к Республиканскому слету юных экологов в конкурсе «Юный почвовед»
ИЗУЧЕНИЕ ПОЧВ
Что изучают почвоведы?
Почвоведение, несмотря на всю значимость почвы в нашей жизни, лишь в конце XIX века было признано в ряду естественных наук как самостоятельный раздел естествознания. Трудами великого русского исследователя Василия Васильевича Докучаева было показано, что это еще одна оболочка земной поверхности, отдельная от атмосферы, гидросферы и литосферы.
Почва, обладающая плодородием - сложная природная система, состоящая из почвенных горизонтов, формирующихся в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под воздействием воды, воздуха и живых организмов.
Основываясь на своих исследованиях чернозема, Докучаев определил почвы, как поверхностно-лежащие минерально-органические образования, которые имеют свое строение, "постоянно являются результатом взаимной деятельности следующих агентов: живых и отживших организмов (как растений, так и животных), материнской горной породы, климата, рельефа местности и фактора времени".
Почва образуется из выходящих на поверхность земли горных пород под влиянием различных факторов. Под действием ветра, атмосферной влаги, в связи с изменениями климата и температурными колебаниями горные породы, например, гранит, постепенно трескаются. На них появляются микроорганизмы, питающиеся преимущественно углеродом и азотом атмосферы и минеральными соединениями, которые они получают из горной породы. Микроорганизмы разрушают ее своими выделениями, и химический состав горной породы постепенно изменяется. Затем здесь поселяются лишайники и мхи. Животные и высшие растения окончательно разрушают горную породу, превращая ее верхний слой в почву.
Как же выглядят почвы? Если вооружиться лопатой, выйти за пределы населенного пункта и в лесу или на лугу выкопать яму (в дальнейшем - почвенный профиль) (Рис.1), то можно обнаружить серию слоев (почвенные горизонты), отличающихся друг от друга по цвету, плотности, влажности и другим признакам.
https://pandia.ru/text/78/050/images/image002_26.jpg" width="128" height="338">
Рис. 2 - Профили тундровой, подзолистой и дерново-подзолистой почвы.
Почвенные горизонты формируются единовременно, как результат совокупного действия перечисленных выше факторов почвообразования и в этом их существенное отличие от горных пород.
На протяжении XX века велись всесторонние исследования почвенного покрова суши Земли с целью выяснения основных закономерностей происхождения, функционирования, географического распространения, эволюции почв и почвенного покрова. Был получен огромный научный материал, раскрывающий отличия почв от других сред. Активно велись и продолжают осуществляться подобные исследования и в нашей стране. В настоящее время практически вся территория России охарактеризована с точки зрения почвенного покрова. Известны основные почвенные типы, распространенные в тех или иных регионах (Рис. 3)
Землепользование" href="/text/category/zemlepolmzzovanie/" rel="bookmark">землепользования . Если во время заложения разреза обнаружены грунтовые воды, то необходимо отметить их глубину. Затем нужно подробно описать почвенный профиль, поступательно сверху вниз отмечая специфические черты выделенных горизонтов. По возможности нужно сделать зарисовки и фотографии профиля, вскрытого разрезом.
Методика описания почвенных разрезов
На освещенной солнцем лицевой (передней) стенке почвенного разреза можно легко выделить почвенные горизонты, сменяющие друг друга в вертикальном направлении и отличающиеся по цвету, структуре, механическому составу, влажности и другим признакам. Общий вид почвы со всеми почвенными горизонтами называется строением почвы. Совокупность генетических горизонтов образует генетический профиль почвы (Рис.2; Табл № 1). В настоящее время используются следующие символы генетических почвенных горизонтов:
Таблица № 1
Генетические почвенные горизонты
Горизонт | Описание |
Горизонт О | Самая верхняя часть почвенного профиля - лесная подстилка или степной войлок, представляющая собой опад растений на различных стадиях разложения - от свежего до полностью разложившегося. |
Горизонт А | гумусовый, наиболее темноокрашенный в почвенном профиле, в котором происходит накопление органического вещества в форме гумуса, тесно связанного с минеральной частью почвы. Цвет этого горизонта варьирует от черного, бурого, коричневого до светло-серого, что обусловлено составом и количеством гумуса. |
Горизонт Е | Подзолистый или осолоделый, 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 гороизонтом Е, 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. В почвах, где не наблюдается существенных перемещений веществ в почвенной толще, горизонт В является переходным слоем к почвообразующей породе, характеризуется постепенным ослаблением процессов аккумуляции гумуса, разложения первичных минералов и может подразделяться на В1 - горизонт с преобладанием гумусовой окраски, В2 - горизонт более слабой, неравномерной гумусовой окраски, В3 - горизонт окончания гумусовых затеков. |
Горизонт Вк | Горизонт максимальной аккумуляции карбонатов, обычно располагается в средней и нижней части профиля и характеризуется видимыми вторичными выделениями карбонатов в виде налетов, прожилок, псевдомицелия, белоглазки, редких конкреций. |
Горизонт G | Глеевый, характерен для почв с постоянным 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, слитность, вязкость и т. д. |
Горизонт С | Материнская (почвообразующая) горная порода, из которой сформировалась данная почва, не затронутая специфическими процессами почвообразования (аккумуляцией гумуса, элювиированием и т. д.). |
Горизонт Д | Подстилающая горная порода, залегающая ниже материнской (почвообразующей) и отличающаяся от нее по своим свойствам (главным образом по литологии). |
Помимо перечисленных горизонтов выделяется еще целый ряд самостоятельных и переходных горизонтов, однако подробнее о них можно узнать из литературных источников.
Методика определения основных морфологических свойств почв
При описании морфологических признаков горизонтов указываются окраска почвы, влажность, гранулометрический состав, структура, сложение почвы, новобразования, включения.
Окраска почвы – один из основных внешних признаков. Цвет почвы позволяет судить о наличии и количестве веществ в почвенной массе: в темные (серые и коричневые) тона окрашивают почву перегнойные (гумусовые) вещества; в охристо-желтые, оранжевые и красные тона - окислы железа и марганца; образование белых пятен, примазок и "плесени" вызывает присутствие в почве извести.
