Агрохимические свойства почв и мероприятия по их улучшению

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине

Почвоведение

На тему

Агрохимические свойства почв и мероприятия по их улучшению

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.

В лесном хозяйстве Европейского Севера почвы являются средством в производстве. Однако лесничества и лесхозы Севера не имеют почти никаких материалов, характеризующих генетические свойства и плодородие лесных почв, не имеют крупномасштабных почвенных карт и почвенных картограмм. Преобладающая часть лесов Севера обладает низкой продуктивностью. Все это не может содействовать интенсификации лесного хозяйства и рациональному использованию почв.

Для рационального ведения лесного хозяйства необходимо глубокое и всестороннее знание лесных почв, их свойств (биологических, химических, физических и производственных). Надо знать почву, как природное тело, как главное тело производства и объект труда в лесном хозяйстве и использовать эти знания для поднятия плодородия лесных почв и продуктивности лесов. Для таежной зоны Европейского Севера это имеет большое значение, так как экономика Архангельской, Вологодской областей, Республики Коми, расположенных на территории указанной зоны, в основном связана с лесом. Недостаточность научной биологической основы для планирования и ведения лесного хозяйства влечет за собой иногда вредный шаблон в применении различных лесохозяйственных мероприятий. Слабая изученность почв лесов Севера сильно затрудняет эффективное обобщение и распространение передового опыта по производству.

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:

· 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.

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

1.1 Основные факторы почвообразования района исследований

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. Различают рельеф положительный (выпуклые формы рельефа) и отрицательный (вогнутые формы рельефа), внешний и внутренний. Существуют группы или категории рельефа, такие как холмистый рельеф (чередование возвышенностей и равнин), волнистый (равнинный чередуется с возвышенным), пологоволнистый (широкие повышения сменяются широкими понижениями), равнинный. 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.

Рельеф оказывает прямое и косвенное действие на почвообразование. Прямое обуславливает уровень грунтовых вод (в понижениях развивается заболачивание); обеспечивает сток и перемещение почвенных частиц. Косвенное оказывает влияние на температурный, водный, воздушный режимы почв; влияет на распределение растительности.

Климат - это среднее состояние атмосферы в определенной точке земного шара. Он характеризуется понятиями лучистая энергия солнца и атмосфера.

Лучистая энергия солнца - источник энергии для всех процессов на Земле. Затраты энергии на почвообразование в разных климатических условиях отличаются: в тундре и пустыне 1000 - 5000 ккал/см?; в лесах и степях умеренного пояса 10000 - 40000 ккал/см?. Основная часть энергии тратится на испарение и транспирацию (95 - 99%), остальное - на биологические процессы.

Атмосфера является источником осадков, , и выделяются 3 основных фактора: температура, осадки, ветер. Температура определяет протекание всех процессов, влияет на процесс гумусообразования, на скорость химических реакций. Влага (осадки) просачивается через почву, образует почвенный раствор, способствует перераспределению почвенных частиц и гумуса по профилю. Ветер вызывает развеивание почв, выдувает частицы почвы, переносит с одного места на другое. Регулирует температурный и водный режим почвы.

Климат оказывает как непосредственное, так и косвенное влияние. Непосредственное - через увлажнение, нагревание, охлаждение. Косвенное - воздействуя на другие факторы почвообразования. Климат ведёт к смене растительности, следовательно и почв.

Время - фактор существования любой материи, включая почву. Говоря о времени, выделяют следующие понятия:

· Время образования почв. Почва считается образовавшейся, когда она достигнет равновесия с условиями ландшафта, этот процесс может совершаться быстро (20 - 30 лет). О полном образовании почв судят о выраженности горизонта.

· Время существования почв. Начинается после образования и по времени длиться дольше (может тысячелетиями). При этом может происходить ее эволюция, так как может сменится рельеф, растительность, климат и все это отразиться на почве.

