почвы. Почва, которая приобретает постоянную плотность, не изменяющуюся во времени называют равновесной. Оптимальная объёмная масса - это масса при которой получаем максимальный урожай.

Общая пористость (скважность) - это совокупность всех пор и пустот. Почва является пористым телом, всегда содержит некоторое количество пор и пустот, которые могут быть заняты водой и воздухом. Зависит от типа почв (у глеевых менее 30% , в без гумусовых песчаных и сильно уплотненных 30-35%, в пахотных до 70%), от механического состава и от структурности почв. Чем почва более структурная, тем больше пористость. В зависимости от размера пор различают капиллярную и некапиллярную пористость. Капиллярная пористость - объём мелких пор (капилляров), в них задерживается вода менисковыми силами. Некапиллярная пористость - объем крупных пор в промежутках между агрегатами, они заняты воздухом, вода в них стекает под действием сил гравитации. Лучшим соотношением капиллярной и некапиллярной пористостей считается 1:1 или на долю капиллярной пористости должно приходиться 55-65% от общей пористости.

Пористость аэрации - суммарный объем пор и пустот, занятых воздухом. Выражается в процентах от общего объема почвы. Снижение пористости аэрации ухудшает рост растений, в минеральных почвах при пористости аэрации 15% затрудняется снабжение почвы ,а при 8% прекращается рост и начинается отмирание корней, а в почве начинается оглеение, в торфяных почвах критическим значением является пористость 30-40%.

К водным свойствам почвы относятся: водоудерживающая способность, водопроницаемость почвы и водоподъёмная способность.

Водоудерживающая способность - свойство почвы удерживать в своей толще воду под действием сорбционных или капиллярных сил, характеризуется влагоемкостью - максимальным количеством воды, удерживаемым в почве теми или иными силами. Различают пять видов влагоемкости:

· Полная (максимальная) влагоемкость (ПВ) или вместимость почвы - это количество влаги, удерживаемое почвой при ее полном насыщении, когда все поры заняты водой. На участках с полным насыщением влагоемкости воздух сохраняется в виде защемленного в комочках почвы. Оптимальная влажность для растений составляет 50 - 60% от полной влагоемкости.

· Полевая влагоемкость почвы (предельная полевая влагоемкость - ППВ) или наименьшая влагоемкость (НВ) или общая влагоемкость (ОВ) - максимальное количество капиллярно подвешенной влаги, которая остается в почве после стекания гравитационной влаги, при условии отсутствия подпора от грунтовых вод. Полевая влагоемкость показывает запас продуктивной влаги, доступной для растений, зависит от механического состава (НВ в песчаных и супесчаных почвах 5 - 20%, в глинистых и суглинистых 25 - 40%)), от содержания гумуса (чем больше гумуса тем больше НВ), структуры и других факторов. Оптимальная влажность почвы для растений соответствует 70 - 100%. Разность между величиной НВ и фактической влажностью почвы называется дефицитом влаги в почве. При высыхании почвы сплошное заполнение капилляров водой прерывается, снижается доступность ее растениям, такое состояние называют влажностью разрыва капилляров (ВРК), которая характеризует нижний предел оптимальной влажности почвы и составляет примерно 50 -70 % от НВ.

· Капиллярная влагоемкость - максимальное количество воды, которое может удержать почва при насыщении ее снизу от грунтовых вод. Зависит от уровня грунтовых вод, механического состава почвы, ее структурности и скважности.

· Максимальная молекулярная влагоемкость (ММВ) - это наибольшее количество рыхлосвязанной (пленочной) влаги в почве. Зависит в основном от механического состава - чем больше илистых частиц тем она больше. В песчаных и супесчаных почвах она достигает 10%, а в глинистых и суглинистых примерно 30%. При влажности близкой к ММВ растения начинают устойчиво завядать, поэтому такую влагоемкость называют влажностью устойчивого завядания (ВЗ) или мертвым запасом влаги. Устойчивым завяданием называется такое состояние растений, когда они не могут восстановить жизнедеятельность при помещении в среду, насыщенную парами воды. ВЗ равна 9,38.

· Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ) - максимальное количество прочносвязанной воды, которая удерживается почвой на поверхности частиц адсорбционными силами.

Водопроницаемость почвы - способность почвы впитывать и пропускать через себя воду. Измеряется объемом воды, протекающим через единицу площади (смІ) в единицу времени (час). Процесс водопроницаемости делят на две стадии - впитывание и фильтрация. Впитывание - поглощение воды почвой, заполнение почв и пустот. Фильтрация (просачивание) - передвижение воды в почве под действием сил тяжести. Зависит от механического состава, структуры, складности. Наилучшая проницаемость 100 - 500 мм/ч ( по Качинскому при напоре воды 5 см и температуре равной 10? С) .

