Гумусные состояния дерновых подзолах сформированных на гривах в долинах средней Вятки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Вятский государственный гуманитарный университет"

Институт естественных наук

Кафедра географии

Курсовая работа

Гумусные состояния дерновых подзолах сформированных на гривах в долинах средней Вятки

Выполнила

Крюкова Анна Валерьевна

Киров

2015

Содержание

Введение

Глава 1. Природные условия, экология почвообразования района исследования

Глава 2. Методы почвенных исследований

2.1 Изучение морфологии почвенного профиля

2.2 Определение органического вещества почвы с фенилантрониловой кислотой в качестве индикатора (Метод И.В. Тюрина в модификации В.Н. Симакова)

Глава 3. Результаты исследований

Введение

Гумус -- это совокупность органических соединений, находящихся в почве, но не входящих в состав живых организмов или их остатков, сохраняющих анатомическое строение. Гумус составляет 85-90 % органического вещества почвы и является важным критерием при оценке её плодородности.

Гумус составляют индивидуальные (в том числе специфические) органические соединения, продукты их взаимодействия, а также органические соединения, находящиеся в форме органо-минеральных образований.

Образование гумуса - очень сложный процесс биологических и биохимических превращений остатков растительного (а также животного) происхождения в почве, главным образом в третьем, заключительном слое листового и травяного опада - гумусовом горизонте.

Гумус - это термин, объединяющий огромный комплекс или группу химических веществ, в состав которых входит как органическая часть (гуминовые и фульвокислоты), так и неорганическая составляющая - химические элементы неорганического происхождения, или проще сказать, минералы (входящие в состав гуматов и фульватов).

Таким образом, в работе рассматривается гумусное состояние дерновых подзолах, сформированных на гривах средней Вятки. Работа построена на теоретическом изучении и практическом овладении методикой проведения лабораторных исследований и анализе результатов и потому носит исследовательский характер.

Объектом исследования являются дерновые подзолы, сформированные на гривах долины Средней Вятки.

Предмет исследования: физические свойства указанных почв.

Целью работы: изучение физических свойств дерновых подзолов, сформированных на гривах долины Средней Вятки.

Задачи:

1) изучить экологию почвообразования района исследования;

2) изучить и практически освоить методы исследования физических свойств почвы;

3) обосновать полученные результаты исследования и сделать соответствующие выводы.

Глава 1. Природные условия, экология почвообразования района исследования

Долина средней Вятки занимает краевую юго-западную часть области Оричевского Завятья Вятско-Камской подпровинции, представленную Привятской террасированной, местами заболоченной, аллювиальной низменностью. Левобережье средней Вятки в тектоническом отношении составляет часть Ветлужского прогиба, послужившего в период таяния ледника ложем для стока вод.

Аллювиальная равнина, занятая бассейном Средней Вятки, создана в результате эрозионно-аккумулятивной и транспортирующей деятельности вятских вод при участии эндогенного фактора. В совокупности они образовали древнюю террасированную долину Орловско-Разбойноборского геоморфологического района. Район Средней Вятки характеризуется сложной орографией: наличием нескольких ступеней уровня поймы - низкий, средний, высокий (не ежегодно затопляемый), косвенно указывающий на признаки ритмичных поднятий поймы в последние тысячелетия. В прирусловой части поймы местами выражен параллельно-гривистый рельеф с циклом старичных межгривных котловин. Гривы сформировались в результате активного бокового блуждания русла Вятки. Высота пойменных грив варьируется в интервале от 1-2 до 3-4 м. Многие межгривные ложбины, как и сохранившиеся старичные озёрные котловины, являются реликтами древних русел и в настоящее время сильно переувлажнены или заболочены.

Поверхность территории сложена пермскими отложениями казанского и татарского ярусов, перекрытыми четвертичными отложениями. Верхнепермские отложения казанского яруса имеют здесь сравнительно небольшое распространение и приурочены, главным образом, к более высоким частям. Четвертичные отложения представлены водно-ледниковыми, озёрно-аллювиальными и аллювиальными песками, суглинками, глинами, галечниками. [3]

На плоских водораздельных возвышенностях при выветривании коренных пород образуются элювиальные отложения, обычно маломощные (1-2 м, реже до 2,5 м). В понижениях за счет переноса разрушенных коренных пород возникают делювиальные наносы. В условиях пересеченного рельефа их мощность достигает 2-3 м. [2]

Значительная ширина долины реки предопределила чрезвычайно большое развитие аллювиальных отложений песчано-глинистого состава.