· Возраст почв. Принято различать абсолютный возраст - время от начала формирования почвы до настоящего времени и относительный возраст, характеризуется степень развития данной почвы, быстроту смены стадий, поэтому об относительном возрасте можно судить по степени развития профиля почв.

· Скорость почвообразования. Ученые считают скорость по почвенному покрову кургана.

Горные породы являются основой почвы. Толщина их от нескольких сантиметров до нескольких метров. Они передают почвам, которые на них формируются, свои свойства: морфологические (цвет); химические (чем сложнее по химическому составу горная парода, тем сложнее состав почвы и больше питательных элементов в ней); минералогические (оказывает влияние на направление почвообразовательного процесса, способствует образованию структуры почвы и накопление гумуса); физические (песчаные горные пароды способствуют промыванию почв, глинистые - застой влаги и развитию процесса заболачивания, определяет плодородие, минералогический состав). Грануло-метрический состав влияет на формирование профиля почвы. На тяжелых горных пародах образуются тяжелые по механическому составу почвы.

Зеленым растения принадлежит ведущая роль в почвообразовании, они извлекают из породы зольные элементы и азот, синтезируют в процессе фотосинтеза органическое вещество, которое вместе с зольными элементами через опад и отпад попадает в почву и на почву. Каждая растительная формация обладает своими особенностями трансформации и взаимодействия продуктов распада с минеральной частью почвы, образуя определенный тип почвы. Микроорганизмам принадлежит главная роль в процессах гумификации и минерализации растительных остатков и гумуса, в разрушении и новообразовании почвенных минералов. Они оказывают большое влияние на состав почвенного воздуха, регулируя в нем соотношение между и .Выделяя гидролитические и окислительно-восстановительные ферменты, микроорганизмы катализируют процессы расщепления белков, углеводов, лигнина, липидов, смол, дубильных веществ и других сложных органических соединений до простых, влияют на окисление и восстановление органических соединений до простых минеральных солей. При их участии в анаэробных условиях протекают процессы оглеения, торфонакопления, осолодения.

Почвенная фауна ускоряет гумификацию растительных остатков, а в почве под ее влиянием накапливается больше биологически активных веществ. В пронизанной ходами почве меняется водопроницаемость, аэрация.

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.

гумус почва лесной органический

1.2 Основные почвы района исследований

Автоморфные почвы.

Тип подзолистые почвы.

Подзолистый тип почв в лесах средней и северной тайги Европейского Севера представлен тремя подтипами: 1) подзолистые почвы, 2) глее-подзолистые, и 3) дерново-подзолистые почвы. Наиболее широко распространен подтип подзолистых почв. Он делится на роды: а) подзолистые почвы обычные, развитые на одночленных глинистых и суглинистых почвообразующих породах, б) подзолистые почвы на двучленных почвообразующих породах (контактно-глееватые, по классификации Почвенного института им. В.В. Докучаева), в) иллювиально-гумусовые подзолистые почвы на одночленных почвообразующих породах, г) иллювиально-гумусовые подзолистые почвы на двучленных почвообразующих породах, д) иллювиально-железистые подзолистые почвы на песках и супесях, е) подзолистые почвы на известняках, ж) пестроцветные подзолистые почвы обычно на красно-бурых суглинках пермских или девонских, з) подзолистые почвы на известковых песках, и) подзолистые почвы на маломощных мелкоземистых отложениях, подстилаемых гипсами, к) неполноразвитые подзолистые почвы, л) слабо дифференцированные подзолистые почвы глинистые с очень слабо выраженными чертами подзолистого процесса.

По степени оподзоленности подзолистые почвы представлены следующими видами: подзолы, сильноподзолистые почвы, среднеподзолистые и слабоподзолистые. Подзолы, в свою очередь, делятся на: а) маломощные, имеющие под лесной подстилкой сплошной горизонт А2 мощностью до 15 см; б) среднемощные, имеющие сплошной горизонт А2 от 15 до 25 см; в) мощные (встречаются редко) с горизонтом А2 больше 25 см.

Полугидроморфные почвы.

Тип дерново-глеевые.

Дерново-глеевый тип почвообразования включает подтипы дерново-глеевых и перегнойно-глеевых почв. В средней и северной подзонах тайги в пределах Архангельской области встречаются дерново-глеевые и перегнойно-глеевые почвы. Оба названных подтипа почв обычно развиваются на почвообразующих породах тяжелого механического состава. В условиях Севера одним из главных факторов образования дерново-глеевых почв является солнечный свет. Так как на склоны южной экспозиции приток солнечного тепла и света значительно больше, нежели на склоны северных экспозиции. Это не только одно из условий, благоприятствующих росту и развитию древесной, кустарничковой и травянистой растительности, но и фактор, определяющий большую величину испарения почвенной влаги и повышения концентрации солей ( в частности, карбонатных) в почвах.

Тип болотно-подзолистые почвы.

Тип болотно-подзолистых почв включает следующие подтипы: а) торфянисто-подзолистые поверхностно-глееватые, б) торфянисто-подзолистые грунтово-глееватые, в) торфянисто-подзолистые грунтово-глеевые, г) торфяно-подзолистые поверхностно-глеевые. Развиваются почвы под воздействием процессов, свойственных двум типам почвообразования, - болотному и подзолистому. В результате почвы имеют одновременно признаки болотных ( торфяный горизонт и оглеение ) и подзолистых почв ( подзолистый и иллювиальный горизонты).

Болотно-подзолистые почвы развиты на одночленных и двучленных почвообразующих породах различного механического состава и генезиса. Для этих почв характерны временный застой поверхностных вод (верховодки) или относительно высокий уровень залегания мягких грунтовых вод. Болотно-подзолистые почвы нередко формируются на почвообразующих породах, вскипающих от 10 % -ной HCl на глубине 60 - 80 см. Торфяной горизонт у всех видов торфянисто-подзолистых почв имеет мощность до 20 см, а у торфяно-подзолистых почв - от 20 до 30 см. Указанные выше подтипы болотно-подзолистых почв представлены следующими родами: 1) обычные, 2) иллювиально-гумусовые, 3) иллювиально-железистые, 4) на двучленных породах (контактно-глееоподзоленные). Степень оподзоленности болотно-подзолистых почв выражена от торфянистых и торфяных подзолов до торфянисто-слабоподзолистых почв. Водный режим торфянистых- и торфяно-подзолистых поверхностно-глеевых и глеевых почв сложный. В этих почвах в основном преобладает избыток атмосферной влаги, что создаёт условия для заболачивания почв и образования у них торфяного горизонта. В меньшей мере на развитие почв влияет промывной тип водного режима, в результате которого в почве протекают процессы, типичные для почв подзолистого типа.

Гидроморфные почвы.

Тип болотные низинные почвы.

В типе болотных низинных почв выделены следующие подтипы: 1) торфянистые перегнойно-глеевые низинные почвы, 2) торфяно-глеевые низинные почвы, 3) торфяные низинные почвы. Роды низинных почв: а) травяные, б) древесно-травяные и в) мохово-травяные. Виды почв выделяются по мощности торфяного слоя: торфянисто-глеевые с торфяным слоем мощностью до 30 см, торфяно-глеевые с мощностью торфа от 30 до 50 см, торфяные маломощные с торфяным слоем мощностью от 50 до 100 см, торфяные среднемощные с торфяным слоем от 100 до 200 см, торфяные мощные более 200 см торфа. Виды делятся на разновидности по механическому составу почв. Торфянистые перегнойно-глеевые почвы низинные почвы развиваются в условиях длительного избыточного увлажнения минерализованными почвенно-грунтовыми водами. Почвообразующие породы обычно тяжелые и карбонатные. Мощность торфяного горизонта чаще от 14 до 30 см. Под торфяным горизонтом залегает хорошо выраженный перегнойный горизонт, мощность которого колеблется от 7 до 26 см. В отдельных случаях он достигает 38 см. Торфяно-глеевые низинные почвы развиваются в природных условиях, близких к вышеуказанным, и характеризуются мощностью торфяного горизонта от 30 до 50 см. Торфяные низинные почвы имеют мощность торфяного слоя от 50 см и больше.

Тип болотные верховые почвы.

Болотные верховые почвы в лесах северной и средней подзон тайги Европейского Севера распространены очень широко. Пространства, занятые ими, в основном представляют собой верховые болота, площадь которых колеблется до 3 -5 га. Болотные верховые почвы делятся на подтипы: 1) торфяно-глеевые верховые, 2) торфяные верховые, 3) торфянистые перегнойно-глееватые переходные, 4) торфяно-глеевые переходные, 5) торфяные переходные. Виды почв, как и в низинных почвах, выделяются по мощности торфяного слоя, а разновидности почв - по механическому составу. Болотные верховые почвы по рельефу располагаются на равнинных недренируемых или слабо дренируемых водораздельных пространствах. Увлажнение избыточное атмосферными осадками. В увлажнении почв переходных подтипов возможно участие слабо минерализованных почвенно-грунтовых вод. Нередко в нижней части толщи болотной верховой почвы лежат горизонты болотных почв низинного типа.

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; Апах - пахотный горизонт; А - гумусово-аккумулятивный; А1- гумусово-элювиальный; Т - органогенный торфяной горизонт; А2 - элювиальный; В - иллювиальный; С - материнская горная порода; G - глеевый; 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 Апах- поверхностный гумусовый горизонт, преобразованный периодической обработкой.

Горизонт А - образуется в верхней части почвенного профиля и отличается максимальным содержанием гумуса и питательных веществ. Характерен для тех почв, где нет вымывании гумуса, там где непромывной тип водного режима.

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 G - глеевый, характерен для почв с постоянно избыточным увлажнением, которое вызывает восстановительные процессы в почве и придает горизонту характерные черты - сизую, серовато-голубую или грязно-зеленую окраску, наличие ржавых и охристых пятен, слитость, вязкость и т. д.

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 и при камеральной обработке его определяют визуально и органолептически, 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 таблицы 1.

Таблица 1

Классификация структурных отдельностей почв по С.А. Захарову

Типы	Роды	Виды	Размеры
1.Кубовидные	А. Грани и ребра выражены плохо, агрегаты большей частью сложены и плохо оформлены: 1) глыбистая 2) комковатая 3) пылеватая Б. Грани и ребра хорошо выражены, агрегаты ясно оформлены: 4) ореховатая	Крупноглыбистая Мелкоглыбистая Крупнокомковатая Комковатая Мелкокомковатая Пылеватая Крупноореховатая Ореховатая Мелкоореховатая Крупнозернистая Зернистая Мелкозернистая	Ребро куба >10 см 10-5 см 5-3 см 3-1 см 1-0,5 см <0,5 мм >10 мм 10-7 мм 7-5 мм 5-3 мм 3-1 мм
2. Призмовидный	А. Грани и ребра плохо выражены, агрегаты сложны и мало оформлены: 6) столбовидная Б. Грани и ребра хорошо выражены: 7) столбчатая 8) призматическая	Крупностолбовидная Столбовидная Мелкостолбовидная Крупностолбчатая Столбчатая Мелкостолбчатая Крупнопризматическая Призматическая Мелкопризматическая	Диаметр >5 см 5-3 см <3 см >5 см 5-3 см <3 см >5 см 5-3 см
3. Плитовидный	9) плитчатая 10) чешуйчатая	Сланцеватая Плитчатая Пластинчатая Листоватая Скорлуповая Грубочешуйчатая Мелкочешуйчатая	Толщина >5 мм 5-3 мм 3-1 мм <1 мм >3 мм 3-1 мм

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

1) очень плотные - чтобы выкопать яму приходится применять лом или кирку;

2) плотные - чтобы выкопать яму, требуются значительное усилие, но можно обойтись и лопатой;

3) рыхлые - яму копать легко, а почва, сброшенная с лопаты, легко рассыпается;

4) рассыпчатые - это сложение характерно для пахотных почв.

