Комплекс мероприятий по улучшению агрофизических и агрохимических свойств почвы, расчет доз известковых материалов, органических минеральных удобрений

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Почвоведение - наука об образовании (генезисе), строении, составе и свойствах почв, закономерностях их географического распространения, о путях рационального использования и повышения плодородия почв с целью получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур и охраны земельных ресурсов.

Почвоведение изучает почвы не только как природные образования, но и как средство сельскохозяйственного производства.

Почва является той средой обитания сельскохозяйственных растений, которая обеспечивает получение их урожая. Этот слой суши земного шара кормит и одевает все человечество.

Несмотря на всю важность почвенного покрова для жизни людей и большую его общепланетарную роль, почвы часто используют неэффективно, загрязняют и разрушают. Человек превратил часть целинных земель в пашню и прервал течение естественных почвенных процессов.

В настоящее время накоплено много знаний о почвах, позволяющих использовать их с большой эффективностью.

Цель курсовой работы - углубить и закрепить теоретические знания, полученные на лекционных и лабораторных занятиях, приобрести навыки выполнения агрохимических анализов почвы, проанализировать и дать заключение о водно-физических, химических свойствах и плодородии почвы, как по отдельным генетическим горизонтам, так и почвенного профиля в целом.

Задача курсовой работы - научиться разрабатывать комплекс мероприятий по улучшению агрофизических и агрохимических свойств почвы, проводить расчет доз известковых материалов, органических минеральных удобрений.

1. Характеристика основных факторов почвообразования и основные почвы района исследований

1.1 Основные факторы почвообразования

Изменения в материнских породах в результате процессов почвообразования происходили по-разному в зависимости от состава произрастающей растительности, минералогического состава и свойств самой материнской породы, количества выпадающих осадков, положения породы по рельефу и т.д. Эти условия почвообразования, влияющие на скорость почвенных процессов и их результативность, выраженные в уровне плодородия почв, по предложению В.В. Докучаева называют факторами почвообразования. К ним относятся растительность и животные организмы, материнская порода, климат, рельеф, возраст почв (продолжительность и скорость почвообразования) и производственная деятельность человека.

· Растительность и животные организмы.

Главными группами живых организмов этого биологического фактора почвообразования являются древесная и травянистая растительность, мхи, лишайники и водоросли, микроорганизмы (бактерии, грибы, актиномицеты), простейшие, насекомые, беспозвоночные и позвоночные животные.

В каждой природной зоне в естественных условиях сложились определенные комбинации этих организмов, называемые биологическими ценозами. Первостепенная роль в накоплении биомассы в биологических ценозах, а также в почвообразовании принадлежит растениям, поэтому В.Р. Вильямс назвал природные биоценозы растительными фармациями.

Он различал деревянистые фармации (таежные хвойные леса, широколиственные леса, влажные субтропические леса и др.), деревянисто-травянистые фармации (ксерофитные леса, саванны и др.), травянистые фармации (суходольные и заболоченные луга умеренного пояса, представленные характерными ассоциациями растений, травянистые прерии, степи и т.д.), пустынные и лишайниково-моховые (тундры, верховые болота и др.) фармации.

От состава и деятельности организмов, входящих в растительные фармации, зависит общая масса создаваемого ими органического вещества. От характера поступления растительных остатков в почву, зольного состава растительных остатков, степени биогенности почв, состава микрофлоры зависят направление процессов гумусообразования, содержания гумуса в почвах, его качественный состав, формирование разной мощности гумусовых горизонтов и в конечном счете образования разных типов почв, различающихся по агрономическим свойствам. В связи с этим синтез и разрушение органического вещества в почве называют сущностью почвообразовательного процесса.

В состав биоценозов входят почвенные водоросли. Они, так же как и высшие растения, являются продуцентами органического вещества, но их продуктивность гораздо ниже. Водоросли встречаются в почвах всех природных зон. Их численность и биомасса варьируют в зависимости от влажности, условий освещения и солевого режима даже в одной и той же почве. Масса водорослей, преобразованных живым населением почвы, входит в состав ее органического вещества. Водоросли влияют на накопление азота, режим кислорода и углекислого газа в почвенном воздухе, структуру почв.

В различных биоценозах установился определенный микробиологический комплекс, характеризующийся количественным и качественным составом микрофлоры (бактерий, грибов и актиномицетов). Во всех почвах всегда преобладают бактерии. В почвах под лесом подавлена жизнедеятельность азотофиксирующих и нитрифицирующих бактерий, снижена активность бактерий, разлагающих клетчатку. Роль микроорганизмов многогранна. Они являются источником органического вещества в почве. Под их влиянием происходят процессы гниения органической массы, созданной всем живым населением почвы; они участвуют в азотфиксации атмосферного азота, преобразовании различных химических соединений почв и т.д.

В жизни почв определенную роль играют лишайники- симбиотические организмы, тело которых состоит из двух компонентов: грибного и водорослевого. Напочвенные лишайники редко встречаются на плодородных почвах, обильно развиваются в сухих сосняках, образуя сплошной покров. Наскальные лишайники представлены в основном видами накипных форм. При почвообразовании лишайники оказывают на минеральные массы пород физическое и химическое воздействие. Они образуют сложные органические кислоты, главным образом полифенольного ряда, обладающие хелатирующими свойствами, связывающими катионы выветривающихся минералов.

В почвообразовании активное участие принимают животные организмы, которые преобразуют органические остатки в результате питания, способствуя гумусообразованию и образованию агрономически ценной структуры, перемешивают минеральную массу почвы и органической, активизируя химические реакции между ними, изменяют пористость почв, их воздухоемкость и водопроницаемость, влияют на биологическую активность почв.

В результате рассмотрения влияния растительных и животных организмов на процесс образования почвы можно сделать вывод о том, что биологический фактор является ведущим в почвообразовании. Ведущим он является потому, что играет главную роль в обмене веществ и энергии между почвой, растениями и животными организмами. Без этого обмена почва образоваться не может.

· Материнская, или почвообразующая, порода.

