Контрольная работа по дисциплине Почвоведение - файл n1.doc

Контрольная работа по дисциплине Почвоведение
скачать (99 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc99kb.01.06.2012 13:11скачать

n1.doc

Основные свойства, определяющие плодородие почв

Значение почвы как основного средства сельскохозяйственного производства определяется ее основным свойством — плодородием. Под плодородием понимают способность почвы удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, воздухе и тепле для нормального роста и развития.

Свойства, определяющие уровень плодородия почвы:

1) Химический состав и физико-химические свойства: высокое содержание гумуса и доступных для растений форм азота, фосфора, калия и других питательных элементов, наличие микроэлементов, близкая к нейтральной реакция среды, насыщенность ППК преимущественно кальцием, низкое содержание поглощенного водорода, отсутствие поглощенного натрия и избытка легкорастворимых солей.

2) Физические свойства: агрономически ценная водопрочная зернистая или комковатая структура, высокая пористость, обеспечивающая аэрацию, хорошая впитывающая и водоудерживающая способность и др.

Не менее важны и другие физические свойства почвы; например, механический состав. Песок, супесь, суглинок, глина обладают разным плодородием в одинаковых условиях. В них по-разному корень контактирует с почвой, неодинакова доступность воды при прочих равных условиях, в природе на них образуются разные биогеоценозы и т. д. Механический состав определяет многие другие свойства почвы, такие, как водопроницаемость, плотность, твердость. Недаром Н. А. Качинский, посвятивший всю жизнь изучению механического состава почв, говорил, что почвенное плодородие — это в первую очередь благоприятный водный и тепловой режимы, которые, естественно, в значительной степени зависят от физических свойств почвы, в частности от механического состава.

3) Благоприятный гидротермический режим, обеспечивающий теплом и влагой оптимальное развитие растений в течение всего вегетационного периода. Тепловые условия характеризуются суммой температур выше 10 °С в слое почвы 0...20 см, длительностью вегетационного периода (выше 10 °С) на той же глубине, а также длительностью и глубиной промерзания почв. Наиболее благоприятный водно-воздушный режим создается при оптимальном содержании влаги (около 60 % ПВ) и кислорода (12...25 %) в составе почвенного воздуха.

4) Биологические свойства: высокий уровень микробиологической активности различных групп микроорганизмов, обусловливающих процессы гумификации и мобилизации элементов питания растений в доступной для них форме.

Механический и микроагрегатный состав почвы

Под механическим элементом почвы следует понимать обособленные куски, кусочки (осколки) пород и минералов, а также аморфных соединений в почве, все элементы которых (последних) находятся в химической взаимосвязи. Механические элементы, близкие по размерам, объединяются во фракции. Совокупность механических фракций представляет механический состав почвы.

Группировка механических элементов по размерам называется классификацией механических элементов. В нашей стране у почвоведов широко применяется классификация проф. Н. А. Качинского (табл. 1).

Таблица 1 - Классификация механических элементов почв (Н. А. Качинский, 1958)

Название механических элементов

Размер механических элементов в мм

Камни

> 3

Гравий

3-1

Песок крупный

1-0,5

Песок средний

0,5-0,25

Песок мелкий

0,25-0,05

Пыль крупная

0,05-0,01

Пыль средняя

0,01-0,005

Пыль мелкая

0,005-0,001

Ил грубый

0,001-0,0005

Ил тонкий

0,0005-0,0001

Коллоиды

< 0,0001

Физическая глина

< 0,01

Физический песок

> 0,01

По преобладанию частиц той или иной крупности почвы относят к песчаным, суглинистым, глинистым разновидностям и т.д. В почвоведении принята классификация почв по механическому составу, разработанная Н. А. Качинским, по которой все почвы подразделяются на категории в зависимости от содержания в них физической глины, т. е. частиц размером менее 0,01 мм (табл. 2).