Гранулометрический состав почвы – важнейшая характеристика почвы (Рис. 4). От него зависят практически все свойства почвы (водно-физические), физико-химические, воздушные, тепловые, окислительно-восстановительные, поглотительная способность, накопление гумуса, зольных элементов и азота) и, следовательно, её плодородие. От гранулометрического состава почв зависят условия обработки почвы, сроки полевых работ, нормы минеральных, органических удобрений и доз извести, параметры дренажа, подбор сельскохозяйственных культур и т. д.
https://pandia.ru/text/78/050/images/image007_11.jpg" width="287" height="315 src=">
Рис. 5. Определение типа почвы.
Таблица № 2
Определение типа почв по характеру образования шнура
Тип почвы | Характер образование шнура |
Почва песчаная | Шарик не образуется. Образец полностью распадается в руке. |
Почва супесчаная | Образовавшийся шарик имеет шероховатую поверхность. При попытке раскатать его в шнур он тут же распадается на кусочки. |
Почва легкосуглинистая | Шнур при попытке поднять его с ладони – распадается на дольки. |
Среднесуглинистая | При свертывании шнура в колечко - он разламывается. |
Почва тяжелосуглинистая | При свертывании шнура в колечко, он трескается |
Почва глинистая | При свертывании шнура в колечко - трещин не образуется |
Структура почвы - это способность распадаться на отдельные частицы. Для определения структуры необходимо вырезать лопатой образец, подбросить его 1-2 раза на лопате и рассмотреть форму структурных отдельностей, на которые распался почвенный образец. По форме агрегатов различают три типа почвенной структуры (кубовидная, плитовидная, и призмовидная), которые в свою очередь подразделяются на несколько родов с учётом формы и размеров комочков (Рис. 4).
Водопрочность структурных агентов (т. е. способность противостоять размывающему действию воды). Достаточно поместить несколько структурных агентов в стакан с водой. Если при лёгком взбалтывании они быстро разрушаются, то это свидетельствует о их непрочности. А если сохраняют свою форму, то, следовательно, почва обладает водопрочной структурой.
Плотность (сложение) – характер прилегания частиц почвы друг к другу и степень их пористости – находится в тесной зависимости от гранулометрического состава, содержания гумуса, обилия корней, структурного состояния, влажности и сильно изменяется по горизонтам (Табл. 3).
Таблица № 3
Определение вида сложения почв
Виды сложения | Характеристика |
Рассыпчатая | Лопата или нож легко погружаются в почву, почва без усилий рассыпается на отдельные агрегаты |
Нож с небольшим усилием входит на глубину 3-5 см, почва легко разламывается руками |
|
Нож при большом усилии входит на глубину 3-5 см. |
|
Очень плотная | Лопата или нож при сильном ударе входят в почву на глубину не более 1 см. |
Влажность – важный морфологический признак: она влияет на цвет, структуру, плотность почв. В полевых условиях можно определить пять степеней влажности почв взяв почву в руку и сжав её (Табл. № 4).
Таблица № 4
Определение степени влажности почв
Степень влажности | Характеристика |
Почва пылит, не холодит руку. |
|
Почва не пылит, холодит руку, при подсыхании немного светлеет. |
|
Почва слипается в комок при сжатии руки, при подсыхании светлеет и сохраняет форму, на руке остаётся влажный след, фильтровальная бумага становится влажной при прикладывании к комочку почвы. |
|
Почва при сжатии в руке прилипает к ней, смачивает руку, но вода не сочится по пальцам. |
|
Почва при сжатии в руке сильно смачивает руку, вода не сочится по пальцам или из горизонта сочиться вода. |
Все полученные в ходе полевых исследований результаты фиксируют в дневник для описания почвенного разреза (Приложение)
Кроме морфологических свойств почвенные горизонты обладают целым рядом химических и физических свойств (кислотность, плодородие и др.), многие из которых исследуются в лабораторных условиях. Для этого по окончании морфологического описания почвенного профиля из выделенных горизонтов отбирают образцы для анализа. Обычно отбирается гр. почвы. Отбор осуществляется в почвенные мешочки или крафт-пакеты, обязательно этикетируется (на лист бумаги наносится информация о горизонте и помещается вместе с образцом) и доставляется в лабораторию. Если срок доставки в лабораторию большой, то образцы в подсушиваются в сухом проветриваемом помещении.
Исследование почвенной фауны
Живая часть почвы состоит из почвенных микроорганизмов (бактерии, грибы, водоросли и др.), представителей беспозвоночных (простейших, червей, моллюсков, насекомых и их личинок), роющих позвоночных. Среди этого почвенного мира животных мы можем различить такие формы, которые всю свою жизнь проводят в земле, никогда не показываясь на ее поверхности (например, мелкие малощетинковые черви, нематоды), и такие, которых мы можем встретить и вне почвы (большинство животных). Последние связаны как с наземной фауной, в частности, с травяным покровом, кустарниками и деревьями, так отчасти и с водой (некоторые водные жуки, как плавунцы и водолюбы, окукливаются в земле; некоторые представители этих семейств закапываются на зимовку в землю, то же делают и тритоны). Население почвы, несомненно, черты приспособления к подземному образу жизни (таковы копательные передние конечности крота и т. д.). Но у многих животных мы никаких особенностей в этом отношении не найдем (различные гусеницы, многие личинки жуков, как, например, жужелиц и т. д.). Живя в почве, многие животные оказывают заметное влияние на окружающую их среду. Во-первых, они могут влиять на механическую структуру почвы, разрыхляя и перерабатывая ее, а во-вторых, благодаря своей жизнедеятельности, изменяют ее в химическом отношении. Помимо этого, многие вступают во взаимоотношения с подземными частями растений, которые служат им пищей (личинки хрущей) или поселяются около корней, как некоторые муравьи. Наконец, значительная часть животных, живущих в почве, ведет хищнический образ жизни, нападая на различных представителей той же почвенной фауны (кроты, разные хищные личинки, жужелицы и др.).
