Исследование почвы профиля чернозема обыкновенного

Министерство Образования Российской Федерации Государственное Образовательное Учреждение Высшего профессионального образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени С. М. Кирова Кафедра почвоведения и гидромелиорации.

КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ПОЧВОВЕДЕНИЮ Выполнил:

Павлов В.В.

Санкт-Петербург 2014 год

Содержание Введение

1. Геологическая деятельность подземных вод. Регулирование теплового режима почв

2. Характеристика условий почвообразования степной зоны. Систематика черноземов

3. Практическая часть Вывод Использованная литература

Введение

Почвоведение — это наука о почвах, их образовании (генезисе), их строении, составе, свойствах, о закономерностях и географическом распространении, о процессах взаимосвязи с внешней средой, о методах рационального использования почв и о развитии их главного свойства — плодородия. Как наука почвоведение является фундаментальной, естественно-исторической дисциплиной, обеспечивающей нужды сельского хозяйства.

Почва — это тонкий слой земной поверхности, толщиной от нескольких сантиметров до двух-трех метров, в котором мир растений и животных, встречаясь с минеральным миром, создает динамичную систему.

Почва — это обладающее плодородием, сложная, полифункциональная, открытая, многофазная, структурная система в поверхностном слое коры выветривания горных пород, являющаяся комплексной функцией горной породы, организмов, климата, рельефа и времени. Она занимает промежуточное положение между живыми и костными телами.

Функции почвы:

Обеспечение постоянного взаимодействия большого геологического и малого биологического круговорота.

Регулирование химического состава атмосферы и гидросферы, а также биосферных процессов.

Аккумуляция органического вещества и связанной с ним химической энергией.

Обеспечение жизни на Земле.

Фазы почвы:

Твердая фаза — это основная фаза, скелет почвы. Она представляет собой органоминеральную систему, которая образуется из материнской горной породы и органической массы. Состоит из:

Остаточных минералов или обломков породы.

Вторичных продуктов выветривания или вторичных минералов.

Оксидов элементов или простых солей.

Растительных остатков.

Твердая фаза почвы характеризуется:

Механическим (гранулометрическим) составом.

Минеральным и химическим составом.

Структурой.

Сложением.

Порозностью.

Твердая часть почвы поставляет элементы питания для растений и влияет на формирование почвенных режимов: водного, теплового и воздушного.

Жидкая фаза — это почвенный раствор, который заполняет поры твердой фазы. С ее помощью осуществляется перемещение веществ внутри почвы, она обеспечивает растения водой и растворимыми элементами питания.

В почве вода бывает в трех состояниях: парообразном, жидком, твердом.

Отличают следующие формы воды в почве:

Конституционная Кристаллизационная

Пленочная

Все указанные выше формы воды — недоступны для корневой системы растений:

Капиллярная — свободная и доступная растениям, движется по порам диаметром до 8 мм Гравитационная — свободная и доступная растениям, движется под влиянием капиллярных и гравитационных сил.

Газовая фаза — это почвенный воздух, заполняет все поры, свободные от воды. Его состав отличается от атмосферного воздуха и меняется со временем.

Количество и состав почвенного воздуха непостоянны и определяются множеством химических и биохимических процессов, протекающих в почве. Газовая фаза поставляет необходимый почвенной биоте кислород. Без воздуха в порах почвы корневая система не развивается, и растения отмирают.

Живая фаза — это населяющие почву живые организмы. Они участвуют в почвообразовании: микроорганизмы (бактерии, грибы, водоросли), простейшие насекомые, черви, роющие грызуны, корневые системы растений.

1. Геологическая деятельность подземных вод. Регулирование теплового режима почв.

Все воды, находящие ниже поверхности твёрдой Земли, называют подземными водами. Эти воды связаны с поверхностными и атмосферными, образуя глобальный круговорот вод.

Виды вод в горных породах.

В толщах горных пород и минералах вода содержится в различных формах:

1. Вода в форме пара. Этот вид воды присутствует в воздухе, заполняющем трещины и пустоты между частицами породы. 2. Вода в форме льда. Лёд в почвах и породах может присутствовать как в виде отдельных кристаллов, так и в форме скоплений льда (линз, прослоев). Наиболее широко эта форма нахождения воды распространена в области развития многолетней мерзлоты. 3. Кристаллизационная и конституционная вода. Эти виды вод являются составными частями минералов, входя в их состав в виде молекул или (OH)^- -групп, то есть находятся в химически связанном состоянии.