По пористости почвы различают:

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

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

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

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

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

6) трубчатое - пустоты в виде каналов.

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 №3 число 30 месяц июнь 2010 г.

2. Область Архангельска. 3. Район Приморский

4. Лесхоз Архангельский 5. Лесничество Усть-Двинское

6. Квартал № __________ 7. Пробная площадь № ____________

8. Общий рельеф полого - холмистый

9. Мезорельеф верхняя часть склона

10. Микрорельеф заросшие пни, приствольные повышения

11. Положение разреза относительно экспозиции южная экспозиция

12. Тип леса, состав древостоя, возраст, бонитет ельник черничный свежий, 9Е1С, 120 лет, 4 по бонитету

13. Характер почвообразующей породы тяжелые валунные суглинки

14. Подрост ель, береза

15. Подлесок можжевельник, шиповник, рябина

16. Напочвенный покров черника, брусника, мальянник, северная линнея

17. Глубина взятия образцов 66 см.

18. Название почвы подзол маломощный супесчаный иллювиально-железистый на моренном валунном суглинке среднесуглинистый

19. № бригады, бригадир 3, Песцова О.

Для описания почв, изучения их морфологических признаков, установления границ между различными почвами, отбора образцов для анализов закладывают специальные ямы, которые называются почвенными разрезами. Они бывают трех типов: основные разрезы (150-200 см), контрольные (70-150 см) и прикопки (40-75 см). Основные разрезы служат для специального детального изучения морфологических свойств почв и взятия образцов для физических и химических анализов. Контрольные разрезы служат для изучения мощности гумусовых горизонтов, глубины вскипания от соляной кислоты и залегания солей, степени выщелоченности, оподзоленности, солонцеватости и других признаков, а также для определения площади распространения почв, охарактеризованных полными разрезами. Прикопки служат прежде всего для определения границ почвенных группировок, выявленных основными разрезами и полуямами. Прежде всего необходимо самым тщательным образом осмотреть местность, определить характер рельефа и растительности для правильного выбора места заложения почвенного разреза. Разрез необходимо закладывать в наиболее характерном месте обследуемой территории. Почвенные разрезы не должны закладываться вблизи дорог, рядом с канавами, на нетипичных для данной территории элементах микрорельефа (понижения, кочки). Передняя, лицевая, стенка разреза, предназначенная для описания, должна быть обращена к солнцу. При рытье разреза почву необходимо выбрасывать только на боковые стороны и ни в коем случае не на лицевую стенку, что может привести к ее загрязнению, разрушению верхних горизонтов, изменению их мощности и т. д.

Разрез №3, бригада №3, дата 30 июня 2010 г., глубина разреза 65 см., характеристика горизонтов:

- 0-6/6 см, лесная подстилка, темно-бурая, рыхлая, свежая, пронизана корнями кустарничков, переход в ниже лежащий горизонт волнистый, ясный.

- 6-7/1 см, черный с бурым оттенком, рыхлый, свежий, встречаются корни, но в меньшем количестве чем в ниже лежащем горизонте В, переход в ниже лежащий горизонт по волнистой линии.

- 7-16/10 см, бурый с темно-серым оттенком, бесструктурный, плотный, свежий, супесчаный, имеются включения в виде камней и корней, переход в нижележащий горизонт по волнистой линии.

- 16-28/12 см, охристо-рыжий, мелко комковатый, плотный, свежий, супесчаный, имеются включения в виде камней и корней, переход в ниже лежащий горизонт по волнистой линии.