Методика исследования почвенной фауны
Метод ручной разборки почвенных проб (Гиляров, 1975). Это прямой метод учета, позволяющий исследователю получить цифры, показывающие количество учитываемых объектов на единицу площади поверхности почвы, либо на единицу объема почвы. Одновременно исследуется таксономический состав мезофауны.
Животных в почве мы можем найти почти всюду, но распределение их является весьма неравномерным. Для добывания материала могут быть применены следующие приемы:
1. Копание более или менее глубоких ям.
2. Рыхление или перекопка поверхностных слоев почвы лопатой.
3. Выкапывание отдельных растений для обнаружения насекомых на корнях.
4. Осмотр поверхности почвы для обнаружения гнезд животных, поселяющихся в почве.
5. Осмотр слоев земли на разрезах почвы, откосах у берегов рек, в оврагах, в искусственных сооружениях (ямах, рвах и т. д.).
Процесс взятия пробы происходит следующим образом. Сначала отмечают площадь пробы на исследуемом участке, забивая по углам отмеренного квадрата колышки, натягивая между ними бечевку. Затем от границ отмеренной площадки отгребают в разные стороны опад или подстилку (если пробы берут в лесу) или сухую сыпучую землю поверхностного слоя (на парах). Рядом с пробой с одной или с двух сторон раскладывают клеенку, на которую потом помещают выбираемую из пробы почву. Сперва с площади пробы на клеенку руками снимают опад и другие растительные остатки, которые тщательно вручную перебирают, учитывая и собирая всех найденных при этом животных, а траву выщипывают, что облегчает дальнейшую разборку из верхнего слоя почвы. Встреченных на поверхности почвы беспозвоночных фиксируют и записывают отдельно от встреченных собственно в почве. Затем (после удаления разобранных растительных остатков) приступают к выкапыванию почвы с площади пробы лопатой. Выбрасываемые на разложенную рядом с пробой клеенку (или другую подстилку) небольшие порции земли тщательно перебирают руками, причем более крупные комья приходится разбивать, а сплетения корешков и дерновину - разрывать. Всю землю из разбираемого слоя порцию за порцией перетирают на весу между ладонями, тщательно следя за всей ссыпающейся на клеенку землей и собирая падающих и легко при этом обнаруживаемых животных.
Животных собирают отдельно из каждой пробы и слоя. В качестве фиксатора для червей можно использовать 4% формалин, остальные группы животных можно фиксировать в 700 спирте. Всех найденных при раскопках животных тут же в полевых условиях записывают в дневник с той точностью определения, которая доступна исследователю. В дневнике дается подробная характеристика участка и места взятия пробы.
Если необходимо произвести количественный учет фауны, то следует заготовить ведомости "Фауна почвы" и вносить в них при раскопках соответствующие данные (Приложение).
Приложение
Форма дневника для описания почвенного разреза
Месяц 200 г.
1. Р. №__________________
2. Область _____________________________ Район __________________________
3. Пункт _______________________________________________________________
_______________________________________________________________________
4. Общий рельеф ________________________________________________________
_______________________________________________________________________
5. Микрорельеф _________________________________________________________
_______________________________________________________________________
6. Положение разреза относительно рельефа и экспозиции _____________________
_______________________________________________________________________
7. Растительный покров __________________________________________________
_______________________________________________________________________
8. Угодие и его культурное состояние ______________________________________
9. Признаки заболоченнрсти, засоленности и другие характерные особенности _______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
10. Глубина и характер вскипания от HCl (слабо/бурно) _______________________
_______________________________________________________________________
11. Уровень почвенно-грунтовых вод _______________________________________
12. Материнская и подстилающая порода ___________________________________
_______________________________________________________________________
13. Название почвы _____________________________________________________
Схема чертежа почвенного разреза | Горизонт и мощность в см | Описание горизонта |
Приложение
Фауна почвы
Число ______________________ Время ______________________________
Место __________________________________________________________
Характер местности ______________________________________________
Тип растительности ______________________________________________
Величина ямы ___________________________________________________
Найденные животные | 1-й слой | 2-й слой | 3-й слой | 4-й слой | Примечания |
Ниже приводится список наиболее часто встречаемых в почве животных и доступных для изучения.
· Нематоды (круглые черви)
· Дождевые черви
· Клещи (красный клещик)
· Многоножки (костянка, кивсяк, многосвяз)
· Прямокрылые (уховертка)
· Хоботные (личинки цикад, тлей)
· Жесткокрылые (личинки восточного хруща, щелкуна; жужелица)
· Чешуекрылые (куколки и личинки)
· Перепончатокрылые (гнезда песчаных ос, шмелей, муравьев).
Выкопанный почвенный разрез подготавливают к описанию. Для этого зачищают лицевую стенку, срезая ровно ножом или лопатой почву сверху вниз, затем стенку подчищают (препарируют) ножом или стамеской, чтобы придать почве естественное сложение, нарушенное при земляных работах. На лицевой стенке на уровне поверхности почвы закрепляют сантиметровую ленту. Почвенному разрезу присваивают номер (имя) и производят его морфологическое описание в соответствии с установленной формой.
Сразу после выкопки почвенного разреза записывают его глубину и определяют материнскую породу. При этом наряду с минералогическим составом, указывают происхождение (генезиз) материнской породы.
В УУОЛ УГЛТУ, в частности, наиболее часто встречаются следующие материнские породы:
Элювий - неотсортированный, малоизмененный материал, встречающийся на верхних частях склонов, водоразделах;
Делювий - отсортированный, наносной материал, встречающийся в нижних частях склонов;
Элювий-делювий - плохо отсортированный, переходный между элювием и делювием материал. Приурочен к средней части склонов. Чаще всего это продукты разрушения гранита, гнейса.
Название почвы дают после изучения профиля, обычно по лицевой, с учетом боковых сторон. Разделяют лицевую стенку на генетические горизонты по цвету, структуре, механическому составу, влажности, плотности и другим морфологическим признакам. Морфологическое описание почвенного профиля начинают с верхних горизонтов.