Само название породы указывает на то, что она является основой, или основной массой, почвы. Материнские породы на территории России главным образом представлены четвертичными осадочными смешанными горными породами. Они передают образующимся на них почвам свой минералогический, гранулометрический состав и свойства (водо- и воздухопроницаемость, влагоемкость, количество доступных для растений элементов питания и т.д.). Чем разнообразнее минералогический состав материнских пород, тем плодороднее образующиеся на них почвы, так как для растений создается лучший пищевой режим. Богатство материнской породы минералами большей частью сочетается с ее гранулометрическим составом; более легкие породы и почвы, как правило, более бедные по минералогическому составу, так как в них больше песчаных фракций, состоящих из диоксида кремния- группы минералов, довольно устойчивых к выветриванию.

Минералогический состав материнской породы оказывает большое влияние на направление почвообразовательных процессов. Например, карбонатность породы препятствует течению подзолистого процесса, так как CaCO3 нейтрализует фульвокислоты и таким образом устраняется их разрушающее действие на минералы. Карбонатность породы способствует течению гумусово-аккумулятивного процесса, образованию водопрочной структуры.

Гранулометрический состав материнской породы влияет на формирование профиля почвы. Песчаные и супесчаные дерново-подзолистые почвы имеют более растянутые генетические горизонты, так как в результате повышенной их водопроницаемости нисходящие токи почвенных растворов изменяют породу на большую глубину.

В результате почвообразования и продолжающихся процессов выветривания материнская порода частично теряет свойства, которыми она ранее обладала. Изменяется ее минералогический состав, так как образуются вторичные минералы, происходит вынос карбоната кальция за пределы почвенного слоя, почвы могут засоляться в результате выпотного типа водного режима и т.д. В результате оглинивания и гумусообразования изменяется гранулометрический состав почвы.

Изменения материнских пород в результате почвообразовательных процессов могут быть самыми разными при различном сочетании факторов почвообразования.

· Климат.

Климат определяет поступление лучистой энергии солнца, тепла и влаги на земную поверхность, в результате создается определенный гидротермический режим почв.

Климат характеризуется целым комплексом показателей, но для понимания процессов почвообразования в почвоведении используют только некоторые: годовое количество осадков, коэффициент увлажнения почв, среднегодовую температуру воздуха, средние многолетние температуры января и июля, сумму среднесуточных температур воздуха за период с температурой выше 10°С, продолжительность этого периода, длину вегетационного периода.

Климатические показатели имеют зональную (поясную) изменчивость, что предопределило образование на земном шаре растительных почвенных зон. Однако в каждой почвенно-климатической зоне кроме преобладающих типов почв встречаются и другие почвы, что определяется в большой степени неодинаковым гидротермическим режимом почв разных территорий одной и той же климатической зоны, оказывающим влияние на формирование биоценозов и течение почвенных процессов.

Развитию водной и ветровой эрозии и почв и пород способствуют некоторые климатические воздействия: интенсивно выпадающие осадки в теплое время, интенсивное весеннее снеготаяние, наличие периодов без осадков с активным испарением влаги из почвы и сильными ветрами.

Для климатических показателей характерна динамичность в течение суток, недели, месяца, года, а это определяет динамичность протекающих в почвах процессов и влияет на эволюцию почв.

В агрономической практике используют приемы, которые помогают значительно ослабить или устранить неблагоприятные климатические воздействия на почвы и сельскохозяйственные растения. Недостаток осадков восполняют орошением, избыточное увлажнение почв устраняют осушением; накопление влаги достигают снегозадержанием и регулированием снеготаяния полосным зачернением снеговой поверхности поперек склона торфяной или земляной пылью, золой; испарение влаги уменьшают мульчированием поверхности почвы соломой, торфом и другими материалами. Можно значительно уменьшить губительное воздействие суховеев в степных районах, повысить влажность почв и относительную влажность воздуха, препятствовать высокой нагреваемости почв с помощью посадки лесных полос.

Нагреваемость почвы и освещенность при возделывании сельскохозяйственных культур можно регулировать нормой высева семян или густотой посадки культуры, шириной и направленностью междурядий (желательно с севера на юг) и т.д.

· Рельеф.

Главная роль рельефа заключается в том, что он перераспределяет воду и тепло. На южных склонах почвы раньше поспевают для обработки и посева сельскохозяйственных культур, глубже прогреваются, лучше освещаются солнцем. В результате меньшей влажности почв южных склонов они впитывают дождевую воду хуже, чем почвы на склонах других экспозиций. Такие почвы больше подвергаются водной эрозии. Нижние части склонов переувлажняются за счет притока талых и дождевых вод.

Перераспределение склонами атмосферной влаги и тепла вызывает изменение пищевого, воздушного, окислительно - восстановительного, солевого и других режимов почв. Создаются неодинаковые условия для жизнедеятельности биоценозов, синтеза и разложения органического вещества. Поэтому на разных элементах рельефа формируются различные по свойствам почвы.

В почвоведении выделяют три группы форм рельефа: макрорельеф, мезорельеф, микрорельеф. Макрорельеф (равнина, горный рельеф) сформировался в результате тектонических процессов земной коры и под воздействием экзогенных факторов и явлений получил характерные очертания: ледниковый рельеф, эрозионный рельеф. Под мезорельефом понимаются рельефные образования, из которых складывается макрорельеф: холмы, увалы, балки, долины рек и т.д. Они возникли под влиянием небольших тектонических поднятий, разрушения и переотложения осадочных обломочных пород ветром, дождевыми, талыми, речными, ледниковыми водами и другими факторами переноса и переотложения пород. В результате произошло общее выравнивание рельефа. Микрорельеф характеризуется небольшими относительными колебаниями почвенной поверхности, большей частью в пределах 5-15 см. Хорошо выраженный микрорельеф наиболее типичен для степных районов. Причинами его образования являются: просадка пород в результате снижения их карбонатности и засоленности при почвообразовании; действие землероев, образующих на поверхности холмики выброшенной почвы и породы; неравномерность густоты травостоя на микропонижениях и микроповышениях.

Перераспределение осадков по склонам и глубина нахождения почвенно-грунтовых вод приводят к образованию разных по режиму увлажнения почв с соответствующими для них признаками.