Таблица 2 - Классификация почв по механическому составу (Н. А. Качинский, 1958)

Название почв по механическому составу

Содержание физической глины (частиц с d < 0,01 мм) в %:

в почвах подзолистого типа почвообразования

в почвах степного типа почвообразования, а также красноземах и желтоземах

в солонцах и сильносолонцеватых почвах

Песок рыхлый

0-5

0-5

0-5

Песок связный

5-10

5-10

5-10

Супесчаные

10-20

10-20

10-15

Легкосуглинистые

20-30

20-30

15-20

Среднесуглинистые

30-40

30-45

20-30

Тяжелосуглинистые

40-50

45-60

30-40

Легкоглинистые

50-65

60-75

40-50

Среднеглинистые

65-80

75-85

50-65

Тяжелоглинистые

> 80

> 85

> 65


Так, глинистыми почвами 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% и т. д.

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 генезиса (происхождения) почвы, так как механический состав зависит не только от состава материнской породы, но и от процессов почвообразования, происходящих в почве.

Распределение илистой фракции по профилю почвы является хорошим показателем наличия процессов образования вторичных глинистых минералов (т. е. оглинения почвы). В горизонтах оглинения увеличивается содержание илистых частиц по сравнению с их содержанием в почвообразующей породе, что дает основание для выделения метаморфических горизонтов в почвенном профиле. Характер распределения илистой фракции в почве указывает в некоторой степени на интенсивность и качественную направленность процессов почвообразования.

Механический состав почвы является важной характеристикой, необходимой для определения производственной ценности почвы, ее плодородия, способов обработки и т. д. От механического состава почвы зависят почти все физические и физико-механические свойства почвы: влагоемкость, водопроницаемость, порозность, воздушный и тепловой режим, водоподъемная сила и др. В полевых условиях при определенных навыках механический состав можно определить и без специального оборудования, так как почвы различного механического состава отличаются некоторыми механическими свойствами, которые нетрудно определить в поле.
Емкость поглощения, степень насыщенности почв основаниями. Буферность почвы и ее значение в свойствах почв.
Емкость поглощения почвы - количество способных к обмену поглощенных катионов, содержащихся в 100 г почвы. Мелкодисперсные частицы твердой фазы почвы обладают способностью адсорбировать (поглощать) на своей поверхности растворимые вещества. При определенных условиях последние снова переходят в почвенный раствор, то есть идет десорбция. В процессе поглощения катионов в раствор переходит из твердой фазы почвы некоторое количество других катионов, поэтому такого типа поглощение называют обменным поглощением катионов. Способность почвы к реакциям обменного поглощения называется обменной поглотительной способностью почвы. Величина емкости поглощения — важный признак, характеризующий поглотительную способность почв. Более высокой величиной емкости поглощения обладают черноземные почвы — 40-60 миллиэквивалентов на 100 г почвы. У почв дерново-подзолистых она ниже — 10-15, а у песчаных почв — еще меньше: 5-7 миллиэквивалентов на 100 г почвы. Таким образом, почвы с большим содержанием органических и минеральных коллоидов обладают большей емкостью поглощения. На степень поглощения растениями питательных элементов существенно влияет рН почвы, ее структура, аэрация, наличие влаги и содержание элементов-антагонистов.

Степень насыщенности почвы основаниями. Реакция почвенного раствора зависит не только от размеров обменной и гидролитической кислотности, но и от степени насыщенности почвы основаниями. Если величину гидролитической кислотности почвы обозначить буквой H, а суммарное количество поглощенных оснований (Са, Мg, К, Nа и др.) — буквой S, то сложение их дает общую емкость поглощения почвы (Т) в мг*экв. на 100 г:
S + Н = T


Сумма поглощенных оснований (S), выраженная в процентах от емкости поглощения (Т), называется степенью насыщенности почвы основаниями и обозначается V:

V = (S/T)*100, или V = S\(S+H)*100


Степень насыщенности показывает, какая часть общей емкости приходится на поглощенные основания и какая — на гидролитическую кислотность. Величина степени насыщенности основаниями — важный показатель для характеристики поглотительной способности и степени кислотности почвы. Если гидролитическая кислотность двух почв одинакова и равна 4 мг*экв. на 100 г, но емкость поглощения первой почвы 8, а второй почвы 20 мг*экв., то в первой почве на 4 мг*экв. гидролитической кислотности приходится только 4 мг*экв. поглощенных оснований и степень насыщенности ее равна 50 %, а во второй почве на те же 4 мг*экв. гидролитической кислотности приходится 16 мг*экв. поглощенных оснований и степень насыщенности основаниями равна 80 %. Несмотря на равную величину гидролитической кислотности, первая почва с меньшей степенью насыщенности основаниями будет относительно более кислой. Она сильнее нуждается в устранении кислотности, например, известкованием, чем вторая почва, у которой кислотность составляет лишь небольшую часть всей емкости поглощения. Третья почва имеет такую же степень насыщенности основаниями (50 %), как и первая, но емкость поглощения и гидролитическая кислотность у них различные. Несмотря на одинаковую степень насыщенности, третья почва с более высокой гидролитической кислотностью требует больше извести, чтобы реакция этой почвы сравнялась с реакцией первой почвы.

Буферность почвы. Буферной способностью, или буферностью, называют способность почвы противостоять изменению реакции почвенного раствора.

Различают буферную способность почв против подкисления и против подщелачивания. Буферность зависит от свойств почвенных коллоидов, емкости поглощения, состава поглощенных катионов и свойств почвенного раствора.

Если в почве появляется кислота, то ее водородный ион обменивается на поглощенные катионы и оказывается связанным с твердой фазой почвы.

При взаимодействии почвы с щелочью происходит реакция обмена между катионами щелочи и катионами водорода или алюминия поглощающего комплекса.

Почвы, в поглощающем комплексе которых имеются обменные катионы водорода или алюминия, способны нейтрализовать щелочь, то есть обнаруживают буферность в щелочную сторону.

При наличии большого количества катионов Са2+, Mg2+, Na+ создается значительная буферность в кислую сторону.

Чем больше в почве коллоидов, тем выше ее буферность. Тяжелые почвы с высоким содержанием гумуса обладают большой буферной способностью, легкие и малогумусные — слабобуферны. Органические удобрения способствуют увеличению буферности почвы и уменьшению резких сдвигов реакции почвенного раствора при внесении высоких доз физиологически кислых и физиологически щелочных минеральных удобрений, что способствует повышению урожайности сельскохозяйственных культур и улучшению свойств почвы.
Значение водного баланса в проектировании мелиоративных предприятий
Водный баланс — количественное выражение круговорота воды в атмосфере, гидросфере, на Земле в целом или отдельных её районах. Характеризует все формы прихода и расхода воды в жидком, парообразном и твёрдом (лёд) состояниях. Для суши земного шара (имеющей сток в океан) испарение равно количеству выпадающих осадков за вычетом речного стока и подземного стока в океан (минующего речную сеть), для Мирового океана — атмосферным осадкам, речному стоку и притоку подземных вод с материков, для замкнутых ("бессточных") областей суши и всей Земли в целом испарение соответствует осадкам. Для балансовой оценки возобновимых в процессе круговорота воды водных ресурсов крупных территорий и прогноза изменений водного баланса используются уравнения:
R = U + S; W = Р — S = Е + U; Р = U + S + Е, где

U — подземный сток в реки из зоны активного водообмена земной коры;

S — поверхностный (паводочный) сток;

W — валовое увлажнение территории (в общем виде — ресурсы почвенной влаги);

R — речной сток;

R — атмосферные осадки;

Е — испарение.
Водный баланс озёр определяется по притоку поверхностных, подземных вод и поступающих на акваторию атмосферных осадков, а также расходных частей — речного стока из озёр и испарения с их поверхности. При этом учитывается изменение уровня озёр за рассматриваемый интервал времени. Аналогичная схема применяется для расчёта водного баланса водохранилищ.

Приходная часть баланса подземных вод определяется по инфильтрации атмосферных осадков, питанию из других водоносных горизонтов, фильтрации вод рек, озёр, каналов и водохранилищ; расходная часть — по подземному стоку из данного водоносного горизонта. При расчёте водного баланса ограниченного участка пласта подземных вод принимаются во внимание также приток из расположенной выше части этого пласта и расход воды в нижележащую его часть. Для грунтовых вод, расположенных близко к поверхности, учитывается в качестве прихода конденсация влаги, а в качестве расхода — испарение с водоносного горизонта. Водный баланс подвержен естественным многолетним и сезонным колебаниям, а также изменениям в результате деятельности человека.