В лесных почвах на поверхности, как правило, выделяют горизонт мертвых растительных остатков - лесную подстилку (Ао) . Если мощность горизонта лесной подстилки превышает 3-5 см, то его разделяют на ряд подгоризонтов по степени разложения органического вещества Ао´, Ао´´, Ао´´´. У каждого подгоризонта лесной подстилки указываются мощность, цвет, состав и степень разложения. В любых почвах горизонт Ао служит банком мертвого органического вещества. Полное круглогодичное отсутствие лесной подстилки свидетельствует о деградации почвы.
Преобразование мертвого органического вещества и накопление усвояемых растениями питательных веществ происходит в перегнойно-аккумулятивном горизонте А1 который залегает под лесной подстилкой. Для перегнойно-аккумулятивного горизонта характерна густая пронизанность корнями растений. В зависимости от содержания гумуса цвет его изменяется от светло-серого до черного. Перегнойно-аккумулятивный горизонт, как правило, имеет водопрочную, комковатую или зернистую структуру. Другие виды структур этого горизонта свидетельствуют о неблагоприятных почвообразовательных факторах. Например, пьлеватость указывает на сухость почвы, а глыбистость - на переувлажнение. В обоих случаях о сильной степени угнетения перегнойно-аккумулятивного процесса свидетельствует оторфованность.
Следующий, аллювиальный горизонт (А2) имеет индекс 2 не потому, что залегает под горизонтом с индексом 1, а потому, что отличается от вышележащего перегнойно-аккумулятивного горизонта происходящими в нем почвообразовательными процессами, сводящимися к вымыванию как органических, так и неорганических подвижных веществ. В некоторых почвах может отсутствовать. Для элювиального горизонта характерны палево-белесая, серо-белесая, сизо-белесая или белесая окраски, а также плитчатость, чешуйчатость, пылеватость или полная бесструктурность, более легкий механический состав по сравнению с нижерасположенным горизонтом.
Минеральный внутрипочвенный горизонт (В) в почвах, где происходит вмывание подвижных веществ из вышележащих горизонтов (подзолистые, солоди и др.), является иллювиальным. В остальных почвах (дерновые, бурые лесные и т.д.) этот горизонт называют переходным. Горизонт В располагается в средней части профиля и отличается от вышележащих и нижележащих горизонтов бурой окраской, большей плотностью и тяжелым механическим составом, наличием новообразований, ореховатой структурой. Горизонт В в почвоведении - одно из наиболее сложных и сборных понятий. Например, он сочетает как иллювиальные процессы, т.е. процессы вмывания веществ из вышележащих горизонтов, так и метаморфические - приводящие к трансформации минералогического состава на месте. Горизонт В может достигать большой мощности, поэтому его часто подразделяют на подгоризонты В1, В2, В3 и т.д.
Глеевый горизонт (G) - минеральный горизонт, сформировавшийся в условиях постоянного избыточного увлажнения. Для этого горизонта характерны тусклая голубоватая, сизоватая, зеленоватая (оливковая) окраски, иногда с ржавыми пятнами. Структура глеевого горизонта глыбистая, реже зернистая, плотный по сложению, чаще тяжелого механического состава.
Материнская порода (С) - подпочвенный горизонт, т.е. горизонт, лежащий под любым из описанных выше почвенных горизонтов. Этот горизонт слабо изменен процессами почвообразования и обладает чертами, присущими горной породе, из которой он образовался.
Горизонт Д - подстилающая горная порода. Выделяется в том случае, если он по своим свойствам отличается от почвообразующего горизонта С.
Установление границ описанных генетических горизонтов является достаточно сложной задачей, так как некоторые участки почвенного профиля сочетают в себе признаки двух горизонтов. На таких участках выделяют переходные или промежуточные горизонты типа А0 А1 , А1 А2 , А2 В, ВС и т.д. Если в основном горизонте проявляются слабые признаки, не характерные для данного горизонта, например, оглеение в горизонте А1 или вскипание от кислоты в горизонте В, то при обозначении горизонта к основным буквам добавляют индексы, в частности «g » и «к » (А1g и Вк).
После выделения генетических горизонтов приступают к морфологическому описанию каждого из них.
Схематический рисунок разреза должен отражать его основные морфологические особенности. Рисунок окрашивают мазками влажной почвы.
Мощность генетического горизонта определяют по сантиметровой ленте. За исходную точку отчета берут поверхность почвы. В графе указывают верхнюю и нижнюю границы в см.
В колонке «окраска » указывают основной тон, интенсивность и оттенок горизонта. Обычно используют сложные (двойные, тройные) названия типа темно-серый, белесовато-серый и т.д., где на преобладающую (фоновую) окраску указывает последнее слово.
По характеру перехода одного горизонта в другой различают: резкий - окраска одного горизонта меняется на окраску другого на протяжении не более 2 см, ясный - 2-5 см, постепенный - 5-10 см. Иногда почвенные горизонты заходят в другие виды «языков», «затеков» или «карманов».
Механический состав почвы - это относительное содержание в ней частиц разной крупности: камней, песка, глины, пыли. Для определения механического состава почвы в полевых условиях небольшое количество почвы увлажняют и разминают его до тестообразного состояния. Затем раскатывают образец ладонями в шнур диаметром до 3 мм и пробуют свернуть этот шнур в кольцо диаметром до 3 см. Вид образца является показателем механического состава почвы (табл.1).
Таблица 1:Определение механического состава почвы методом мокрого растирания
Структура почвы - это способность ее твердой фазы агрегатироваться и естественно распадаться на комочки различной формы и величины. С точки зрения плодородия наиболее ценными являются водопрочные структурные агрегаты размером 1-3 мм, т.е. не распадающиеся в воде агрегаты, так как они пропитаны и склеены почвенными коллоидами.
Для определения структуры из каждого горизонта берут небольшой образец почвы и подбрасывают его на ладони, пока он не распадется на структурные агрегаты. Затем определяют тип, род, вид структуры (табл.2). Аналогично окраске при описании структуры чаще всего используют сложные названия: комковато-зернистая, ореховато-призматическая, листовато-пластинчатая и т.д. При этом преобладающую структуру отражают также вторым словом.
Таблица 2:Классификация структурных агрегатов в почвах
Сложение почвы - это степень ее плотности и пористости. Различают следующие типы сложения по плотности: - очень плотный - почва не поддается лопате, при копке разреза применяют лом или кирку; - плотный - почва с трудом поддается лопате, с лопаты падает глыбами и распадается на большие комья, нож с трудом входит в почву на 5-6 см; - плотноватый - почва рассыпается или легко разламывается на крупные комки, пластинки, нож входит в горизонт с небольшим усилием; - рыхлый - почва рассыпается на мелкие комочки, нож входит в горизонт без усилий; - рассыпчатый - почва сыпуча, лишена гумуса.
Важным морфологическим признаком почвы являются новообразования - скопления различных веществ, которые формируются и откладываются в ее толще в результате почвообразовательного процесса.
Новообразования - химические соединения встречаются в форме: пленок - тонких высокодисперсионных поверхностных образований на гранях структурных отдельностей, стенках пор и трещин (гумусовые, глинистые, железистые пленки); налетов - рыхлых диффузных пленок в виде выцветов, присыпок, припудривания (легкорастворимые соли, карбонаты, соединения кремния); конкреций - объемных новообразований, твердых, имеющих четкую границу с основной массой почвы; стяжений - в отличие от конкреций, образованных рыхлым материалом и не имеющих четких границ с почвенной массой. Отличаются от основного фона почвы.
Включения - тела органического и минерального происхождения, находящиеся в почве, но не связанные с почвообразовательными процессами (крупные обломки горных пород, галька, валуны, кости животных, раковины, кусочки угля, кирпича, стекла и т.п.). Корни растений являются также включениями, но описываются отдельно и более подробно. При описании отмечают, в частности, их количество, размеры, глубину проникновения.
Влажность почвы - очень изменчивое свойство зависит от погодных условий и описывается только на свежих разрезах. Различают 5 степеней влажности: - сухая почва - пылит, влаги не ощущается, т.е. руку не холодит; - свежая - не пылит, холодит руку, при сжатии образует комки, которые легко распыляются; - влажная - влага ощущается на ощупь, при сжатии слипается, комок увлажняет фильтровальную бумагу, светлеет при подсыхании; - сырая - при сжатии рука сыреет, почва приобретает тестообразную форму, но образующиеся капли воды не просачиваются между пальцами; - мокрая - при сжатии вода сочится между пальцами, вода, кроме того, сочится из стенок разреза.
На основании полученного таким образом описания почвенного разреза приступают к характеристике особенностей почвообразовательного процесса. В условиях Среднего Урала выделяют подзолистый, дерновый, болотный и буроземообразование .
В названии почвы основной почвообразовательный процесс вписывают в строку «тип». Понятие «подтип» обособляется в «типе» группы почв, в которых заметны отдельные признаки, свойственные другим типам.
Понятие «род» используют для характеристики признаков почв, которые связаны с особенностями материнских пород.
Понятие «вид» применяют для обозначения степени развития основного и накладывающегося почвообразовательных процессов.
Название почв, в некоторой степени, должно отражать их плодородие и возможность обработки. Последние два свойства почвы тесно связаны с ее механическим составом. Поэтому под разновидностью почвы понимают механический состав верхних горизонтов.
День 4-5: Получение задания
на картографирование. Анализ.
В четвертый и пятый дни практики по почвоведенью, мы самостоятельно одной бригадой проводили полевое обследование почв в районе одного квартала уральского учебно-опытного лесхоза. Нашей бригаде был дан квартал под номером 13 и 14. На этом квартале мы заложили 10 почвенных разрезов в разных выделах с разными лесорастительными условиями. Так же было заложено 9 прикопов, на которых проверили типы почв в выделах, в которых не было заложено почвенных разрезов. Полученные результаты сведены в таблицы.
Классификация почвенных разрезов 1 -2 м 75 -125 см
Полевое снаряжение почвоведа 1. 2. 3. 4. a) b) Лопаты (совковая, штыковая, малая саперная); HCl Почвенный бур; Лом, кирка – для работы на каменистых и плотных почвах Полевая сумка: Нож, стамеска –препарирования стенки почвенного разреза и отбора образцов; Мерная лента – измерение мощностей почвенных горизонтов. Устанавливают таким образом, чтобы 0 отметка ленты совпадала с поверхностью почвы; c) 10% соляная кислота в капельнице – определение глубины вскипания (наличие в почве карбонатов) ; d) Геологический молоток (если исследуются почвы в горных районах); e) вода, ; f) Напильники и бруски для заточки инструмента; g) Упаковочные материалы для отбора почвенных образцов; h) Фотоаппарат; i) Канцелярские принадлежности; j) Компас, GPS - навигатор измерительная лента, пакеты для взятия образцов.
Способы ориентации в поле Глазомер – способность человека оценивать на глаз, без помощи приборов, расстояние до окружающих предметов и размеры предметов. На дистанции 1 км погрешность составляет 50 %, но на менее дальних расстояниях может не превышать 10 % Установленные глазомерным способам расстояния проверяются по карте или непосредственно измерениями шагами или с помощью систем глобального позиционирования GPS, ГЛОНАС.
Измерение расстояний шагами Обыкновенно длинна шага рана половине человеческого роста, считая до уровня глаз т. е. в среднем 0, 7 -0, 8 м. Чтобы повысить точность измерения необходимо знать длину шага в метрах. Для этого шагами двукратно измеряется заранее известное расстояние (не менее 250 -500 м). Определив таким образом длину своего шага умножают на количество шагов и получают расстояние до объекта
Точность глазомерного определения расстояний во многом зависит от погоды, рельефа местности, характера поверхности, величины и окраски местных предметов
Выбор места заложения разреза Полнопрофильный разрез необходимо закладывать в наиболее характерном месте При заложении разреза необходимо учитывать: 1. Места разрезов следует согласовывать с рельефом и состоянием растительности; 2. На неоднородность почвенного покрова влияет хозяйственное использование территории. В выбранном месте лопатой очерчивают прямоугольник со сторонами приблизительно 150 -200 см в длину и 70 -80 см в ширину. Одна из стенок разреза должна быть обращена к солнцу. Эта стенка носит название «лицевой» . Предназначена она для изучения почвенного разреза.