По рельефу долина представляет собой низменность. Для неё характерны лога, заросшие лесом или травянистой растительностью. Они свидетельствуют о более энергичных эрозионных процессах в прошлом. Современная овражная эрозия здесь выражена слабее, чем в южных районах Кировской области. Овраги встречаются лишь по крутым берегам рек и имеют обычно небольшую длину, не достигая своими вершинами водораздельных пространств. Местами глубина вреза оврагов достигает 60 м.

Климатические условия территории долины в сравнении с северными и южными районами области характеризуются переходными чертами.

Средняя годовая температура изменяется от 1,3 до 1,9^оC. Средняя температура июля, самого теплого месяца, составляет 17,-18,4 ^оC, января, самого холодного месяца, - 15-14 ^оC. Годовая амплитуда температуры данной территории около 33 градусов, что характеризует климат как умеренно континентальный. Продолжительность вегетационного периода 157-162 дня, из них на период активного роста приходится от 115 до 123 дней. Этот период обычно свободен от заморозков в воздухе, но заморозки у почвы, особенно в начале периода, бывают довольно часто.

Продолжительность безморозного периода 115-127 дней. Весенние заморозки в воздухе в среднем заканчиваются 21-24 мая, в низинах - около 30 мая. Средние даты окончания последних заморозков на поверхности почвы 31 мая - 3 июня. Осенние заморозки на почве начинаются 8-10 сентября, в воздухе - 14-20 сентября, раньше не севере округа и в пониженных местах и позднее в южной части.

Среднее годовое количество осадков 460-580 мм. До 70% осадков выпадает в теплый период (апрель - октябрь). Влага, стекая с возвышенных участков, обычно застаивается в понижениях, обусловливая заболачивание их при условии неглубокого залегания водоупорных пород (пермских глин). Средняя дата образования устойчивого снежного покрова 12-14 ноября. Средняя дата схода снежного покрова 18-22 апреля. Относительная влажность воздуха изменяется по сезонам года. Максимальная влажность (82-88%) бывает зимой, минимальная - в мае (49-51%).

Как циклональная, так и антициклональная циркуляция атмосферы над территорией всей области и характеризуемой долины создает условия для преобладания ветров южного, юго-западного направления зимой и западного и северо-западного - летом. Средняя годовая скорость ветра 3,7-5,7 м/сек. Ветры большей скорости (до 15 м/сек.) проявляются иногда зимой (в феврале).[6] почвообразование органический соединение гумус

Основным зональным типом растительности долины Средней Вятки являются елово-пихтовые леса, приуроченные к суглинистым дерново-подзолистым почвам различной степени оподзоленности. Места вырубок и гарей заросли березой и осиной, под пологом которых восстанавливаются еловые леса. В долинах рек и речек растут ольшаники, в пойме Вятки - дубняки. В прошлом леса почти сплошь покрывали левобережную часть бассейна средней Вятки. Показатели сокращения лесов характерны для всей Кировской области в целом и особенно для центральных и южных районов области. В настоящее время сохранившиеся лесные массивы имеют преимущественно небольшие размеры и сосредоточены в речных долинах и на склонах водораздельных пространств. В районе продолжается эрозионное расчленение, а также заболачивание понижений в рельефе, зарастание лугов и залежей кустарником и мелколесьем.[2]

Почвенный покров долины Средней Вятки неоднородный как по механическому составу, так и по степени выраженности подзолообразовательного и дернового процесса.Это связано с разнообразием состава поверхностных отложений, являющихся материнскими породами: пермские глины, пески, мергели, известняки и их элювий, покровные суглинки, аллювиальные пески и глины.[2]

Согласно почвенно-географическому районированию, долина Средней Вятки относится к подзоне дерново-подзолистых почв южной тайги зоны подзолистых и дерново-подзолистых почв тайги.[3]В этом районе преобладают подзолистые, болотно-подзолистые почвы, подзолы и дерново-подзолы, а также аллювиальные почвы - в пойме реки.

Подзолистые почвы и подзолы широко распространены в долине Средней Вятки. Подзолистый тип почв формируется на материнских породах тяжелого гранулометрического состава - моренных и, в меньшей степени, покровных суглинках, подзолы - на породах легкого механического состава - водноледниковых песках и супесях, песчаных наносах речных террас. Общим для них является развитие при КУ 1,2-1,3 и промывном, а нередко застойно-промывном водном режиме, на сильно обеднённых питательными элементами отложениях, под малозольной тёмно- и светлохвойной и мелколиственной древесной, кустарниковой и мохово-лишайниковой растительностью. Ведущая роль при такой комбинации факторов почвообразования принадлежит подзолистому процессу, который обычно дополняется подстилкообразованием и, в некоторых случаях, дерновым процессом и оглеением.[2]

В строении этих видов почв слабо выражен гумусовый горизонт (А1) и типичен подзолистый(А2).