При развитии некоторых форм рельефа (образование оврагов, врезание долин рек в осадочные обломочные горные породы при понижении базиса эрозии и т.д.) может произойти естественное дренажирование территорий, сопровождаемое понижением уровня почвенно-грунтовых вод. В результате в почвах изменится направление почвообразовательного процесса. Например, образование в восточных регионах европейской части России серых лесных почв из типа дерново-глеевых.

· Возраст почв.

Различают абсолютный и относительный возраст почв. Абсолютный возраст исчисляется временем формирования почв с момента образования материнской породы до настоящего времени. Абсолютный возраст почв основной территории европейской части России составляет 40-60 тыс. лет. Наибольший абсолютный возраст имеют почвы тропических областей, наименьший- прирусловой части поймы, так как они ежегодно сносятся при розливе рек, а после окончания паводка почвообразовательный процесс начинается заново на свежеотложенных аллювиальных породах.

Относительный возраст почв характеризует скорость почвообразовательного процесса. В лесной зоне слабоподзолистые почвы являются более молодыми по сравнению со средне- и сильноподзолистыми почвами, образовавшимися на одной территории, на тех же материнских породах за одно и то же время. Это связано с различным положением почв по рельефу.

· Производственная деятельность человека.

Производственная деятельность человека - мощный фактор изменения свойств природных почв и протекающих в них процессов, так как в результате освоения целинных земель под пашню течение естественных почвенных процессов прерывается.

В результате земледельческого использования почв образовались новые биоценозы - агробиоценозы. Возникли совершенно новые взаимоотношения культурных растений с живым населением почв, с окружающей средой. Земледельческое использование почв нарушило установившийся естественный баланс органического вещества в почве в результате его отчуждения с урожаем. Поэтому обязательным агроприемом является внесение в почву обоснованных доз удобрений.

1.2 Основные почвы района исследований и факторы, определяющие их формирование

Таежно-лесная зона имеет огромную протяженность с севера на юг и з запада на восток. Равнинные, в основном европейская и западносибирская, части таежно-лесной зоны по климатическим условиям, растительности и почвенному покрову подразделяют с севера на юг на три подзоны: северную, среднюю и южную тайгу.

Климат зоны умеренно холодный, с нарастанием континентальности к востоку. В районах Восточной Сибири он резко континентальный, а на Дальнем Востоке- муссонный.

В таежно-лесной зоне преобладают таежные леса, в основном хвойные с моховым покровом, а на юге зоны древостой состоит из лиственных и широколиственных древесных пород с примесью хвойных, с травянистым и моховым покровом. Открытые незаболоченные территории заняты луговыми, а переувлажненные- болотными ассоциациями растений.

Подзоны европейской и западносибирской частей зоны характеризуются следующей растительностью.

Подзона северной тайги занята редкостойными еловыми лесами с примесью березы, лиственницы и осины с моховым, лишайниковым и мохово-кустарничковым напочвенным покровом. Северная тайга является подзоной глееподзолистых почв.

Подзону средней тайги называют подзоной зеленомошных темнохвойных еловых лесов; травянистая растительность под пологом леса практически отсутствует. Это типичная тайга. Нередко встречается лишайниковый напочвенный покров. Средняя тайга является подзоной подзолистых почв.

Подзона южной тайги занята смешанными широколиственно-хвойными лесами с мохово-травянистым и травянистым покровом. Почвенный покров южной тайги образует подзону дерново-подзолистых почв.

Основными процессами, под влиянием которых происходило образование почвенного покрова таежно-лесной зоны, являются подзолистый, дерновый, и болотный.

Основными типами почв таежно-лесной зоны являются подзолистые почвы, дерново-карбонатные почвы, дерново-литогенные почвы, дерново-глеевые почвы, болотно-подзолистые почвы, болотные верховые почвы,болотные низинные почвы, болотные переходные почвы, аллювиальные дерновые (кислые) почвы; аллювиальные луговые почвы; аллювиальные болотные почвы.

Подзолистые почвы (тип) формируются в результате развития подзолистого процесса (оподзоливания), существенной особенностью которого является разрушение в верхней части профиля почвы первичных и вторичных минералов и вынос продуктов разрушения в нижележащие горизонты и грунтовые воды. Подзолистые почвы характеризуются резким обеднением почвенного профиля илистыми частицами и полуторными окислами в верхних почвенных горизонтах и накоплением их в иллювиальном горизонте В. Они имеют кислую реакцию среды, низкую насыщенность основаниями (20-70%), малое количество гумуса (1-4%), имеющего фульватный характер.

Глееподзолистые почвы (подтип) формируются под северо-таежными хвойными лесами и смешанными лесами с мохово-лишайниково-кустарничковым напочвенным покровом на породах суглинистого и более легкого механического состава. Характерной чертой почв этого подтипа является слабое оторфянивание лесной подстилки и оглеение подзолистого горизонта, который приобретает сизовато-серую окраску.

Подзолистые почвы (подтип) формируются под среднетаежными хвойными лесами с моховым или мохово-кустарничковым растительным покровом на различных породах. Подзолистый процесс в этом случае проявляется пятнами оподзоливания светлого цвета.

Дерново-подзолистые почвы (подтип) можно рассматривать как самостоятельный тип. Это вызывается особенностями генезиса дерново-подзолистых почв и более высоким их природным плодородием по сравнению с подзолистыми почвами. Формируются под смешанными лесами с мохово-травянистым и травянистым покровом на породах различного состава, на задернелых вырубках, прогалинах, опушках леса. Дерново-подзолистые почвы развиваются под воздействием подзолистого и дернового процессов. Имеют в почвенном профиле наряду с подзолистым горизонтом хорошо развитый гумусовый горизонт мощностью от 3 до 20 см и более, серого цвета, комковато-порошистой структуры.

Дерново-подзолистые почвы являются основным сельскохозяйственным фондом Севера. При окультуривании на естественный процесс почвообразования накладывается влияние хозяйственной деятельности человека.

Дерновые карбонатные почвы (тип) развиваются в тех же условиях климата, под теми же растительными сообществами, что и почвы подзолистого типа, но на территориях, сложенных породами, содержащими карбонаты кальция. Характеризуются промывным типом водного режима, формируются в автоморфных условиях. Высокое содержание кальция в почвообразующей породе способствует нейтрализации кислых продуктов разложения. Связанное кальцием органическое вещество этих почв закрепляется в верхнем горизонте; это приводит к обособлению в профиле четко выраженного гумусового горизонта А1.