4. Физически связанная вода. Этот вид воды присутствует на поверхности частиц.

5. Свободная вода. (Капиллярная вода располагается в тонких трещинах и порах пород и удерживается в них силами поверхностного натяжения. Гравитационные воды, перемещающиеся (фильтрующиеся) под действием силы тяжести и напорного градиента в толще пород по сообщающимся порам и трещинам.)

Химический состав подземных вод

Подземные воды представляют собой природные растворы, содержащие свыше 60 химических элементов, а также микроорганизмы. Сумма растворенных в воде веществ, исключая газы, определяет её минерализацию (выражаемую в г/л или мг/л).

По степени минерализации подземные воды подразделяют (по классификации В.И. Вернадского) на следующие группы:

· пресные — воды с минерализацией до 1 г/л,

· солоноватые — от 1 до 10 г/л,

· солёные — от 10 до 50 г/л,

· подземные рассолы — более 50 г/л (в ряде классификаций принято значение 36 г/л, соответствующее средней солёности вод Мирового океана).

Геологическая деятельность подземных вод Геологическая работа подземных вод ярче всего проявляется в процессах карста, суффозии и образования оползней. Карст — совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью подземных вод, и выражающихся в растворении горных пород и образовании в них пустот, а также своеобразных форм рельефа, возникающих на местностях, сложенных сравнительно легко растворимыми в воде горными породами — гипсом, известняком, мрамором, доломитом и каменной солью.

Суффозия — вынос мелких минеральных частиц породы фильтрующейся через неё водой. Процесс близок к карсту, но отличается от него тем, что суффозия является преимущественно физическим процессом и частицы породы не претерпевают дальнейшего разрушения. Наиболее широкое развитие суффозия получает в области распространения лёссов и лёссовидных суглинков, под склонами долин рек, часто по ходам роющих животных.

В карбонатных и гипсоносных песчано-глинистых отложениях и мергелях карст и суффозия могут проявляться одновременно. Это явление носит название глинистый карст или глинистый псевдокарст. Оползень — скользящее смещение (сползание) масс грунтов и горных пород вниз по склонам гор и оврагов, крутых берегов морей, озер и рек под влиянием силы тяжести. Причинами оползня чаще всего являются подмыв склона, его переувлажнение обильными осадками, землетрясения.

В северных районах нашей страны задача регулирования теплового режима почвы и приземного слоя воздуха сводится к увеличению притока теплоты в почву и сохранению ее, в южных — возникает необходимость ослабить перегрев почвы и растений, и почти во всех районах важной задачей является предупреждение повреждений растений от заморозков. Приемы регулирования теплового режима почв направлены на лучшее использование основных и дополнительных источников тепла, сохранение и уменьшение расхода тепла и устранение перегрева почвы.

1. Пассивный метод (посев сельскохозяйственных культур в оптимальные сроки, использование в хозяйствах агроклиматически-районированных культур и отдельных их сортов, правильное использование элементов рельефа. Посев теплолюбивых культур в более поздние сроки при наступлении относительно устойчивых положительных температур и надлежащем прогревании почвы способствует более благоприятным условиям их роста. Районирование позволяет определить географические границы возделывания культур, соответствующие их потребностям в тепле. Размещение более теплолюбивых культур на плато и южных склонах как лучше прогреваемых, а холодостойких — в низинах и на северных склонах позволяет лучше использовать мезоклимат.)

2. Активный метод (посев и посадка растений на грядах и гребнях, обработка почвы и удаление избыточной почвенной влаги, мульчирование почвы, создание дымовых завес над поверхностью почвы и растениями, дополнительный обогрев почвы, создание полезащитных лесных полос, снегозадержание на полях.)

Специальными мерами по предупреждению заморозков служат дымовые завесы. В качестве дымообразующих средств используют дымовые шашки и костры. Дым и водяные пары в приземном слое воздуха предохраняют почвы от лучеиспускания и соответственно от переохлаждения. Для предохранения растений от заморозков и для сохранения тепла в овощеводстве широко используют пленочные покрытия.

В хозяйствах, расположенных вблизи природных источников термальных вод или крупных промышленных предприятий, может использоваться в качестве источника тепла горячая вода для обогрева почвы через систему труб, а вода с пониженной температурой — для орошения.