Дерново-подзолистые почвы и дерновые подзолы различаются по гранулометрическому составу материнских пород.[5] Дерново-подзолистые почвы сформированы в основном на покровных, реже - на моренных суглинках, а также на элювии пермских глин.[7] Дерново-подзолы - на водноледниковых, песчаных террасных наносах, иногда - на элювии песчаников пермского возраста.[8] Оба типа развиваются при промывном, но менее выраженном, чем у подзолистых почв водном режиме с КУ около 1,1-1,2, на сравнительно слабее выщелоченных от карбонатов почвообразующих отложениях. Их отличие заключается в обязательном наличии небольшого по мощности (6-15 см и более) гумусового горизонта А1 в сочетании с подзолистым горизонтом А2.[9]

Аллювиальные почвы формируются под древесно-кустарниковой и травянистой растительностью при поемном типе водного режима.[10] Для него типично ежегодное временное затопление почв в период половодья и одновременно протекание геологических и почвообразавательных процессов. Почти всюду в почвах заливной террасы можно наблюдать оглеение ввиду близости грунтовых вод. [6]

Таким образом, в долине Средней Вятки под воздействием различных условий почвообразования сформировалось несколько типов почв, различающихся по морфологии, физическим, физико-химическим и химическим свойствам.

Глава 2. Методы почвенных исследований

2.1 Изучение морфологии почвенного профиля

Каждая почва обладает присущими только ей внешними (морфологическими) признаками, которые отражают её механический и химический состав и физические свойства.

Ниже приведено морфологическое описание почвенных профилей разрезов Нов-1 и Нов-3, заложенных на гривах долины Средней Вятки.

Разрез Нов-1 аллювиальной дерновой оподзоленной супесчаной иллювиально-железистой почвы на современном аллювии заложен в центральной части гривыдолины Средней Вятки (Оричевский р-н) (Рис. 1).

Гор. А₀ (0-2 см): сухой, желтовато-сероватый, рыхлый, слаборазложившийся опад из стеблей злаков и разнотравья, корни единичные, переход ясный, ровный.

Гор. А1 (2-13 см): влажноватый, серовато-коричневый с бурым оттенком и местами черными пятнами, супесчаный, бесструктурный, рыхлый, в средней части горизонта заметна прослойка из органического наилка толщиной около 2 см., корней много, переход ясный, нечеткий вследствие признаков в окраске нижней части горизонта.

Гор.А2В(местами А1А2)(13-24 см):влажный, серовато-белесоватый с буроватыми пятнами, песчаный, бесструктурный, рыхлый, довольно много белесоватой скелетоны, наблюдается черноватые гумифицированые пятна по корневым ходам, корней много, переход ясный, волнистый(местами с признаками пятнистого).

Гор.Вh1(24-72 см): сырой, рыжевато-бурый, песчаный, бесструктурный, рыхлый, обильно пропитан ржаво-бурыми налетами гидроксида Fe, корней довольно много, переход постепенный.

Гор. Bh2(72-100 см): сырой, бурый с ржавым оттенком и ржавыми пятнами, песчаный, бесструктурный, рыхлый, менее интенивно чем Вh1 пропитан налетами гидроксида Fe, корней мало, переход постепенный.

Гор.В3С(100-150 см): Сырой, бурый с ржавыми пятнами, песчаный, бесструктурный, рыхлый, на поверхности горизонта заметны налеты гидроксида Fe(буроватые), местами локализованные в виде пятен более интенсивно рыжевато-бурой окраски, корни редкие.

Ведущими для почвы являются процессы: подстилкообразование, гумусообразование и гумусонакопление(дерновый), подзолистый процесс, иллювиально-железистый, пойменно-аллювиальный.

Почва имеет признаки, достаточно типичные почв лёгкого грансостава высоких незатопляемых или редко затопляемых пойм. Специфической особенностью является наличие черноватых гумифицированных округлых пятен(и горизонтальных прослоек), предположительно, связанных с пойменно-аллювиальным процессом.

Разрез Нов-3 дерново-подзолистой иллювиально-гумусовой иллювиально-железистой супесчанойпочвы на современном аллювии заложен в центральной части гривыдолины Средней Вятки (Оричевский р-н)(Рис. 1).

Гор. А0(0-1 см): сухой, буровато-серый, рыхлый, слаборазлогающийсяопад из стеблей травянистой растительности и веточек древесной растительности, корней нет, переход ясный, ровный.