В дерново-карбонатных насыщенных почвах (подтип) гумусовый горизонт хорошо выражен и содержит 7-12% гумуса, профиль насыщен карбонатами и вскипает от соляной кислоты с поверхности. Под гумусовым горизонтом с зернистой структурой залегает почвообразующая порода - меловой рухляк.

В дерново-карбонатных выщелоченных почвах (подтип) в профиле характерно образование красно-бурого переходного горизонта В, вскипание наблюдается с глубины около 40 см.

В дерново-карбонатных оподзоленных почвах (подтип) появляются признаки оподзоливания в виде пятен или присыпки в нижней части гумусового горизонта А1. Линия вскипания от соляной кислоты опускается до глубины 50-60 см.

Дерново-карбонатные почвы характеризуются высоким содержанием гумуса, в составе которого преобладают гуминовые кислоты, связанные с кальцием, нейтральной реакцией в верхних горизонтах и слабощелочной в нижних, высокой степенью насыщенности основаниями и высокой емкостью обмена. Профиль почв по механическому и валовому составу дифференцирован слабо.

Дерновые литогенные (перегнойные) почвы (тип) формируются среди почв подзолистого типа на породах, богатых силикатными формами кальция и магния, или на породах, богатых железом, а также на разного рода сланцах под луговой растительностью суходольных лугов.

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.

Дерновые литогенные насыщенные почвы (подтип) имеют хорошо выраженный дерновый горизонт темно-серого цвета зернистой или комковато-зернистой структуры с содержанием гумуса до 6-9 %. Количество гумуса с глубиной резко уменьшается. Реакция почв близка к нейтральной.

Дерновые литогенные кислые почвы (подтип) имеют более светлый и менее выраженный дерновый горизонт непрочно-комковатой структуры с содержанием гумуса 2-4 %. Реакция среды - кислая. Химические свойства зависят от свойств коренной породы. Так, почвы, развитые на породах, богатых железом, имеют ржаво-охристые тона окраски, обладают низкой емкостью обмена.

Дерновые литогенные оподзоленные почвы (подтип) несколько беднее гумусом, подвижными формами азота, фосфора, калия по сравнению с другими почвами данного типа. Характерная особенность этих почв - появление белесоватой присыпки в нижней части гумусового горизонта, которая выделяется в горизонт А1А2.

Дерновые глеевые почвы (тип) формируется в условиях повышенного увлажнения под таежными лесами с мохово-травяным наземным покровом; могут формироваться и под луговой растительностью. Повышенное увлажнение обуславливает наличие в профиле почв ясных признаков оглеения или обособленных глеевых горизонтов. Почвы высокогумусны, содержат 3-14% гумуса в горизонте А1; в составе гумуса преобладает фракция гуминовых кислот. Верхние горизонты имеют слабокислую или нейтральную реакцию, нижние горизонты - слабощелочную. Степень насыщенности основаниями - 70-90%. Содержание подвижных соединений азота, фосфора, калия достаточно высокое. В глеевых горизонтах обнаруживается повышенное содержание закисных форм железа.

Дерново-глеевые почвы обладают высоким потенциальным плодородием, но нуждаются в регуляции водного режима.

Дерново-поверхностно-глееватые почвы (подтип) отличаются наличием оторфянивания в лесной подстилке, появлением признаков оглеения в гумусовом горизонте, который приобретает сизоватый оттенок.

Дерново-грунтово-глееватые почвы (подтип) отличаются наличием сильно оглеенной почвообразующей породы грязно-бурого цвета.

Перегнойно-поверхностно-глеевые и перегнойно-грунтово-глеевые почвы (подтипы) отличаются от вышеописанных подтипов тем, что лесная подстилка заменяется темно-бурым перегнойным горизонтом мощностью от 10 до 30 см, состоящим из хорошо разложившихся органических остатков, во влажном состоянии мажущимся.

Болотно-подзолистые почвы (тип) распространены среди почв подзолистого типа на слабодренированных элементах рельефа, которые характеризуются временным застоем атмосферных вод или высоким уровнем стояния мягких грунтовых вод. Относительно устойчивое сезонное переувлажнение почвенного профиля вызывает развитие в нем процессов оглеения, что обуславливает наличие ржаво-охристых примазок, сизых оглеенных прожилок, пятен и обособленных глеевых горизонтов в сочетании с отчетливой оподзоленностью почв.

Наиболее характерные черты этой почвы состоят в кислой реакции среды, постепенном снижении количества гумуса с глубиной, что, очевидно, связано с его высокой подвижностью. Оглеенные горизонты характеризуются повышенным содержанием закисного железа.

Торфянисто-подзолистые поверхностно-оглеенные почвы (подтип) распространены в подзонах северной и средней тайги на породах тяжелого механического состава и двучленных наносах. Характерно оторфянивание лесной подстилки, оглеение подзолистого горизонта, который приобретает грязно-белесый цвет и содержит ржавые примазки. Оглеенный иллювиальный горизонт постепенно переходит в неоглеенную почвообразующую породу.

Тофянисто-подзолистые грунтово-огленные почвы (подтип) характеризуется сильным оглеением и переувлажнением нижней части почвенного профиля, почвообразующая порода часто водоносна. На поверхности почвы сохраняется лесная подстилка, нередко не имеющая признаков оторфянивания. Материнская порода оглеена в значительной степени. Пятна оглеения встречаются и в иллювиальном горизонте.

Дерново-подзолистые поверхностно-оглеенные и дерново-подзолистые грунтово-оглеенные почвы (подтипы) распространены под южными лесами и влажными лугами, при грунтовом оглеении часто на песчаных породах, подстилаемых глиной.

При поверхностном заболачивании оглеение проявляется в подзолистом и иллювиальном горизонтах, не затрагивая почвообразующую породу.

Перегнойно-подзолистые поверхностно-оглеенные и перегнойно-подзолистые грунтово-оглеенные почвы (подтипы) формируются на тяжелых и двучленных породах или на слабодренированных территориях. Подзолистый, иллювиальный горизонты и материнская порода имеют признаки оглеения, характерные для грунтового или поверхностного заболачивания.

Болотные верховые почвы (тип) формируется в специфических условиях при избыточном увлажнении атмосферными, застойными и грунтовыми водами под влаголюбивой растительностью (мох сфагнум, клюква). В процессе ежегодного отмирания растений и их органов и постепенного их разложения на поверхности минеральной части болотной почвы формируется органогенный торфяной горизонт.

Торфяные болотные верховые почвы имеют сильнокислую реакцию среды, низкую зольность, степень насыщенности основаниями - 10-15%. Характеризуется низким содержанием как валовых, так и подвижных форм азота, фосфора, калия. В сельском хозяйстве могут использоваться лишь после коренных мелиораций: осушения, известкования, внесения органических и минеральных удобрений.

Болотные верховые торфяно-глеевые почвы (подтип) распространены в краевых частях плоских, слабо пониженных в рельефе, обширных водораздельных депрессий, образуя кайму большей или меньшей ширины.

Болотные верховые торфяные почвы (подтип) имеют торфяной горизонт мощностью свыше 50 см, бурый и желтовато-бурый, который состоит из растительных остатков, хорошо сохранивших свою форму; горизонт насыщен водой.

Болотные низинные почвы (тип) формируется в результате притока минерализованных (жестких) грунтовых вод, слабозастойных или проточных. Гидрологический режим обуславливает произрастание специфической растительности (ольха, ива, таволга). Эти почвы формируются в депрессиях рельефа на водораздельных равнинах, речных трассах, древнепойменных террасах, древних ложбинах стока ледниковых вод и в обширных водно-ледниковых низменностях.

Торфяной горизонт мощностью 20-100 см и более, бурый, буровато-темно-серый, темно-бурый, коричнево-бурый, в верхней части густо переплетен корнями растений. Степень разложения сверху невысокая, ниже увеличивается, и горизонт приобретает черты перегнойно-торфяного. Торф нижних горизонтов слаборазложившийся, светло-желтый, быстро темнеет на воздухе.

Торфяные болотные низинные почвы имеют слабокислую или нейтральную реакцию среды, высокую зольность. При высоком содержании валового азота бедны его подвижными формами, а также подвижными формами калия и фосфора. Почвы слабо насыщены основаниями при довольно высокой емкости обмена, достигающей 100-200 мг-экв на 100 г почвы.

Болотные низинные торфяно-глеевые почвы (подтип). Торфяные горизонты мощностью 30-40 см, имеющие разную степень разложения, сменяются гумусовым горизонтом сизовато-серого цвета, имеющим по ходам корней много ржавых полос, примазок, пятен; горизонт насыщен водой. Почвообразующая порода представлена глеевым горизонтом G.

Болотные низинные торфяные почвы (подтип) имеют торфяной горизонт мощностью до 50 см, который постепенно переходит в слаборазложившуюся торфопороду светло-бурой или желто-бурой окраски. Общая мощность торфа достигает 1 м и более.

Болотные переходные почвы (тип) формируются в условиях несколько лучшего, но все же обедненного минерального питания слабоминерализованными грунтовыми водами. Торф чаще всего коричневого или темно-коричневого цвета, среднеразложившийся с хорошо заметными остатками растений. Реакция среды кислая, степень насыщенности основаниями 25-40%. Торф низкозольный. Типичная растительность переходных болот - осока, пушица.

Болотные переходные торфяно-глеевые почвы (подтип). Торфяной горизонт мощностью до 50 см лежит на глеевом горизонте, насыщенном водой.

Болотные переходные торфяные почвы (подтип) представляют торфяную залежь мощностью до 2 м, которая состоит из нескольких слоев различной степени разложения.

Аллювиальные дерновые (кислые) почвы (тип) формируются на возвышенных элементах рельефа поймы при глубоком залегании грунтовых вод и преимущественно на аллювии легкого механического состава, часто слоистом. они расположены в прирусловой части поймы, а также по гривам центральной поймы.

Гумусовый профиль в таких почвах обычно маломощен и слабо выражен, с невысоким содержанием гумуса и азота.

Среди дерновых аллювиальных почв выделяют подтипы: слоистых примитивных (зачаточных), дерновых слоистых, собственно дерновых, дерновых оподзоленных почв.

Аллювиальные луговые почвы (тип) развиваются при относительно неглубоком залегании грунтовых вод (1-2 м), капиллярная кайма которых находится в пределах почвенного профиля. Формируются преимущественно на суглинистом и глинистом аллювии в центральной пойме, а также по понижениям прирусловой поймы под влаголюбивой осоково-злаковой и древесно-кустарниковой растительностью. Имеют хорошо выраженный гумусовый профиль с зернистой структурой.

Среди аллювиальных луговых почв выделяют подтипы: примитивные луговые слоитые, луговые слоистые, собственно луговые почвы.

Луговые почвы богаты гумусом, имеют значительную мощность гумусового слоя, обладают большим потенциальным запасом элементов питания, высокой емкостью поглощения.

Аллювиальные болотные почвы (тип) распространены в четко выраженных понижениях рельефа в поймах буроземно-лесных областей, часто они приурочены к притеррасным областям пойм. Эти почвы развиваются на аллювиальных отложениях тяжелого механического состава, в основном под болотной растительностью, часто под ивняками, в условиях постянного переувлажнения паводками и грунтовыми водами. Они формируются в результате сочетания болотного процесса и аллювиального, проявляющегося в виде заиливания почвенного профиля при затоплении территории речными водами.

Аллювиальные болотные иловато-глеевые почвы (подтип). В профиле имеется гумусовый сильно оглеенный горизонт мощностью до 20 см, темно-серо-сизых тонов, неясно оструктуренный, иногда мелкозернистой структуры, тяжелого механического состава, мажущийся. Часто насыщен водой и представляет заиленную легко оплывающую массу.

Аллювиальные болотные иловато-торфяно-глеевые почвы (подтип). В почвенном профиле имеется горизонт торфа мощностью до 50 см, коричневого или бурого цвета, разной степени разложенности, заиленный. Нижние горизонты сильно оглеены.

Аллювиальные болотные иловато-торфяные почвы (подтип) в почвенном профиле имеют горизонт торфа (Т) мощностью более 50 см, который может быть подразделен на подгоризонты в зависимости от окраски, степени разложенности и других морфологических особенностей торфа. Переходный, сильно оглеенный горизонт (BCg), предствлен заиленными суглинками или песками, иногда сапропелем, представляющим собой студнеобразную массу оливкового цвета.

2. Характеристика почвенного разреза и методов его изучения

2.1 Основные морфологические признаки, используемые при описании почв

Морфологические признаки - это основа изучения почв. По ним дают названия почв, уточняют мероприятия по регулировке ее свойств и характеристик. К ним относятся окраска почв, влажность почв, почвенная структура, гранулометрический состав, сложение, новообразования и включения.

Окраска почв наиболее заметный морфологический признак. Названия почв связаны именно с этим признаком: подзол (цвет золы), чернозем, серая лесная почва, каштановая, серозем.

Определенным генетическим горизонтам присуща своя типичная окраска, являющаяся отражением прошедших почвообразовательных процессов, химического и минералогического состава твердой фазы почв. Гумусовые вещества окрашивают почву и ее горизонты в черные, серые и бурые тона. Окисные соединения железа придают красноватые, ржавые и желтоватые оттенки, а закисные соединения - сизовато-голубоватые (в глеевых горизонтах болотных почв), соединения марганца - фиолетово-черные оттенки.

Почвенная окраска является обычно смешением окрасок, составляющих почву химических соединений. Она не бывает яркой. Интенсивность окраски зависит от влажности почв: чем влажнее почва, тем темнее окраска.

Влажность почв. Внешние признаки увлажненности почв позволяют сделать предположение о наличие капиллярного подъема воды в почвенный слой от горизонта почвенно-грунтовых вод, выявить присутствие свободной воды в профиле почв, влияющей на развитие восстановительных процессов, определить глубину промачивания почв после дождя или иссушения почв в засушливый период лета и т.д.

Выделяют пять групп внешних признаков влажности почвенных горизонтов (суглинистого и глинистого гранулометрического состава).

1. Почвенный горизонт сухой - образец почвы из горизонта, помещенный на ладонь, не холодит руку, после его сжатия в руке он рассыпается.

2. Почвенный горизонт свежий - образец почвы холодит руку, после его сжатия в руке комок почти не рассыпается.

3. Почвенный горизонт влажный - образец почвы при сжатии в руке хорошо держит форму, но раскатать его в шнур не удается; лист фильтровальной бумаги, приложенный к почве, сыреет.

4. Почвенный горизонт сырой - образец почвы легко формуется, из него можно легко скатать шарик и раскатать его в шнур.

5. Почвенный горизонт мокрый - из него сочится вода.

Эти внешние признаки влажности почв с некоторой корректировкой можно также использовать для песчаных и супесчаных почв.

Почвенная структура - это агрегаты, на которые распадается твердая фаза почвы. Они морфологически различаются по форме, размеру и свойствам, состоят из склеенных частиц песка, пыли и ила. основными природными клеящими веществами являются гумус, наиболее дисперсная часть ила, гидроксиды железа и алюминия, бикарбонат кальция.

Для каждого генетического горизонта суглинистых и глинистых почв, а следовательно, и для почвенного профиля характерна определенная структура. В супесчаных почвах структура выражена плохо, а песчаные почвы бесструктурные. Глыбистая структура характерна для пахотных, глеевых и переходных к материнской породе горизонтов, комковатая и зернистая структура- для гумусовых горизонтов, ореховатая - для иллювиальных и солонцеватых горизонтов, пылеватая - для гумусовых горизонтов старопахотных или интенсивно обрабатываемых почв, призматическая - для иллювиальных и солонцеватых горизонтов, столбчатая - для солонцовых горизонтов, плитовидная - для элювиальных горизонтов.

Определение гранулометрического состава дает возможность понять, почему почвы содержат неодинаковое количество гумуса и элементов питания, почему одни почвы поспевают для обработки раньше, а другие - позже, почему генетические горизонты имеют разный гранулометрический состав и т.д. Определение гранулометрического состава используется метод Н.А. Качинского, имеющий достаточно высокую точность.

Под сложением почв понимают внешнее выражение плотности и пористости составляющих почву генетических горизонтов. О плотности судят по усилию, с которым входит в почвенные слои нож или лопата.

Сложение почвы является важным признаком при определении условий произрастания плодовых, ягодных и полевых сельскохозяйственных культур; оно оказывает большое влияние на сопротивление почвообрабатывающим орудиям, глубину проникновения корней растений, водопроницаемость и водоподъемную способность почв.

Новообразования - это скопления веществ различного состава, химического и биологического происхождения, возникшие в почвах в результате почвообразовательных процессов (гумус почвы, капролиты). Они дают возможность судить о генезисе почв, их агрономических свойствах, о зональных процессах, протекающих в них.

Включение - это предметы и вещества различного происхождения, попавшие в почву, не имеющие никакого отношения к почвообразовательным процессам: обломки кирпича, обрывки полиэтиленовой пленки, клочки бумаги, резина и т.д.

2.2 Описание места закладки разреза и почвенного профиля

От правильного выбора места закладки разреза в значительной мере зависит правильность суждения о почвах того участка, для характеристики которого выполнен данный разрез. Наиболее резко изменяется почвенный покров и изменением рельефа местности и характера растительности. Поэтому при выборе места для закладки почвенных разрезов в первую очередь необходимо руководствоваться характером рельефа местности, растительности и земельных угодий (тип леса, вырубка, луг, болото, пашни и т.д.), условиями увлажнения.

Разрезы закладывают на расстоянии более 20 м от дорог, просек, прогалин. В лесу выполняют их вблизи границ крон деревьев. В лесных питомниках и культурах, а также на пашнях с рядовыми посевами (посадками) разрезы закладывают поперек рядов.

При заложении разреза на сельскохозяйственных угодьях место следует выбирать у края поля, чтобы свести к минимуму ущерб, наносимый посевам (посадкам). В то же время необходимо учитывать, что непосредственно на краю поля почва может быть нарушена каким-то дополнительным воздействием (разворотом техники и т.д.).

Место закладки почвенного разреза должно быть выбрано с таким расчетом, чтобы оно было типичным для характеризуемого участка местности.

Почвенные разрезы в зависимости от целей закладки бывают трех видов: основные, полуразрезы и прикопки.

Основные (полнопрофильные) разрезы закладывают для характеристики преобладающего в данной местности типа почвы и всестороннего ее изучения. Каждый элемент рельефа (вершина, верхняя, средняя или нижняя часть склона, долины, поймы, плато и др.) и смена почвообразующих пород определяются основным разрезом. Глубина его для различных типов почв не одинакова: от 30-50 см у дерново-карбонатных почв, до 2 м и более у черноземов.

Полуразрезы закладывают с целью определения площади распространения почв, охарактеризованных основными разрезами. Их применяют в основном при картировании почв. Они служат для дополнительного определения родов и видов почв по степени оподзоленности, оглеения, мощности горизонтов и др. Глубина полуразрезов составляет 70-100 см и ограничивается глубиной залегания почвообразующей породы.

Прикопки делают для уточнения границ почвенных контуров на два штыка лопаты (40-50 см), вскрывая не менее трех верхних горизонтов почвы и подробно описывая.

Характеристика места закладки исследуемого почвенного разреза: холмистый рельеф, моренные холмы высотой до трех метров, приствольные повышения у корней деревьев, старые пни; тип леса: ельник черничный свежий; покровная супесчаная почвообразующая порода, глубина разреза 75 см.

Морфологическое описание почвенного профиля исследуемой почвы:

Глубина разреза 75 см. Вскипание от 10% HCl отсутствует.

Горизонт А0: протяженность 0-5 см, мощность 5 см, окраска интенсивно- черная, степень разложения - средняя, состоит из опада, мха, корней растений.

Горизонт А0А1: протяженность 5-7 см, мощность 2 см, серовато-черная окраска, структура: нанизанная на корни, рыхлое сложение, влажная, переход резкий по ровной линии.

Горизонт А2: протяженность 7-15 см, мощность 8 см, светло-серая окраска, крупноплитчатая структура, плотноватое сложение, влажная, супесчаная, присутствуют мелкие корни, камни, переход резкий по ровной линии.

Горизонт Вf: протяженность 15-50 см, мощность 35 см, охристо-желтая окраска, комковатая структура, плотноватое сложение, влажная, супесчаная, присутствуют корни, переход резкий по волнистой линии.

Горизонт BCg: протяженность 50-66 см, мощность 16 см, зеленовато-желтая окраска, мелкопризмовидная структура, плотное сложение, влажная, супесчаная, присутствуют корни, переход резкий по волнистой линии.

Горизонт С: протяженность 66 см, окраска красно-бурая с коричневым оттенком, крупнопризмовидная структура, плотное сложение, влажная, средний суглинок, присутствуют камни.

2.3 Название почвы и ее таксономическое положение

Основными таксономическими единицами в почвоведении являются ствол, отдел, тип, подтип, род, вид, разновидность, разряд.

Ствол отражает разделение почв по соотношению процессов почвообразования и литогенеза. Выделено три ствола:

постлитогенные - те почвы, в которых почвообразование осуществляется на сформировавшейся почвообразующей породе;

синлитогенные - почвообразование протекает одновременно с литогенезом (например, аллювиальные почвы);

органогенные почвы (например, торфяные).

Отдел - группа почв, характеризующаяся сходством основных элементов строения почвенных профилей и единством главных процессов почвообразования. Объединяет почвы в пределах ствола по морфологии почвенного профиля.

Тип - большая группа почв, развивающихся в однотипных биоклиматических и гидрологических условиях и характеризующихся ярким проявлением основного процесса почвообразования при возможном сочетании с другими процессами. Характерные черты почвенного типа определяются однотипностью поступления, темпа и характера разложения органических веществ, идентичностью процессов разложения минеральной массы и образования новых минеральных и органоминеральных соединений, однотипным характером миграции веществ, строением почвенного профиля и направленностью мероприятий по поддержанию плодородия почв.

Подтип - группа почв в пределах типа, качественно различающихся выраженностью основного процесса почвообразования и проявлением одного из налагающихся процессов.

Род - группа почв в пределах типа, качественные особенности которых обусловлены местными условиями: почвообразующей породой, химизмом грунтовых вод и т.д.

Вид - группа почв в пределах рода, различающихся степенью развития почвообразовательного процесса, степенью оподзоленности, глубиной и степенью гумусированности, степенью засоленности и т.д.

Разновидность - группа почв в пределах вида, различающихся по гранулометрическому составу (песчаные, супесчаные, легко-, средне-, тяжелосуглинистые и глинистые).

Разряд предусматривает разделение почв одной разновидности в пределах одного вида по характеру почвообразующих пород с учетом их происхождения и петрографического состава.

Для почвы исследуемого разреза была приведена классификационная колонка с указанием таксонов:

Тип: Подзолистая.

Подтип: Подзолистая.

Род: Иллювиально-железистая, контактно-глеевая.

Вид: Мелкоподзолистая.

Разновидность: Супесчаная.

Разряд: На покровной супеси, подстилаемой моренным средним суглинком.

Название почвы: Мелкоподзолистая, супесчаная, иллювиально-железистая, контактно-глеевая на покровной супеси, подстилаемой моренным средним суглинком.

При сравнении названия почвы, данное при описании в полевых условиях, и уточненного названия почвы разреза с учетом результатов лабораторных анализов по гранулометрическому составу генетических горизонтов выявлено следующее различие:

Тип: Подзолистая.

Подтип: Подзолистая.

Род: Иллювиально-железистая.

Вид: Мелкоподзолистая.

Разновидность: Песчаная.

Разряд: На моренном среднем суглинке.

Название: Мелкоподзолистая, иллювиально-железистая песчаная почва на моренном среднем суглинке.

2.4 Аналитический план проведения исследований почв

Аналитический план составляется для записи результатов анализа почв. В ней должны быть указаны название горизонта, протяженность, мощность, скелет почвы и т.д.

Должны быть указаны такие показатели, как содержание гигроскопической влаги, коэффициент гигроскопичности, потери при прокаливании, содержание органического углерода, содержание гумуса, плотность твердой фазы почвы, плотность сложения, полевая влажность, пористость общая, пористость аэрации, влага, доступная и недоступная растениям, рН солевой и водной вытяжки, емкость катионного обмена, степень насыщенности почвы основаниями, содержание подвижных фосфора и калия (Таблица 1).

В горизонте А2 содержание физической глины равно 21,8%, а название фракции - рыхлый песок. Такое несоответствие с классификацией Качинского произошло из-за того, что в ходе лабораторного анализа мы поторопились в процессе промывания почвы.

В горизонтах А0 и А0А1 содержание влаги, доступной растениям равен 266,42%, что больше 100%. Так получилось потому, что подстилка оторфованная, откуда следует что эти горизонты способны поглощать влаги больше, чем их вес.

Таблица 1 - Сводная таблица результатов лабораторных анализов почвы (разрез № 3)

Горизонт	А0	А0А1	А2	Bf	BCg	C
Протяженность горизонта, см	0-5	5-7	7-15	15-50	50-66	66-75 и >
Мощность горизонта, см	5	2	8	35	16	-
Скелет почвы, %	0	1,68	1,04	1,09	1,06	1,05
Органические остатки, %
Содержание физической глины,%	-	-	21,8	32,8	21,8	65,7
Содержание физического песка,%	-	-	78,2	67,2	78,2	34,3
Название почвы по гранулометрическому составу	-	-	песок рыхлый	Суглинок средний	Суглинок легкий	глина средняя
Гигроскопическая влага, %	5,51	2,66	0,37	0,85	0,5	0,059
Коэффициент гигроскопичности (Kw)	1,05	1,02	1,01	1,01	1,00	1,00
Потери при прокаливании, %	28,51	12,15	1,21	1,16	0,46	5,61
Содержание органического углерода, %	-	-	0,01	1,01	6,46	0,01
Содержание гумуса, %	-	-	0,01	1,73	11,14	0,02
Плотность твердой фазы почвы, г/см3	0,95	1,63	2,69	2,50	2,78	2,67
Плотность сложения, г/см3	0,45	0,45	1,41	1,42	1,67	1,79
Полевая влажность, %
Пористость общая, %	52,7	73	47,58	43,20	40,00	32,96
Пористость аэрации, %	-	-	21,15	12,98	16,88	3,07
Влага, недоступная растениям, %	24,12	24,12	1,34	5,36	5,36	7,37
Влага, доступная растениям, %	266,42	266,42	17,41	15, 92	8,49	9,33
Запас продуктивной влаги в толще горизонта, м3/га	599,44	239,7	196,38	791,22	226,85	567,82
рН водной вытяжки	4,15	4,32	4,39	4,93	4,86	4,99
рН солевой вытяжки	3,18	3,20	3,45	4,14	4,15	3,45
Гидролитическая кислотность НГ, мг-экв/100 г	27,69	14,37	1,93	2,03	1,49	2,2
Сумма обменных оснований S, мг-экв/100 г	54,86	24, 63	5,01	4,84	3,21	8,6
Емкость катионного обмена Е, мг-экв/100 г	82,56	39,01	6,95	6,95	4,70	10,8
Степень насыщенности почвы основаниями V, %	66,45	63,15	72,20	70,4	68,33	79,6
Содержание подвижного фосфора, мг/100 г	20	6	0,5	0,2	11,8	16
Содержание подвижного калия, мг/100 г	10,5	5,6	1,05	0,95	0,95	2,35

3. Гранулометрический состав почвы

3.1 Значение гранулометрического состава почв, классификация и связь с другими свойствами почв

Твердая фаза почв и почвообразующих пород состоит из обломков (частиц) первичных и вторичных минералов, органического вещества (гумуса) и органо-минеральных соединений, которые называют механическими элементами.

Механические элементы находятся в твердой фазе почв в раздельно-частичном состоянии, а так же в виде агрегатов разной формы и величины.

Свойства механических элементов твердой фазы почв и почвообразующих пород, химический и минералогический составы зависят от их размера и изменяются довольно отчетливо, что послужило основанием разделения их на группы, или фракции. Такая группировка называется классификацией элементов; наибольшее признание получила классификация Н.А. Качинского.

Камни - обломки горных пород и минералов, водопроницаемость провальная, элементы питания находятся в труднодоступной форме.

Гравий - обломки первичных минералов, водопроницаемость провальная, водоподъемная способность отсутствует, влагоемкость очень низкая (< 3 %), элементы питания растений в труднодоступной форме.

Песок - обломки первичных минералов, среди которых преобладают кварц и полевые шпаты, по мере уменьшения диаметра частиц песка возрастает содержание кварца как минерала, более устойчивого к выветриванию; водопроницаемость высокая, водоподъемная способность низкая (от нескольких до 50 см), влагоемкость также низкая (3-10 %).

Пыль крупная - близка по минералогическому составу к фракциям песка, но водные свойства несколько лучше, не участвует в структурообразовании;

Пыль средняя и мелкая - в этих фракциях по сравнению с крупной пыли меньше кварца и полевых шпатов, особенно в мелкой пыли; в мелкой пыли больше слюд, роговой обманки, для нее характерно наличие вторичных минералов и гумусовых веществ; частицы средней пыли практически не участвуют в структурообразовании, а частицы мелкой пыли способны к коагуляции и структурообразованию, влагоемкость и водоподъемная способность высокие; водопроницаемость низкая.

Ил - в илистой фракции мало первичных минералов, среди них: кварц, ортоклаз, мусковит; ил состоит в основном из высокодисперсных вторичных минералов, глинистых минералов, гумусовых веществ, обладает высокой поглотительной способностью, способностью к коагуляции и склеиванию механических элементов в агрегаты; коллоидная фракция ила играет главную роль в физико-химических почвенных процессах; ил является средоточием элементов питания растений; богат оксидами железа и алюминия; влагоемкость очень высокая; водопроницаемость и водоподъемная способность минимальные.

Частицы твердой фазы почвы крупнее 1 мм (камни и гравий) называют скелетной частью, а менее 1 мм - мелкоземом.

...