В Средней Азии при влагозарядковых поливах в холодное время года или при осенних поливах поливная вода выступает также как дополнительный источник тепла, поскольку имеет более высокую температуру, чем поверхностный слой почвы. При возделывании растений в защищенном грунте для дополнительного обогрева применяют пар, различные виды топлива, электроэнергию. Важное воздействие на тепловой режим почв и приземный слой воздуха оказывают полезащитные лесонасаждения, создавая благоприятный микроклимат, уменьшая годовую и суточную амплитуду колебания температуры.

В южных районах для предупреждения перегрева почвы применяют различные приемы затенения почвы и посевов, а также мульчирование почвы белыми материалами, усиливающими отражение солнечной радиации. Орошение посевов, особенно дождеванием, способствует охлаждению почвы и увеличивает расход тепла на испарение воды.

2. Характеристика условий почвообразования степной зоны Степь — равнина, поросшая травянистой растительностью, в умеренных и субтропических зонах Северного и Южного полушарий. Характерной особенностью степей является практически полное отсутствие деревьев. Климат. Степи распространены на всех континентах, кроме Антарктиды. В Евразии наибольшие площади степей находятся на территории Российской Федерации, Казахстана, Украины и Монголии. В горах образует высотный пояс (горная степь); на равнинах — природную зону, расположенную между лесостепной зоной на севере и полупустынной зоной на юге. Атмосферные осадки от 250 до 450 мм в год. Средние температуры зимних месяцев от 0 єС до ?20 єС, а летних от +20 єС до +28 єС.

Климат степных регионов, как правило, находится в диапазоне от умеренно-континентального до резко-континентального, и всегда характеризуется жарким или очень жарким (до +40 °C) и сильно засушливым летом. Зима в степных регионах всегда малоснежная, с сильными позёмками и метелями, от умеренно мягкой до суровой с трескучими морозами, иногда возможны даже морозы до ?40 °C. Растительный мир. Характерная черта степи — безлесное пространство, покрытое травянистой растительностью. Травы, образующие сомкнутый или почти сомкнутый ковёр: ковыль, типчак, тонконог, мятлик, овсец и др. Растения приспосабливаются к неблагоприятным условиям. Многие из них засухоустойчивы либо активны весной, когда ещё остаётся влага после зимы. Степи богаты луковичными растениями. В степной зоне формируются обыкновенные и южные черноземы под травянистыми формациями при периодически промывном и непромывном водном режиме на породах, содержащих карбонаты. Они занимают обширные пространства в европейской части России от южной окраины Московской области на севере до Краснодара и Кубани на юге и от западных окраин Курской и Белгородской областей на западе до Новосибирска на востоке и далее, отдельными массивами, до Красноярска и к востоку от Улан-Удэ в межгорных котловинах Забайкалья.

Систематика черноземов.

Чернозем — богатый гумусом, тёмноокрашенный тип почвы, сформировавшийся на лессовидных суглинках или глинах в условиях суббореального и умеренно-континентального климата при периодически промывном или непромывном водном режиме под многолетней травянистой растительностью. Особенности черноземов:

1. Отличаются значительным содержанием органических веществ, обусловливающих темный цвет их; такого содержания упомянутых веществ мы не находим в других почвах в недалеком расстоянии от чернозема, при условиях, по-видимому, вполне сходных.

2. Органические вещества находятся не во всех слоях чернозема в одинаковых количествах: содержание этих веществ постепенно, по мере углубления, уменьшается, так что резкой границы между очень темной почвой и подпочвой, иногда почти не окрашенной, не замечается. Если не считать обрывков растительных корней, еще сохранивших строение аморфны, так что при микроскопическом исследовании чернозема можно сказать только (по нахождению в нем фитолитарий), что органические вещества его — растительного происхождения и что они, вероятно, образовались из травянистых растений, но нет возможности определить, из каких именно растений они произошли. Подтипы черноземов: 1. оподзоленные чернозёмы

2. выщелоченные чернозёмы

3. типичные чернозёмы

4. обыкновенные чернозёмы

5. южные чернозёмы По мощности гумусового слоя: а) сверхмощные (мощность более 120 см.)

б) мощные (120−80 см.)

в) среднемощные (80−40 см.)

г) маломощные (<40 см.)

По содержанию гумуса:

а) тучные (>9%) (окраска чёрная) б) модергумусные (9−6%) (чёрная) в) малогумусные (6−4%)(тёмно-серая) г) слабогумусные (<4%)(серая) д) микрогумусные (<2%)(светло-серая) Фациальные подтипы черноземов: 1. Очень теплые/кратковременно промерзающие 2. Теплые промерзающие 3. Умеренно теплые промерзающие 4. Умеренные промерзающие 5. Умеренные длительно-промерзающие

3. Практическая часть Морфологическое описание почвенного профиля чернозема обыкновенного.

Черноземы обыкновенные (Чо). Горизонт, А темно-серый или черный с отчетливой зернистой или комковато-зернистой структурой, мощностью 30—40 см. Постепенно переходит в горизонт B1— темно-серый с ясным буроватым оттенком, с комковатой или комковато-призматической структурой. Мощность гумусового слоя (A+B1) колеблется от 80—140 см, до 35—45 см.

Горизонт гумусовых затеков (В2) часто совпадает с карбонат­ным горизонтом (Вк) или очень быстро переходит в него. Представлены карбонаты — морфологическая особенность обыкновенных черноземов, отличающая их от ранее рассмотренных подтипов. Горизонты В2 и Вк обычно имеют призматическую структуру. Постепенно карбонатный горизонт переходит в материнскую породу.

Агрохимическая характеристика мощного обыкновенного чернозема (Воронежская область).

вода почвообразование чернозем химический, А — гумусовый горизонт мощностью 30−40 см, темно-серый или черный, зернистой или комковато-зернистой структуры;

АВ — гумусовый горизонт (до глубины 40−120 см), темно-серый с бурым оттенком, с темными гумусовыми затеками, комковатой и комковато-призматической структуры; в нижней части этого горизонта наблюдается вскипание.

Преобладающая мощность гумусовых горизонтов — 40−80 см. Нижняя граница гумусового горизонта может быть потечно-языковатой, резко-языковатой, карманистой, или переход может быть плавным в виде постепенного ослабления гумусовой окряски;

Вк — иллювиально-карбонатный горизонт буровато-палевого цвета, призматической структуры; выделения карбонатов в виде псевдомицелия и белоглазки, но могут быть в виде общей мучнистой пропитки и отдельных пятен; максимум карбонатов сосредоточен в подгоризонте выделения карбонатов в форме белоглазки;

(ВС_К)С_К — карбонатная материнская порода палевого цвета.

Анализ агрохимического состояния почвы. Степень обеспеченности гумусом почвы: 4,9% (сумма Г по всему профилю/6), почва хорошо обеспечена гумусом. Степень насыщенности основаниями средняя по всему профилю, усредненное значение — 94,85%.

Расчеты доз внесения извести, минеральных удобрений.

а) по показателю гидролитической кислотности по формуле:

МCaCO3 = 5*ср.ГК*dv*H (т/га), dv =1, H = 0,3

МСаСО3 = 5*0,8*1*0,3 = 1,2 т/га

б) выбрать готовую дозу извести, по показателю рНKCI исходя из таблицы приложения № 3, т. к сумма рН = 7,3 из приложения № 3 МCaCO₃ не требуется Нормы внесения органических удобрений.

Данные нормы определяются по содержанию гумуса (Г%) в почве. Берём среднее значение гумуса в пахотном слое:

(10+8,5)/2=9,25%

Полученное число видим, что чернозем обыкновенный по содержанию гумуса относится к очень хорошо обеспеченным почвам.

Нормы внесения органических удобрений равно

Торф низинный проветренный — 10−20 т/га ТМАУ — до 10 т/га

Вывод Так как исследованная в курсовой работе почва не требует понизить кислотность, известь (МСаСО₃) добавлять не требуется. По среднему значению гумуса в пахотном слое (9,25%) данную почву можно отнести к богатым гумусированным почвам. Их можно смело засеивать пшеницей или картофелем, подсолнечником и сахарной свеклой. Не менее хорошо на этих почвах растут кукуруза, лен, огурцы и другие овощные культуры.

Использованная литература

1. http://ru.wikipedia.org

2. http://www.zoodrug.ru

3. Смирнов В. Н., Роде А. А. Почвоведение. Изд 2-ое.

4. Лекции и практические записи по почвоведению.