Гор.А1(1-9 см): влажноватый, черноватый (местами с субгоризонтальными черными полосками), супесчаный, бесструктурный, рыхлый, корней много, переход ясный, ровный.

Гор. А1А2местами до 27 см/местами А2В(9-17см): влажноватый, серовато-белесоватый с бурыми пятнами, песчаный, бесструктурный, рыхлый, довольно много белесой присыпки скелетов, корней меньше чем в А1, переход ясный, языков-волнистый.

Гор. Вfeh(17-59 см): влажный, близкий к сырому, рыжевато-бурый, песчаный, бесструктурный, по всему горизонту рыжеватый налет гидроксида Feи пятна вмытого гумуса(в нижней части), корней довольно много, переход постепенный.

Гор.Вhfe(59-94 см): сырой, кофейно-бурый, местами с рыжеватыми пятнами, песчаный, бесструктурный, рыхлый, много темноватого налета вмытого гумус(возможно с участием гидроксида Mn), корней меньше, чем в Bfeh, переход ясный, близкий и постепенный.

Гор. В3С(94-118 см): сырой, рыжевато-бурый, песчаный, бесструктурный, рыхлый, корней мало, много рыжеватых налетов(местами в виде пятен и полосок гидроксидов Fe)

Гор. С(118-160 см): сырой, серовато-бурый с рыжеватым оттенком, песчаный, бесструктурный, рыхлый, корней нет.

Почва по строению профиля имеет черты, типичные для дерновых подзолов,иллювиально-железистых и иллювиально-гумусовых, вследствие ее формирования из бывшей аллювиальной дерновой оподзоленной почвына высокой незатопляемойпойме.

Разрез Нов-1 Разрез Нов-3

Рис 1. Разрезы Нов-1 и Нов-3 (фото Соболевой Е.С.)

2.2 Определение органического вещества почвы с фенилантрониловой кислотой в качестве индикатора (Метод И.В. Тюрина в модификации В.Н. Симакова)

Фенилантрониловая кислота (о-Дифениламинкарбоновая) в качестве индикатора предпочтительнее дифениламина, так как окислительно-восстановительный потенциал ее выше, чем дифениламина, и равен +1,08. Переход окраски фенилантроноловой кислоты при окислении солей закиси железа из зеленой в вишнево-фиолетовую очень резкий и обратимый.

При определении железа с этим индикатором ионы трехвалентного железа не удаляют из раствора при помощи фосфорной кислоты, так как эти ионы не окисляют получающиеся в ходе анализа производные индикатора и не снижают резкости перехода окраски в эквивалентной точке.

Введение нового индикатора позволяет упростить методику определения гумуса. Особенно следует отметить, что переход окраски индикатора при титровании бихромата наступает от одной избыточной капли даже при применении 0,02 н. раствора соли Мора.

Ход анализа. Навеску почвы в 0,1-0,5 г, подготовленную для валового анализа органического вещества, помещают в коническую колбу объемом 100 мл, затем приливают 10 мл 0,4 н. раствора хромой смеси, прибавляют 01, г порошка Ag₂SO₄, прикрывают колбу воронкой носиком внутрь и ставят на разогретую плитку (или на асбестовую сетку при нагревании газом). После этого доводят жидкость до кипения и осторожно кипятят в течение 5 минут (до начала выделения крупных пузырей).

После кипячения колбу снимают, дают ей остыть и затем смывают с нее капли хромовой смеси, оставшиеся на воронке, приливают 3-5 капель 0,2%-ного раствора фенилантрониловой кислоты и титруют 0,2 н. раствором соли Мора до перехода окраски из вишнево-фиолетовой в зеленую.

Вычисление результатов анализа производят, как и в методе И.В. Тюрина при определении органических веществ почвы.

Холостой опят (на чистых реактивах) производят так же.

Для приготовления 0,2%-ного раствора фенилантрониловой кислоты берут 0,2 г фенилантрониловой кислоты и растворяют в 100 мл 0,2%-ного раствора соды. Для лучшего смешивания навеску порошка фенилантрониловой кислоты предварительно замешивают в фарфоровой чашке стеклянной палочкой в нескольких мл 0,2%-ного раствора соды до сметанообразного состояния, затем добавляют остальное количество раствора соды и тщательно перемешивают.

Мпогочисленные определения показывают, что результаты титрования с фенилантрониловой кислоты вполне совпадают с даннами при определении гумуса методом И.В. Тюрина.

Глава 3. Результаты исследований

Проведённые анализы на определение органического вещества почвы с фенилантрониловой кислотой в качестве индикатора дали следующие результаты

Размещено на Allbest.ru