Водоподъёмная способность - свойство почвы обеспечивать восходящее передвижение влаги под воздействием капиллярных сил. Наиболее интенсивный подъём происходит при диаметре пор 0,1 - 0,003 мм. Высота подъёма зависит от механического состава, структуры, пористости.

Снижается при разрыве капилляров. Способность почвы поглощать воду при соприкосновении с ней называется сосущей силой почвы.

4.2 Анализ водно-физических свойств исследуемой почвы

Плотность твердой фазы почвы (рисунок 2) определяется пикнометрическим способом - отношение массы твёрдой фазы определённого объёма к массе воды того же объёма при +4 С.

d=A/(B+A) - C, где A= a*100/100+ w

где d - плотность твердой фазы, г/см^3

A - навеска абсолютно- сухой почвы, г;

а - навеска воздушно- сухой почвы, г

w - гигроскопичная влажность, %

С - масса пиктометра с водой и почвой, г;

В - масса пиктометра с водой, г

Из графического изображения 2 видно, что плотность твёрдой фазы увеличивается с глубиной. Наибольшую плотность твёрдой фазы имеет горизонт (A1В и С) Наименьшее значение плотность твёрдой фазы достигает в минеральных горизонтах (Ag), которые содержат наименьшее количество гумуса, и больше всего минеральных веществ.

Рисунок 2 Изменение плотности твердой фазы почвы

Объемная масса почвы зависит от минералогического и механического состава, структуры почвы и от степени гумусированности. Она определяется при помощи стального бура. Объемная масса вычисляется по формуле:

ОМ= m/V

Рисунок 3 Изменение объёмной массы почвы

По графическому изображению 3 можно оценить объемную массу. Видно, что наименьшая объемная масса находится в горизонте Ag, т.к. это верхний органический горизонт, имеющий рыхлое строение. В этом горизонте много опада, в связи с этим большая пористость. В нижележащих горизонтах объемная масса увеличивается, это связано с более тяжелым механическим составом, т.е. с увеличением содержания физической глины в этих горизонтах. Оптимальные значения объемной массы для большинства сельскохозяйственных культур 1,1 - 1,2 г/см3 на суглинистых и 1,2 - 1,3 г/см3 на песчаных почвах. При плотности сложения > 1,25 г/см3 требуется внесение торфа.

Общая пористость и пористость аэрация.

Пористость зависит от механического состава, структурности, деятельности почвенной фауны, содержания органического вещества, в пахотных горизонтах - от частоты и приемов обработки почв. Общая пористость вычисляется по формуле: Р = 100 · (1 - ОМ/ с), где с - плотность твердой фазы почвы.

Рисунок 4 Изменение общей пористости

Пористость в почвенном профиле уменьшается при переходе от верхних горизонтов к нижним. Пористость в горизонте А1 (36,4%). Далее общая пористость по профилю уменьшается сверху вниз. Общая пористость в горизонте А1В равна 30, 2 % . Значение пористости в горизонте ВFС составляет 0 %, в горизонте ВС составляет 11,98 %, в горизонте С составляет 7,7% - эти значения считаются неудовлетворительными.

Рисунок 5 Изменение пористости аэрации

Содержание и запас продуктивной влаги. При вычислении запасов продуктивной влаги следует подставлять в формулу средневзвешенные значения объемной массы почвы и содержания доступной влаги для слоя 100 см. Их рассчитывают по формулам:

ОМср = ОМ1 * Н1 + ОМ2 * Н2 + ….+ ОМn * Hn (г/см3) = 3,92 +4,62+10,8+18+24,75+50,4 (г/см3) = 1,125(г/см3)

Wдост = ОМ1 · Н1 · W1 + ОМ2 · Н2 · W2 + ….+ ОМn · Hn · Wn (%) = ОМ1 · Н1 + ОМ2 · Н2 + ….+ ОМn · Hn = 14,81+694,43+641,84+496,8+384,61+887,04 =27,85%

Рассчитаем запасы продуктивной влаги в слое почвы 0 - 100 см по формуле:

Z100 = 0,1 * ОМ * Н * Wдост, 3/га), где

Z100 - запас продуктивной влаги в толще 100 см, мм/га;

ОМ - объемная масса почвы, г/см3;

0,1 - коэффициент перевода запасов влаги из м3/га в мм водного слоя;

