Краткое изложение лекционного материала по курсу «География почв с основами почвоведения»

Составил доцент кафедры физической географии

БГПУ им. Максима Танка

кандидат сельскохозяйственных наук

Лепешев А. А.

Лекция 1 (2 часа)

Почвоведение – наука о почвах, их образовании (генезисе), составе и свойствах, закономерностях географического распространения, о формировании и развитии главного свойства почвы – плодородия.

Как научная дисциплина почвоведение сформировалась в конце 19 века благодаря трудам выдающихся русских ученых: В. В. Докучаева, П. А. Костычева и Н. М. Сибирцева.

Первое определение почвы дал В. В. Докучаев: «Почвой следует называть «дневные» наружные горизонты горных пород естественно измененные совместным воздействием воды и воздуха и различного рода живых организмов, живых и мертвых».

Генезис почв В. В. Докучаев основывал на следующих факторах почвообразования: горные породы и их преобразование под воздействием растительных и животных организмов в различных условиях климата и рельефа.

Почвоведения является широкой естественнонаучной дисциплиной. В изучении процесса почвообразования и свойств почвы она тесно связана с геологией, минералогией, физикой, химией, физической географией, геоботаникой, микробиологией, биохимией и др.

Наиболее важными разделами почвоведения являются: генезис и классификация почв, физика, химия, минералогия почв, география и картография почв.

Интерес человека к почве отмечается с самого начала цивилизации. Изучение и появление эмпирических сведений о почве началось с возникновением земледелия приблизительно 10 тыс. лет тому назад.

Ко 2-1 тысячелетиям до н. э. относятся сведения о способах улучшения почв (пескование тяжелых почв), осушение и орошение, проведение мероприятий по борьбе с вторичным засолением.

В период средневековья серьезные исследования почвенного покрова были проведены в Византии, Китае, Германии Италии. В 18 веке появились работы о почвах М. В. Ломоносова, позднее В. Н. Тотищева, М. Г. Ливанова, А. Т. Болотова, И. И. Лпехина, П. С. Паласа. Следует отметить и таких известных русских почвоведов как А. В. Соловьева, В. И. Вернадского, П. И. Просалова, М. М. Сибирцева и др.

Основателям белорусской школы почвоведения является Я. Н. Афанасьев (1877 – 1937). Его последователями были П. А. Кучинский, П. П. Роговой, Н. П. Булгаков, А. Г. Медведев, И.С. Лупинович, С. Г. Скоропанов. В более поздний период почвенную науку в Беларуси развивали Т. Н. Кулаковская, С. Н. Иванов, Н. И.Смеян, Т. А. Романова.

Лекция 2 (2 часа)

Факторы почвообразования

Учение о факторах почвообразования является по выражению самого В. В. Докучаева краеугольным камнем почвоведения как науки.

К пяти факторам почвообразования, установленным Докучаевым – почвообразующим породам, рельефу, климату, биологическим и времени добавлены воды (почвенные и грунтовые), а так же хозяйственная деятельность человека.

С учетом этих добавлений докучаевское определение почвы можно выразить в виде формулы, показывающей функциональную зависимость почвы от почвообразующих факторов во времени.

П=f(П., П. П., Р. О., Ж. О., Э. К., Р., В., Д. Ч.)t

Где: П – почва;

П. П. – почвообразующие породы;

Р. О. – растительные организмы;

Ж. О. – животные организмы;

Э. К. – элементы климата;

Р. – рельеф;

В. – воды;

Д. Ч. – деятельность человека;

t – время.

Почвообразующие породы

Почвообразующие (материнские) породы в формировании почв игра ют одну из важнейших ролей, а именно:

1. Субстрат для поселения живых организмов.

2. Выполняют роль твердой фазы – каркаса в вертикально-профильном строении почвенного тела и определяют исходные составляющие почвы: минеральную, химическую, физико-химическую и др.

Почвообразующие породы влияют на исходный уровень плодородия почв и служат своеобразным банком и резервом обогащения почвы новыми порциями первичных и глинистых минералов различного химического и механического состава.