- 28-39/11 см, серо-коричневый, комковатый, весьма плотный, свежий, легко суглинисты с признаками супеси, имеются валуны и корни, переход в ниже лежащий горизонт постепенный.

ВС - 39-52/13 см, красновато-бурый, крупно комковатый, весьма плотный, свежий, легко суглинистый, имеются валуны, переход в ниже лежащий горизонт постепенный.

С - 52 и более см, красновато-бурый, темнее предыдущего, крупно комковатый, весьма плотный, свежий, средне суглинистый, имеются валуны.

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.

Тип почвы:

Тип: подзолистая почва

Подтип: типичная подзолистая почва

Род: иллювиально-железистый

Вид: подзол маломощный

Разновидность: супесчаная

Разряд: на моренном суглинке

Уточненное название: подзол маломощный супесчаный иллювиально-железистый на моренных глинистых отложениях.

2.4 Аналитический план проведенных исследований почв

Сводная таблица результатов анализов почвы

Горизонт					BC	C
Протяженность горизонта, см	0-7	7-16	16-28	28-39	39-52	52
Скелет почвы, %	-	9,3	22,8	6,7	32,9	3,1
Органические остатки, %	94,0	90,7	77,2	93,3	96,0	96,9
Содержание физической глины/песка, %	-	14,7/ 85,3	15,3/ 84,7	69,3/30,7	42/58	62/38
Название почвы по механическому составу	-	супесь	супесь	Суглинок средний	Легкая глина	Глина легкая
Гигроскопическая влага, %	6	1,0	0,9	1,0	4,1	0,0
Коэффициент пересчета показателей на абсолютно сухую навеску ()	1,1	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
Потеря от прокаливания, %	6,4	1,0	1,9	1,0	4,3	4,0
Содержание органического углерода/гумуса, %	13,9/ 23,9	0,4/ 0,6	0,3/ 0,5	0,1/ 0,2	0,7/ 1,3	0,5/ 0,8
Плотность твердой фазы почвы, г/	2,4	2,5	2,5	2,4	2,9	2,5
Объемная масса, г/	0,22	1,26	1,16	1,40	1,33	1,50
Пористость общая, %	32,0	50,0	54,0	42,0	54,5	41,0
Пористость аэрации, %	20,6	30,6	37,8	26,4	25,5	16,4
Влага, недоступная растениям, %	8,0	3,0	3,1	7,4	5,5	13,4
Влага, доступная растениям, %	51,8	12,4	10,9	3,8	21,8	3,0
Запас продуктивной влаги в толще горизонта, /га	79,8	140,7	151,4	58,4	376,2	235,6
рН солевой вытяжки	4,0		4,6	4,3	4,3	4,4
рН водной вытяжки	5,0		5,3	5,7	6,3	6,3
Сумма обменных оснований S, мг-экв/100г	46,5	3,0	5,1	5,7	20,1	16,3
Гидролитическая кислотность , мг-экв/100 г	83,5	4,4	5,7	3,8	5,1	4,4
Емкость катионного обмена Е, мг-экв/100 г	130,0	7,4	10,8	9,5	25,3	20,7
Степень насыщенности почвы основаниями V, %	35,8	40,7	46,8	59,7	80,0	78,9
Содержание подвижного фосфора, мг/100 г почвы	2,1	1,6	11,0	4,8	14,6	4,3
Содержание подвижного калия, мг/100 г почвы	8,3	0,8	2,4	1,5	8,8	7,4

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 (табл. 2).

Таблица 2. Классификация механических элементов по Н.А. Качинскому

Название механических элементов	Размер механических элементов в мм
Камни Гравий Песок крупный Песок средний Песок мелкий Пыль крупная Пыль средняя Пыль мелкая Физическая глина Физический песок	>3 3-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 0,005-0,001 <0,01 >0,01

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% (табл. 3).

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.

Таблица 3- Классификация механического состава почвы подзолистого типа образования по Н.А. Качинскому.