Использование речных, озёрных и подземных вод для орошения, водоснабжения населения и промышленности изменяет соотношение элементов водного баланса. Агротехнические и агролесомелиоративные меры повышают инфильтрационную способность почвы, что уменьшает поверхностный сток с полей, увеличивает ресурсы почвенной влаги, её испарение и транспирацию, а также несколько усиливает питание грунтовых вод. Развитие городов, строительство промышленных предприятий и дорог уменьшают инфильтрационные свойства почвы, увеличивают поверхностный сток и ослабляют питание подземных вод. Уровень грунтовых вод существенно изменяется под влиянием мелиоративных мероприятий, откачки подземных вод из шахт и карьеров.
Расчёт водного баланса проводится при прогнозе водопритоков в шахты и карьеры, при проектировании и разработке мероприятий по управлению водным режимом на горнодобывающих предприятиях. Элементы водного баланса измеряются на гидрометеорологических и гидрогеологических станциях.
Актуальность изучения засоленных почв
Проблема диагностики и оценки засоления почв, несмотря на длительную историю изучения, до сих пор остается мало изученной. Для этого существует ряд объективных причин. В масштабах Земли наблюдается значительное разнообразие засоленных почв. И главное – это отсутствие единых методов и критериев оценки засоленных почв, и особенно солончаков. Критерии оценки засоления почв разработаны применительно к каждому из методов. Существует необходимость более объективной оценки засоленных почв, учитывающей их свойства и особенности.

Главным критерием оценки физического состояния почвы является соответствие комплекса почвенных свойств характеру функций, выполняемых почвой в конкретном ландшафте. В этом контексте наибольшую актуальность приобретают вопросы количественной оценки засоленных почв. Это значит, что, прежде всего, необходимо установить как, и в какой степени влияет количество солей на выполнение почвой своих экологических функций через изменение физических свойств.

Солевое состояние оказывает заметное влияние на физические и водные свойства почвы (Панкова, Мазиков, 1985; Бреслер, 1979; Воронин, 1986; Судницын, 1979; Глобус, 1987 и др.). Именно поэтому распределение водно-физических свойств по профилю и в пространстве на территориях, имеющих различные почвенно-климатические, гидрологические и гидрохимические условия индивидуально. Это связано, с одной стороны, с тем, что вода принимает непосредственное участие в процессах переноса и распределения солей. С другой стороны, основные параметры процессов влаго- и солепереноса напрямую зависят от физических свойств почвы, которые изменяются под действием растворимых солей. Физические свойства, процессы влаго-, воздухо- и теплопереноса в засоленных почвах имеют свою специфику, отличающуюся от процессов в незасоленных почвах (Шеин, 2008). Соответственно и растительный покров реагирует не только на содержание и состав солей, а на формирующиеся за счет изменения состава и содержания солей физические условия роста и развития, а именно на наличие в почве доступной влаги, воздуха, тепла. Особая роль здесь принадлежит физическим свойствам, определяющим транспортную функцию почвы.

В связи с ростом антропогенных нагрузок, деградация почв является одной из самых актуальных и требующих незамедлительного вмешательства проблем нашего времени. Засоление почв выделено, как один из наиболее существенных типов деградации почв с учетом реальной встречаемости и природно-хозяйственной значимости последствий. Засоление почв приводит к физической деградации земель и дальнейшему выводу их из сельскохозяйственного использования. В свою очередь физическая деградация почв служит спусковым механизмом для большого количества природных катастроф. Повсеместное увеличение площадей засоленных почв и сокращение вследствие этого пахотных угодий вызывает необходимость экологической оценки засоленных почв с точки зрения их экологического состояния. К сожалению, сама методология исследования и изучения физических свойств и режимов засоленных почв остается слабо разработанной, так как ряд свойств в засоленных почвах достоверно определить традиционными методами почвоведения и экологии невозможно. На сегодняшний день актуальной задачей является разработка системы почвенных признаков для экологической оценки засоленных почв с учетом их многофункциональной значимости в аридных регионах.
Почвы Предуральской степной зоны РБ, их свойства, приемы охраны и воспроизводства их плодородия
Преобладающие почвы Предуральской степной зоны Республики Башкортостан – типичный карбонатный чернозем, отличающийся от других подтипов черноземов рыхлым содержанием. Такому сложению способствует высокое содержание карбонатов в этих почвах. Количество фосфора в целом невысокое. Следует отметить, что преобладающая часть фосфорных соединений почв находится в связанном, труднодоступном для растений состоянии. Содержание гумуса в пахотном слое составляет около 6 %, что ниже среднестатистических данных для этих черноземов. В гумусе этих почв преобладают гуминовые кислоты. Содержание калия в пахотном слое опытного участка повышенное. Реакция почвенного раствора и солевой вытяжки нейтральная. Сумма поглощенных оснований достаточно высокая 54-56 мг/экв., степень насыщенности основаниями - 96-98 %. Обогащенность гумуса азотом средняя, с глубиной она постепенно снижается.