Материнские породы обуславливают следующие важнейшие свойства почв:

1. Гранулометрический состав

2. Химический и минералогический состав

3. Физические и физико-химические свойства почвы

4. Водно-воздушный, тепловой и пищевые резервы почвы

По генезису почвообразующие породы разделяются на:

• Элювиальные

• Делювиальные

• Аллювиальные

• Пролювиальные

• Ледниковые отложения (моренные, флювиогляциальные, озерно-ледниковые)

• Эоловые

• Морские четвертичные

• Покровные суглинки

• Лессы

• Органогенные

Лекция 3 (2 часа)

Биологические факторы почвообразования и органическая часть почвы

Наиболее существенными факторами почвообразования являются животные и растительные организмы – особые компоненты почвы. Их роль заключается в огромной геохимической работе. В системе «почва – растение» происходит постоянный биологический круговорот веществ, в которых растения играют активную роль. Начало почвообразования всегда связано населением на минеральном субстрате организмов.

В почве обитают представители четырех царств живой природы – растения, животные, грибы и микроорганизмы. Микроорганизмы готовят биогенный материал – субстрат для поселения высших растений, основных продуцентов органического вещества.

Высшие растения являются генератором органического вещества. Лесной опад вместе с грубым гумусом образует подстилку типа МОР (хвойные леса).

В смешанных и широколиственных лесах в гумусообразовании принимают участие опад и травянистая растительность. Кислые продукты почвообразования, насыщают кальцием гумато-фульватный гумус типа МОДЕР.

Под покровом травянистой степной или луговой растительности формируется мягкий гумус типа МЮЛЬ.

Животные так же активно участвуют в почвообразовании – это беспозвоночные и позвоночные животные, живущие в почве и на ее поверхности.

Почвенную фауну можно разделить на 4 группы:

1. Микрофауна (менее 0,2 мм) – простейшие: амебы, инфузории, нематоды.

2. Мезофауна (0,2 – 4 мм) мельчайшие насекомые, черви.

3. Макрофауна (4 – 80 мм) – земляные черви, моллюски, насекомые (муравьи, термиты).

4. Мегафауна (более 80 мм) – крупные насекомые, крабы, суслики, кроты, землеройки, змеи, черепахи, грызуны.

Капролиты – продукты жизнедеятельности дождевых червей, которые по своей массе с площади 1 га составляют в среднем 25 тонн в год.

Микроэлементы в растительных и животных организмах

Химические элементы, входящие в состав органических соединений в качестве биохимических активизаторов, называются микроэлементами.

Среди них известны Мо, Cu, Co, Y, Zn, Ag, Mn и др.

Лекция 4 (2 часа)

Значение высокодисперсных частиц почвы. Гранулометрический состав почв. Почвенный раствор и почвенный воздух.

Под гранулометрическим составом почв и почвообразующих пород подразумевают относительное содержание частиц различной величины.

Выделяются:

Грубообломочные , мелкообломочные, тонкодисперсные.

В зависимости от содержания тонкодисперсных частиц среди четвертичных отложений Беларуси выделяют глины, суглинки, супеси и пески.

Гранулометрический состав % физической глины:

• Пески рыхлые 0-5%

• Пески связные 5-10%

• Супеси рыхлые 10-15%

• Супеси связные 15-20%

• Суглинки легкие 20-30%

• Суглинки средние 30-40%

• Суглинки тяжелые 40-50%

• Глины легкие 50-60%

• Глины средние 65-80%

• Глины тяжелые более 80%

Грануломитрический состав имеет важное значение для ряда свойств почв - пористости, воздухо и водопроницаемости, гигроскопичности, поглатительной способности и др. Существует много методов определения гранулометрического состава: полевой, ситовой, лабораторный (метод Н. А. Качинского ).

Почвенные коллоиды, почвенный раствор и почвенный воздух.

К.К. Гедройц разработал теорию поглатительной способности почв смысл которой заключается в том, что вещества приходящие в соприкосновении с ее твердой фазой через циркулирующие в ней воды.

Выделяется 2 формы дисперности:

1. Частицы крупнее 0,001 мм – крупнодисперсная масса

2. Частицы мельче 0,001мм – тонкодисперсная часть, с которой тесно связаны процессы почвообразования.

Почвенный раствор. Многие химические вещества содержащиеся в свободной воде в виде коллоидных соединений называются почвенным раствором который играет важную роль в питании растений Г.Н. Высоцкий образно назвал его (кровьи почвы).

Большая часть соединений находится в почвенном растворе в виде ионов. Среди катионов чаще всего встречаются Ca,Mg,Na,K,NH₄,H, кроме того содержатся Fe,Al. В растворе засоленных почв увеличивается количество Na,Mg.

Состав и концентрация почвенного раствора обуславливает его активную реакцию. Обычно оперируют отрицательным логарифмам концентрации Н иона. Этот логарифм обозначают рН . Сильнокислые почвы имеют рН 3,0-4,5, кислые 3,5-5,5, слабокислые 5,5-6,5, нейтральные 6,5-7,0, слабощелочные 7,0-7,5, щелочные 7,5-8,5.

Почвенный воздух.

Почвенный воздух существенно отличается по составу от атмосферного. Корневые с-мы высших растений энергично поглощают кислород и выделяют СО₂ . избыток СО₂ из почвы выделяется в атмосферу , а атмосферный воздух, обогащенный кислородом, проникает в почву.

Чем интенсивнее протекает биологические процессы, тем больше выделяется СО₂. Считается, что в почвенном воздухе содержится СО₂ 0,3% т.е. в 10 раз больше чем в атмосферном.

Лекция 5 (2 часа)

Климат как фактор почвообразования.

С климатом связано обеспечения почва теплом и, в значительный степени, влагой. Климатические условия определяют основную закономерность географию почв – их широтную зональность.

Вместе со сменой климатических областей наблюдается смена типов почв. Эта закономерность в географии почв была открыта Докучаевым и Сибирцевым и получила название закона горизонтальной зональности. Непосредственно влияние климата формирует тепловой режим почвы. Движение воздушных масс вызывает миграцию солей и твердых частиц почв через атмосферу. Температура влияет на интенсивность химических реакций.

Водные свойства и водный режим почв.

Вода атмосферных осадков частично испаряется, частично стекает по поверхности в виде стока в гидрографическую сеть, частично просачивается вглубь и входит в состав грунтовых и подземных вод. Все эти формы воды имеют существенное значение для почвообразования.

Вода, содержащаяся в почве, находится во всех трёх агрегатных состояниях – твердом (лед), жидком и парообразном. Выделяют следующие виды воды в почве:

1. Химически связанную;

2. Парообразную;

3. Сорбционно-связанную;

4. Свободную.

В зависимости от соотношения основных статей газового водного баланса существует пять видов водного режима: промывной, непромывной, выпотной, застойный, мерзлотный (криогенный). По гидроморфизму почвы разделяют на автоморфные, полугидроморные и гидроморфные.

Процессы водной эрозии. Эрозионные процессы возникают, как правило, в результате стока поверхностных вод. Активность проявления этих процессов в первую очередь зависит от интенсивности выпадающих атмосферных осадков. Морфологических показателей рельефа, интенсивности снеготаяния, хозяйственной деятельности человека. Водноэрозиогенны процессы проявляются в виде плоскостного смыва и линейного размыва.

В зависимости от интенсивности смыва почв плоскостная эрозия разделяется на:

1. Слабосмытую (частично смыт горизонт А)

2. Среднесмытую (полностью смыт горизонт А)

3. Сильносмытую (смыт горизонт А и В )

4. Весьма сильносмытую (обнажена материнская порода С )

Овражная эрозия возникает чаще всего на лессовых породах. По стадиям развития овраги разделяются на:

1. Стадия (рытвина)

2. Стадия (выработки профиля равновесия)

3. Стадия (выработка профиля равновесия)

4. Стадия затухания (балка)

По местоположении ва рельефе овраги классифицируются:

1. Береговые (склоновые)

2. Донные (вторичные)

3. Подземные

Мероприятия по борьбе с эрозией почв

Большинство эрозионных очагов возникает по причине ошибок и просчетов, которые допускает человек при обработке почв:

1. Неправильная обработка почв

2. Сведение естественной растительности

3. Прокладка грунтовых дорог

4. Насыщение севооборотов пропашными культурами

5. Интенсивный выпас скота

Мероприятия;

агротехнические, фитомелиоративные, гидротехнические.

Ветровая эрозия возникает в условиях континентального климата, на землях с низким залеганием грунтовых вод, неправильной обработкой почв.

Лекция 7 (2 часа)