Содержание "физической" глины - частиц < 0,01 мм, %	Содержание "физического" песка частиц > 0,01 мм, %	Краткое название почвы
0-5	95-100	песок рыхлый
5-10	95-90	песок связный
10-20	90-80	Супесь
20-30	80-70	суглинок легкий
30-40	70-60	суглинок средний
40-50	60-50	суглинок тяжелый
50-65	50-35	глина легкая
65-80	35-20	глина средняя
> 80	< 20	глина тяжелая

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.

Таблица 4. Определение механического состава в полевых условиях

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 (табл. 3).

По соотношению физического песка и физической глины в горизонте С почва называется глина легкая, потому что содержание физического песка находится в пределе 35-50% (38%), а содержание физической глины находится в пределе 50-65% (62%) .

Рисунок 1- Соотношение физических глины и песка в наших горизонтах

По графику видно, что физического песка больше по количеству чем физической глины практически во всех горизонтах, кроме ВС и С (в А0 не рассчитывается соотношение физического песка и физической глины). Анализ распределения фракций механического состава по профилю (особенно фракции физической глины) позволяет охарактеризовать почвообразовательный процесс. В нашем случае это связано с подзолообразовательным процессом. В заключение: почвообразовательной породой является глина, а почвообразовательный процесс - подзолообразовательный, который сформировал почвенный профиль.

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.

От него зависят аэрация, водопропускная и водопроницаемая способность, структурность, пластичность, липкость, теплоемкость и теплопроводность, набухаемость, усадка и др. 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.

Механический состав почвы можно изменить: на глинистых - пескованием, органическими удобрениями в том числе и торфа; на песчаных внесением глины и торфа. Наиболее благоприятные свойства и режимы для роста растений складываются на черноземах, при хорошей оструктуренности лучше глинистые и тяжелосуглинистые. Таким образом, механический состав почвы имеет большое агрономическое и лесоводственное значение и является одним из важнейших признаков для качественной оценки земли. Он оказывает влияние на все свойства почвы тепловые, водные, воздушные, физико-химические и биохимические, обеспеченность растений элементами пищи - и на уровень плодородия в целом. В общей форме можно утверждать, что песчаные почвы менее производительны, чем суглинистые и глинистые, особенно когда последние структурны. [3]

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/см?. Определяется пикнометрическим способом. У разных горизонтов почвы она колеблется от 1,4 (торф) до 2,7 г/см? (минеральные грунты). Плотность твердой фазы почвы зависит от минералов, слагающих почву, от содержания в ней гумуса и органических компонентов, у которых она содержит 1,4-1,8 г/см?.

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/см?. Колеблется от 0,15 до 0,4 г/см? у торфа и от 0,8 до 1,8 г/см? у минеральных грунтов, всегда меньше чем показатель плотности твердой фазы почвы, так как масса почвы учитывается с порами. 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 (на глинистых почвах 1 - 1.2 г/см? ,на песчаных и супесчаных 1,2 - 1,3 г/см?).

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 торфяных 80 - 90%, в минеральных грунтах 25% и ниже), от механического состава и от структурности почв. Чем почва более структурная тем больше пористость. Большое значение имеет размер пор (в песчаных они крупнее чем в глинистых). 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 1,34 (1,5) мг.

· 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 (см?) 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. В песчаных почвах она составляет 0,5 - 0,8 м и поднимается быстро. В глинистых - 3 - 6 м, поднимается медленно. 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 (рис.4.2.1) определяется пикнометрическим способом - отношение массы твёрдой фазы определённого объёма к массе воды того же объёма при +4 С.

?=(m*1/Kb)/(A+m*1/Kb-C)

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

m - навеска воздушной почвы, г;

А - масса пиктометра с водой

С - масса пиктометра с водой и почвой, г;

Kb - коэффициент пересчета на абсолютно - сухую навеску

График 4.1 Изменение плотности твердой фазы почвы