H - мощность слоя почвы, для которого рассчитывают запас продуктивной влаги, в данном случае 100 см;

Wдост - содержание доступной влаги, %;

Z100 = 0,1*1,125*100*27,85*10=3119,2

Расчет запасов продуктивной влаги в толще почвы

Горизонт

Полевая влажность почвы, %

Недоступная влага почвы, %

Доступная влага почвы, %

Запас продуктивной влаги м3/га

Ag

3,78

1,072

2,71

10,62

3105,7

A1

150,31

9,38

140,93

651,1

3105,7

A1B

59,43

2,68

56,75

616,31

3105,7

Bf

27,60

5,63

22,24

400,32

3105,7

Bc

15,54

9,38

10,18

251,96

3105,7

C

17,6

9,38

8,22

414,28

3105,7

Оценка запаса продуктивной влаги в слое почвы 0-100 см (по И.М. Ващенко).

Категория оценки

Запас продуктивной влаги, м3/га

Очень плохой

менее 600

Плохой

600 - 900

Удовлетворительный

900 - 1300

Хороший

1300 - 1600

Очень хороший

более 1600

Сравнив показатели, можно сделать вывод, что наша почва имеет очень хороший запас продуктивной влаги.

4.3 Содержание гигроскопической влаги в почве и ее значение. Показатель Кв и его значение

Гигроскопическая влага - это вода, адсорбированная поверхностью почвенных частиц, а гигроскопической влагой называют ту воду, которая поглощается (сорбируется) сухой почвой из водяных паров атмосферного воздуха. Содержание гигроскопической влаги в почве зависит от степени влажности воздуха, температуры и от механического состава почвы. В воздухе при данной температуре может содержаться строго определённое количество водяных паров. Выше этого количества водяные пары конденсируются и выпадают в виде росы. Чем выше относительная влажность воздуха и чем мелкоземистее почва, т. е. чем больше ее общая поверхность, тем выше гигроскопическая влажность. Различают две разновидности гигроскопической воды: максимальную и неполную. Под максимальной гигроскопичностью подразумевают наибольшее количество воды, поглощаемой почвой из полностью насыщенного водяными парами воздуха, т. е. при относительной влажности, равной 100%. Под неполной гигроскопичностью, или просто гигроскопичностью, понимают количество влаги, которое имеет почва в воздушно-сухом состоянии.

Количество гигроскопической влаги определяют высушивая бюкс с предварительно взвешенной навеской почвы в сушильном шкафу при t = 100-105 °С в течение 5 часов. Затем бюкс закрывают крышкой и помещают в эксикатор для остывания. После этого бюкс взвешивают, и по потере массы по формуле определяют содержание гигроскопической влаги.

Гигроскопическая влага рассчитывается по уравнению

ГВ = ((а - в)/(в - с)) * 100%, где

а - масса бюкса с почвой до высушивания в граммах;

в - масса бюкса после высушивания ( t =105 градусов Цельсия) в граммах;

с- масса пустого бюкса в граммах.

ГВ находится в равновесии с парообразной водой атмосферы и характеризует влажность воздушно-сухой почвы.

Коэффициент гигроскопичности

К = (100+ГВ)/100

Результаты анализа пересчитывают на сухую почву, умножая полученное значение на коэффициент Кв.

Рисунок 6 Изменение гигроскопической влаги в профиле почвы

В ходе анализа получается, что в горизонтах A1 - С происходит снижение гигроскопической влажности, из которого вымывается физическая глина и гумус, адсорбируя на своей поверхности воду.

Глава 5. Содержание органического вещества и химические свойства почвы

5.1 Органическое вещество почвы

Органическое вещество является непременной составляющей почвы. Оно находится в виде слаборазложившихся органических остатков лесной подстилки, торфа или в виде хорошо разложившегося, утратившего свою клеточную структуру перегноя или гумуса.

Гумус - это сложный комплекс органических веществ, находящихся в тесном взаимодействии с минеральной частью почвы, от которой его можно отделить только при химической обработке или прокаливании.

Основным и первичным источником органического вещества почвы является растительный опад. Отличительной чертой растительного опада на севере является несколько факторов: количество растительного опада (в основном иголки от хвойных пород), качество растительного опада (содержание смол, воска, клетчатки, дубильных веществ и других сложных органических соединений), суровый холодный климат. Количество растительного опада в северных почвах очень мало, т. к. опад хвойных деревьев и кустарничков очень мал. Качество растительного опада низкое, т. к. состоит из сложных органических соединений.

Распад исходных органических соединений - первый этап гумификации. Второй этап - синтез новых высокомолекулярных гумусовых соединений, не свойственных живым организмам.

Содержание гумуса в разных горизонтах различно, больше всего его в лесной подстилке из-за растительного опада. С глубиной количество гумуса резко уменьшается, т. к. источниками гумуса являются отметшие корни, микроорганизмы, дождевые черви и т. д., которых в глубине значительно меньше.

Качество и количество гумуса в северных почвах на много ниже, чем в черноземах. Все это в значительной мере сказывается на низком плодородии северных почв и на преобладающую растительность. Качество и количество гумуса можно регулировать агротехническими и лесоводственными приемами, к числу которых относятся: механическая обработка, внесение органических удобрений, травосеяние, известкование кислых и гипсование щелочных почв. Потерей при прокаливании (ППП) называют убыль в весе после прокаливания навески почвы до постоянного веса при температуре 900 °С. При прокаливании почва теряет органическое вещество, СО2 карбонатов, гигроскопическую и химически связанную воду, адсорбированный газы и частично хлориды.

Существует три формы гумуса.

Мор - почти неразложившаяся или слаборазложившиеся остатки преимущественно растительного происхождения. К ним относятся: лесная подстилка, степной войлок, торф.

Модер - остатки глубокого преобразования представленные в виде однородной рыхлой черной массы -перегноя.

Муль - совокупность органического вещества, гумусовых веществ, которые цементируют и склеивают минеральные частицы почвы, образуя мульподобную форму гумуса.

Величину ППП (рисунок 7) используют для вычисления общего содержания минеральных веществ в почве, для вычисления химически связанной воды и для пересчета содержания элементов минеральной части почвы на прокаленную навеску.

Величину потери при прокаливании вычисляют по формуле:

ППП = (А - В/ А - С) · 100 · КВ ,где

А - масса тигля с воздушно-сухой почвой, г;

В - масса тигля с прокаленным остатком, г;

С - масса тигля, Г;

Кв - коэффициент пересчета на абсолютно-сухую навеску;

Рисунок 7 Изменение величины ППП

ППП горизонта Ag равна 74,76 % , потому что в ней находится много органогенных соединений, они при высокой температуре сгорают. Следующие горизонты обладают меньшей ППП, т. к. химические элементы уходят с грунтовыми водами.

Углерод определяем методом мокрого сжигания по Тюрину. Метод И. В. Тюрина основан на учёте кислорода, необходимого для окисления органического вещества почвы раствором дихромата калия в серной кислоте.

Рисунок 8 Изменение содержания углерода в почве

5.2 Кислотность почвы

Кислотность почвы - это способность почвы подкислять почвенный раствор или растворы солей вследствие наличия в составе почвы кислот, а также обменных ионов водорода и катионов, образующих при их вытеснении гидролитически кислые соли. Различают актуальную кислотность (рисунок 9) , определяемую значением рН почвенного раствора или водной вытяжки, и потенциальную кислотность, носителем которой являются ионы Н и Alі , находящаяся в твердой фазе почвы в обменно-поглощенном состоянии, но подкисляющие почвенный раствор в результате обменных реакций при увеличении в нем концентрации электролитов.

По способу определения потенциальной кислотности различают обменную и гидролитическую кислотности.

Обменную кислотность (рисунок 9) определяют количеством титруемых ионов Н и Alі в вытяжке, приготовленной с помощью раствора нейтральной соли - 1 н. KCl.

Актуальной кислотность определяют по методу Кеппена, титрованием кислоты в солевой вытяжке, приготовленной на основании ацетата натрия.

(ППК)Н + 2СН3СООNa (ППК)Na +2CH3COOH + 2H2O

Почвы слабло-кислые, потому что опад состоит из сложных органических соединений и при разложении грибами образуют фульвокислоты и органические кислоты (уксусная, муравьиная и др.). Кислотность почвы отрицательно влияет на условия произрастания растений. В особенности это относится ко многим культурным растениям. Однако и на продуктивность лесной растительности кислотность почвы нередко влияет отрицательно. Сущность влияния заключается, по-видимому, в том, что при более или менее сильнокислой реакции в почвенном растворе появляются ионы алюминия, а в некоторых случаях и марганца в таких концентрациях, которые оказываются вредными для растений.

Рисунок 9 Изменение актуальной и обменной кислотности

Активную кислотность почвы можно оценить по величине водородного показателя водной вытяжки из таблицы

Кислотность почвенного раствора (активная) по величине рН водной вытяжки

Название реакции почвы

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.