Заложение и описание почвенных разрезов Боковая стенка Лицевая стенка Ступени Размеры приблизительно 150 -200× 70 -80× 200 см
Подготовка лицевой стенки I II 1. Лицевая стенка выравнивается саперной или штыковой лопатой; 2. препарируется часть лицевой стенки от поверхности до дна разреза
Выделение почвенных горизонтов А В С Ознакомившись с общим изменением морфологических признаков по разрезу почвы выделяют генетические горизонты Строение почвенного профиля отражает основные процессы, происходящие в почвах, и определяет классификационное положение почвы
Определение мощности почвенных горизонтов 0 -37 37 А 10 см 37 -81 44 81 -130 49 В С 10 см
Определение влажности 1. Сухая почва – пылит; 2. Свежая – не пылит, слегка холодит руку; 3. Влажная – сжимается рукою в комки, бумага приложенная к почве быстро сыреет; 4. Сырая – увлажняет руку и прилипает к ней; 5. Мокрая – из стенок разреза сочиться вода; Влажность не является устойчивым признаком той или иной почвы или отдельного горизонта и зависит: üметеорологический условий; üфизических свойств почв; üрастительности;
Определение окраски почв Цвет самый доступный морфологический признак почв, в природной обстановке окраска почв сильно меняется в зависимости от влажности и характера освещения. Нельзя описывать почву рано утром и вечером при низком положении солнца, а также в сыром и влажном состоянии
Определение гранулометрического состава почв Определение гранулометрического состава является важным этапом в описании почвенного разреза. На основании гранулометрического состава устанавливаются низшие таксономические единицы почв – разновидности. Наиболее точное определение ГМС производиться посредством лабораторных методов (методом Качинского с пирофосфатом натрия), ситовой метод. В полевых условиях используют методы: 1. сухого растирания; 2. мокрого растирания; 3. раскатывания (метод шнура);
Классификация механических элементов по размеру (по Н. А. Качинскому) Каменистая часть почвы Гравий Песок: крупный средний мелкий Пыль: крупная средняя мелкая Ил: грубый тонкий Коллоиды Диаметр ЭПЧ, мм Группы ЭПЧ* >3 Скелет (хрящ) 3 -1 1 -0, 5 -0, 25 -0, 05 -0, 01 -0, 005 -0, 001 -0, 0005 -0, 0001 0, 01 Физическая глина
Определение гранулометрического состава методом раскатывания Гранулометрический состав Результат раскатывания в шнур Песок не скатывается в шар Супесь образуются зачатки шнура Легкий суглинок шнур образуется, но распадается на части Средний суглинок сплошной шнур, но при свертывании в кольцо он разламывается на части Тяжелый суглинок шнур сплошной, но при свертывании в кольцо на его внешней поверхности образуются трещинки Глины сплошной шнур, который свертывается в кольцо без трещин. Вид образца после раскатывания
Определение структуры почв Структура – способность почвы распадаться на структурные отдельности, различные по величине, форме, плотности, водо– и механической прочности. При определении структуры используют классификацию разработанную С. А. Захаровым. Структура обычно сильно меняется по профилю. В сырой и мокрой почве определение структуры затруднено, в этом случае структуру определяют в подсушенных образцах
Определение сложения почв Сложение – внешние выражение плотности и пористости почв 1. 2. 3. 4. 5. Рыхлое сложение; Слабоуплотненное сложение; Уплотненное сложение; Плотное сложение; Очень плотное сложение.
Порозность почв 1. тонкопористое – почва пронизана порами диаметром менее 1 мм; 2. пористое – диаметр пор колеблется от 1 до 3 мм; 3. губчатое – в почве имеются пустоты от 3 до 5 мм; 4. ноздреватое, или дырчатое – диаметр пустот колеблемся от 5 до 10 мм; 5. ячеистое – диаметр превышает 10 мм; 6. канальчатое или трубчатое – пустоты в виде каналов, прорытых землероями: слепышами, сусликами, кротами и т
Почвенные разрезы в зависимости от назначения делятся на основные (глубокие), полуразрезы (полуямы) и прикопки. Основной разрез закладывается для выявления типа почвы и должен охватывать всю толщу почвы, включая верхнюю часть горизонта материнской породы. Его глубина определяется глубиной проникновения почвообразовательного процесса и колеблется обычно от 150 до 300 см. Основные разрезы закладывают на всех новых элементах рельефа, при смене растительности и материнских пород. Полуразрезы служат для установления подтипов и разновидностей почв на изучаемой территории и для определения границ распространения различных почв. Глубина полуразрезов 75-100 см. Если при изучении полуразреза выявится новый тип почвы или изменение материнской породы, полуразрез углубляют до полного разреза. Прикопки глубиной 25-75 см делают для установления границ распространения отдельных типов, подтипов и разновидностей почв. Среднее соотношение между основными разрезами, полуямами и прикопками составляет 1:4:5.
Ответственным моментом является выбор места разреза. Разрез должен быть заложен в типичных для исследуемого участка условиях. Нельзя закладывать разрез вблизи дорог, канав, в углах полей севооборотов, по краю сельскохозяйственного угодья (пастбища, выгона, луга), на бугре или в западине, нетипичных для всего участка. Прежде чем заложить разрез, тщательно изучают тот участок, для характеристики которого закладывается разрез. Если исследуемый участок представляет равнину, разрез закладывают в центре равнины. Если исследуется склон, делают полный разрез в средней части склона и полуямы в верхней и нижней частях. Нередко в пределах одного элемента рельефа получает яркое выражение микрорельеф, что особенно часто можно наблюдать на плоских равнинных территориях, причем микрорельеф здесь представлен комплексом едва заметных микроповышений (бугорков) и микропонижений (блюдцеобразных западинок). В этом случае закладывают два разреза: один на микроповышении, второй на микропонижении.
Техника копки разреза . Для разреза намечают прямоугольник длиной 120-150 см и шириной 60-80 см. Короткая сторона разреза служит лицевой стороной, по которой производят описание почвы. Эта сторона должна быть лучше освещена, т.е. должна быть обращена к солнцу. Эту стенку разреза, а также две его боковые стороны делают совершенно отвесными. С четвертой стороны делают ступени для спуска в разрез. Почву при копке выбрасывают налево и направо от лицевой стенки. На одну сторону выбрасывают массу верхнего гумусного горизонта, на другую – массу более глубоких горизонтов. Лицевую сторону разреза недопустимо забрасывать почвой или затаптывать. После окончания работы разрез закапывают, причем массу глубоких горизонтов укладывают вниз, а массу гумусового горизонта – сверху.
После выкопки разреза его местоположение возможно точнее наносят на топогрофическую основу. Основные разрезы обозначают крестиками в кружках, полуямы – кружками, прикопки – точками с обязательным указанием номера. В дневнике ведут порядковую нумерацию всех видов разрезов. Для привязки разреза, т.е. точного нанесения его местоположения на топографическую основу, прежде всего, ориентируются на местности по карте при помощи компаса. Карту ориентируют по компасу таким образом, чтобы северный конец стрелки компаса совпадал с «С» по стрелке на карте. Затем, взяв по компасу направление на разрез от какого-либо хорошо заметного ориентира (пересечение дорог, угол поля севооборота, постройки), определяют расстояние между ними и по измерительной линейке откладывают в соответствующем направлении это расстояние. Расстояние определяют глазомерно – шагами, установив предварительно цену шага (величину его в сантиметрах). Можно пользоваться методом засечек. На небольшом листе восковки ставят произвольную точку и от нее через визирную масштабную линейку проводят линии на два ориентира. Затем восковку накладывают на топографическую основу так, чтобы каждое из этих направлений прошло через соответствующий знак ориентира. Точка пересечения направлений является точкой местоположения разреза; ее перекалывают с восковки на карту.
На карте и в полевом дневнике ставят номер разреза и описывают его. В дневнике отмечают порядковый номер разреза и его местоположение; точно указывают элемент рельефа и микрорельефа, на котором заложен разрез (например, равнина, блюдцеобразная западина или средняя часть пологого склона); подробно описывают растительность (ее состав, густоту, высоту и состояние), а также тип сельскохозяйственного угодья; описывают материнскую и подстилающую породы с указанием механического состава, наличия валунов, карбонатной щебенки, легкорастворимых солей. Отмечают уровень почвенно-грунтовых вод, их качество и характер заболачивания (оглеения) – поверхностное или грунтовое. Отмечают также степень эродированности (смытости) почвы, а на пашне описывают характер ее поверхности (выровненность, глыбистость, трещиноватость, наличие корки) и степень каменистости. Если на поверхности пашни камни (валуны) составляют менее 10%, каменистость считается слабой, при 10-20% – средней, а больше 20% – сильной.
Вычерчивают профиль участка и крестиком показывают местоположение разреза. Если разрез заложен на склоне, нужно указать экспозицию и крутизну склона, измерив ее в градусах. Склон считается очень пологим при крутизне менее 1°, пологим – 1-3°, покатым – 3-5°, сильнопокатым – 5-10°, крутым – 10-20°, очень крутым – 20-45°, обрывистым – более 45°.
Лицевую сторону разреза препарируют ножом или небольшой лопаткой таким образом, чтобы получить ее естественный излом. По характеру окраски, новообразований, сложения и другим морфологическим признакам выделяют генетические горизонты, границы между ними прочерчивают ножом. Затем укрепляют матерчатый метр по стенке разреза так, чтобы нулевое деление его совпадало с верхним уровнем почвы, и измеряют мощность каждого горизонта и глубину всего профиля. В дневнике зарисовывают профиль цветными карандашами, показывают глубину проникновения и характер развития корневой системы, отмечают новообразования, после чего исследуют вскипание и оглеение.
Пробу на карбонаты проводят следующим образом. По всей глубине, через каждые 10-20 см, берут ножом небольшие кусочки почвы и смачивают каждый несколькими каплями 5%-го раствора НСl, наблюдая выделение пузырьков СО 2 . При отсутствии видимого глазом вскипания следует проверить наличие вскипания на слух, так как при небольшом содержании карбонатов почва под действием кислоты лишь потрескивает. Установив глубину вскипания образца с точностью до 10-20 см, ее уточняют, беря пробы через каждые 2-3 см вверх от первоначально найденной глубины. Для определения оглеения на вынутых из разреза кусочках почвы делают пробы с красной кровяной солью. Посинение свидетельствует о наличии закисных форм железа. Глубины вскипания и оглеения отмечают в полевом дневнике. Затем приступают к морфологическому описанию каждого горизонта, отмечая его цвет, влажность, механический состав, характер распространения корневой системы, структуру, сложение (плотность, порозность и трещиноватость), новообразования, включения, характер перехода одного горизонта в другой. Морфологическое описание необходимо делать очень тщательно и полно. Зарисовку профиля можно делать мазками влажной почвы из соответствующих генетических горизонтов. После морфологического описания определяют тип, подтип и разновидность почвы и отмечают в дневнике полное ее название.
Дневник-отчёт
о прохождении учебной практики
по учебной дисциплине «Почвоведение»
специальность 2 -750101
«Лесное хозяйство»
Составили учащиеся 25 группы: бригада №2
Клыковская И.А.
Киреева В.В.
Коновалова Е.В.
Кутузов Д.А.
Лазарёнок А.И.
Лучинович С.А.
Монтик В.Д.
Руководители:
Конаш Е.А.
Храповицкая Н.А.
Полоцк 2016
ДНЕВНИК
| № п./п. | Дата | Содержание выполненных работ | Объем работы |
| 26.05.2016 | Инструктаж по ТБ, полевое исследование почв путем закладки основного разреза в лесу. Изучение морфологических признаков и химических свойств дерново-подзолистых почв. | 1 почвенный разрез | |
| 27.05.2015 | Полевое исследование почв путем закладки контрольного почвенного разреза. Изучение морфологических признаков и химических свойств дерново-подзолистых почв. | 1 почвенный разрез | |
| 28.05.2016 | Полевое исследование почв путем закладки почвенных прикопок, определение границ почвенных разностей. | прикопок | |
| 20.06.2016 | Камеральная обработка материалов. Составление абриса. | абрис, планшет. | |
| 21.06.2016 | Производительный труд: уход за сеянцами и саженцами в УО | уход за сеянцами и саженцами в УО | |
| 22.06.2016 | Подготовка дневника-отчета. Составление почвенной карты. Сдача дневника-отчета. | дневник-отчет, почвенная карта |
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
· Приобрести навыки проведения полевого исследования почв путем закладки почвенных разрезов и прикопок.
· Научится оформлять документацию по итогом полевого исследования.
· Выработать умения на основании полевых исследований, составить рекомендации производства по улучшению плодородия и лесорастительных свойств почвы.
· Обследовать участок леса квартала № 308, с помощью почвенного разреза и прикопок.
· Сделать вывод о плодородии исследуемой почвы, составить почвенную карту по итогом полевого исследования и рекомендации по использованию и улучшению плодородия исследуемых почв.
· Приобрести навыки самостоятельной работы в бригаде, умения распределять обязанности и работать слаженно по обследованию конкретного лесохозяйственного объекта.
· Применить на практике знания по определению вида почв и границ почвенных разностей.
МЕТОДИКА ПОЛЕВОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЧВЫ
Рациональное и эффективное использование почв в каждом лесхозе возможно только при достаточном знании практически важных свойств и особенностей почв данного хозяйства. Цели и задачи почвенных исследований в каждом случае могут быть самые различные. Исследование почвы может проводиться для правильного размещения удобрений, в целях основания новых земель. Главное исследование должны подчиняться следующим основным требованиям:
1. Дать агропроизводственную характеристику определенных почвенных разновидностей, встречающихся на исследуемой территории, для правильной ориентировки при решении практических вопросов по использованию почв в лесном хозяйстве.
2. Дать научное обследование системы агромероприятий, с помощью которых можно улучшить лесорастительные свойства почвы.
Мы исследовали почву с целью установления границ почвенных разновидностей, составления почвенной карты для определения необходимых агрохимических и лесохозяйственных мероприятий по улучшению лесорастительных свойств почвы исследуемого участка.
СНАРЯЖЕНИЕ И ОБОРУДОВАНИЕ
При закладке основного почвенного разреза мы использовали следующее снаряжение и оборудование:
1. Хорошо отточенную стальную лопату для закладки почвенного разреза.
2. Топор для удаления корней из почвенного разреза.
3. Складной метр для измерения длинны и ширины почвенного разреза.
4. Деревянный ящик для взятия почвенных монолитов.
5. Универсальный индикатор и прибор Н.А. Алямовского для определения реакции среды (рН).
6. Пробирки, бумажные фильтры, лейка, колба с водой для определения качественных реакций.
7. Азотнокислое серебро для определения наличия ионов хлора.
8. Раствор хлористого бария для определения наличия ионов SO 4 2- .
9. 10%-ый раствор соляной кислоты для определения наличия карбонатов в почве.
10. Чистый лист бумаги формата А4 для зарисовки почвенных горизонтов.
11. Линейка для определения мощности генетических горизонтов.
Полевое обследование почв проводится с целью изучения почвенного покрова земель гослесфонда, бонитировки почв, получения характеристики условий произрастания древесных пород.
Результаты почвенного обследования используются для организации и планирования лесного хозяйства, разработки мер по повышению продуктивности лесов, определению методов возобновления леса и создания лесных культур, повышения плодородия почв.
При выполнении работ применяют сплошное и частичное обследование. Сплошное - проводится в крупных лесных массивах с одновременным составлением почвенной карты, частичное - на пробных площадях, почвенные карты составляются не всегда.
Почвенные карты бывают в зависимости от масштаба - мелко-, средне- и крупномасштабные, а также детальные и специальные.
Мелкомасштабные
отражают почвенный покров области,республики, страны; среднемасштабные -
почвенный покров отдельных районов; крупномасштабные
отдельных хозяйств. Детальные карты составляют для наиболее ценных лесных массивов, лесных питомников, лесосеменных участков и т.д.
Специальные почвенные карты - картограммы - отражают важнейшие особенности покрова содержание гумуса, азота, фосфора, кислотности и др. все работы по исследованию почв делятся на три периода:
1. Подготовительный
2. Полевой.
3. Камеральный.
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД
Основная цель подготовительного периода: ознакомиться со всеми материалами, характеризующими факторы почвообразования: климат, растительность, рельеф, материнские породы и хозяйственная деятельность человека. Также в этот период определяют объем работ, сроки их выполнения, предварительный план закладки почвенных разрезов, намечают предварительные места закладки почвенных разрезов и прикопок. Подбирают необходимое оборудование для полевого исследования: лопата, топор, нож, компас, ящики для монолитов, мешочки или оберточная бумага для образцов, этикетки,
прибор Алямовского, набор химических реактивов для проведения химических анализов.
ПОЧВЕННЫЕ РАЗРЕЗЫ, ИХ ВИДЫ И НАЗНАЧЕНИЯ
Почвенный разрез – это яма, шириной 60-80 см, длинной 1,5-2,0 м, глубина должна соответствовать длине.
Почвенные разрезы бывают:
● основными;
● контрольными;
● прикопки;
Основной разрез закладывается на всю глубину с целью изучения морфологических признаков и химических свойств почв.
Контрольный разрез закладывают на глубину 1,3-1,58 м с целью подтвердить данные, полученные при закладке основного разреза.
Прикопки закладывают для установки границ почвенных разностей. Они вскрывают 2-3 верхних горизонта (50-60 см), закладываются по периметру и диагоналям участка через 10 метров.
Рисунок 1. Основной почвенный разрез