Район, особенно в северной части, сильно освоен и густо заселен. Сохранившиеся природные комплексы сильно трансформированы. Факторы угрозы биоразнообразию и ухудшения экологической ситуации на лицо: чрезмерный выпас, эрозия почв, выпас в лесах, загрязнение и заиливание рек.

Для предотвращения дальнейшего развития деградации почв в современных системах земледелия приобретают особую актуальность вопросы научного обоснования и разработки ресурсосберегающих почвозащитных технологий, обеспечивающих воспроизводство плодородия черноземов и повышение продуктивности сельскохозяйственных культур.

В решение проблемы воспроизводства плодородия черноземов в земледелии Южного Урала значительный вклад внесли В.Н.Богомолов (1954), М.М.Туровцев (1957), Х.Я.Тахаев (1959), Г.С.Смородин (1960), Н.Тайчинов (1963), Г.А.Скляров (1964), Г.Н.Лысак (1968), М.Н.Бурангулова (1967), Ф. Ш.Гарифуллин (1975), В.К.Гирфанов (1975), Ф.Х.Хазиев (1976), А.Ш.Ишемьяров (1982), А.Х.Мукатанов (1982), М.Б.Амиров (1991), И.К.Хабиров (1993), К.Б Магафуров (1996) и другие исследователи.

Исследования по теме диссертации выполнялись в Башкирском государственном аграрном университете в 1984-1999 гг. в соответствии с программой работ ВАСХНИЛ и РАСХН на период до 2000 г. по научно-техническим заданиям 0.CX.31 «Усовершенствовать зональные системы обработки почвы и разработать способы ее минимализации», Федеральной целевой программой Минсельхозпрода России «Плодородие», а также целевой программой Минсельхозпрода Башкортостана и АНБ «Разработка научных основ ландшафтной системы земледелия, эффективных приемов воспроизводства плодородия почв, совершенствование приемов защиты растений, адаптивных технологий и создание высокопродуктивных культур по природным зонам Башкортостана» .

В результате исследований для Южного Предуралья проведено обоснование приемов воспроизводства плодородия эродированных черноземов комплексно рассмотрены биологические и ресурсосберегающие приемы регулирования плодородия черноземов выщелоченных, соответствующие требованиям экологической и продовольственной безопасности (внесение соломы и сидерата на фоне минимализации обработки почвы).

Установлено, что черноземы выщелоченные, сформированные на склонах Республики Башкортостан характеризуются неблагоприятными агрофизическими свойствами, сильно отличающимися от установленных оптимальных параметров. Минимализация обработки почвы, применение органических и минеральных удобрений, мульчирование соломой приводят к улучшению агрофизических свойств черноземных почв и повышению продуктивности севооборота. Комбинированная или безотвальная система обработки на фоне применения сидератов, соломы и полного минерального удобрения, улучшая плодородие выщелоченных черноземов, способствует оптимизации их структурно-агрегатного состава и продуктивности культур в севообороте.

Библиографический список


  1. Ганжара Н.Ф. Почвоведение - М. : Агроконсалт, 2001. – 392с.

  2. Качинский Н.А. Физика почвы – М.: Высшая школа, 1965. – 323с.

3. Почвоведение. Коллектив авторов под ред. Кауричева И.С. – М.: Агропромиздат, 1989. – 719с.






Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации