4. Сделайте вывод: подтвердилось ли в результате ваших исследований утверждение современных экологов о том, что в городах происходит обеднение флоры (уменьшение числа видов и обильности особей)?

2.Морфофизиологическая характеристика растений придорожной территории.

Опытно-экспериментальная работа проводится группой из 2 – 3 человек. Количество вариантов определяется в зависимости от местонахождения улицы, и изучаемых показателей.

29

6. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗУЧАЕМЫХ ВОПРОСОВ УЧЕБНОЙ ПРАКТИКИ

Почва является природным телом и, как и всякое природное те-

ло характеризуется совокупностью внешних признаков – определенной морфологией.

СибАДИзонтов, окраска, механ ческий состав, новообразования и включения. При определен почвы проводится описание морфологии каждого генетического гор зонта с указанием следующих особенностей: индекс и название генетического горизонта, его цвет, механический состав, влажность, структура, плотность, новообразования, включения, особенности смены границ между горизонтами. На основе морфологии каждого горизонта дается полное название почвы.

Морфология почвы – это внешний (наружный) узор почвы, который создается в результате перераспределения продуктов почвообразован я. Морфологические признаки отражают состав, химиче-

ские и ф з ческ е свойства почвы, позволяют отличить почву от породы, определ ть т п почвы, направленность и степень выраженно-

сти почвообразовательного процесса. Морфологические признаки почв можно квал ф ц ровать как природные индикаторы экологического состоян я почвы. Основными морфологическими признаками являются строен е почвенного профиля, мощность почвы и ее гори-

В процессе почвообразования формируется профиль почвы с определенными внешними, или морфологическими, признаками. К ним относятся строение почвы, мощность почвы и отдельных ее горизонтов, окраска, механический состав, структура, сложение, новообразования и включения.

Строение почвы. Это расчленение почвенного профиля на генетические горизонты и их смена в вертикальном направлении. Строение почвенного профиля связано с природным процессом почвообразования и использованием почвы в сельскохозяйственном производстве. Каждому типу почв свойственны определенные горизонты, отличающиеся по составу, свойствам морфологическим признакам. Отдельные горизонты имеют свое название и буквенное обозначение (индекс с латинской буквой). Обычно выделяют следующие горизонты: А0 – лесная подстилка; Аd – дернина; А1 – гумусовоаккумулятивный; Ап – пахотный; А2 – элювиальный; В – иллювиальный, переходный; G – глеевый; С – материнская порода; D – подстилающая порода.

30

Мощность почвы. Под мощностью почвы понимают толщину ее от поверхности до слабо затронутой почвообразованием материнской породы. В различных почвах она разная. Мощность почвенного профиля колеблется от нескольких сантиметров в горах до двух метров на равнине. редние размеры мощности почвы колеблются от 40–50 до 250 см. Малую мощность почвенного филя имеют почвы тундры – око-

СибАДИло 40 см, и связано это с влиянием на почвообразование вечной мерзлоты. Мощность почвы определяется по ее толщине от поверхности до почвообразующей породы (в см). Мощность отдельного горизонта – вертикальная протяженность от его верхней границы до нижней (в см). Одновременно с определением мощности определяется глубина расположен я каждого гор зонта. Мощность почвенного профиля в целом колеблется у разл чных почв от 40 – 50 до 100 – 150 см. При определении мощности отдельных горизонтов отмечают их верхнюю и нижнюю границу, напр мер: Ап – 0—20 см, А2 – 20—30 см и т. д.

Окраска, ли цвет, почвы. Это важнейший признак, сразу же обращающ й на се я внимание. Многие почвы получили свое название; соответствующее х окраске – чернозем, краснозем, серозем и др. Окраска почв зависит от содержания гумуса, химического и минералогического состава минеральных веществ, входящих в горизонт.

Окраска почвы сводится к сочетанию черного, белого и красного цветов. Основными веществами, обусловливающими цвет почвы, являются: а) темноцветные органические и органо-минеральные вещества; б) оксидные соединения железа и марганца обусловливают бурый, оранжевый, желтый, красный цвет; в) кремнезем, труднорастворимые карбонаты, гидрат оксида алюминия вызывают белую окраску; г) закисные соединения железа придают почве серый, зеленоватый, а также цвет первичных минералов. Окраска почвы может существенно изменяться от степени ее увлажнения. Так, например, серая окраска влажной почвы может смениться на светлосерую при подсушивании ее.

По окраске почв можно судить о их принадлежности к определенной почвенно-климатической зоне. Например, почвы таежнолесной зоны имеют светлую окраску – светло-серую, белесую, сизую; почвы черноземно-степной зоны – темно-серую, черную; почвы сухих степей (каштановые) – каштановую, бурую.

В пределах почвенного профиля изменяется окраска отдельных горизонтов. В зависимости от содержаний гумуса верхние слои почвы имеют цвет от серых до черных тонов, в нижних горизонтах преобла-

31

дает преимущественно бурая окраска, близкая к цвету почвообразующей породы, обогащенной соединениями окислов и гидроокислов железа. Подзолистый горизонт имеет белесую окраску, напоминающую цвет золы, что обусловливается накоплением аморфного кремнезема. Для глеевых горизонтов болотных почв типична сизая (сероголубая) окраска.

СибАДИтроение почвенного профиля. Процессы почвообразования и перемещен я веществ, происходящие в почвообразующей породе, вызывают расчленен е ее верхней части на отдельные, генетически связанные между собой горизонты, которые называют почвенными. Их совокупность называется профилем. Таким образом, почвенный профиль – это верт кальный разрез почвы от ее поверхности до материнской породы. Он состоит из генетически связанных и закономерно сменяющ хся почвенных горизонтов. Каждый почвенный тип характеризуется определенным строением почвенного профиля. Почвенный гор зонт меет олее или менее одинаковый гранулометрическ й, м нералог ческий и химический состав, физические свойства, структуру, окраску и др.; в нем могут выделяться подгоризонты.

Почвенный профиль состоит из генетических горизонтов, которые отличаются между со ой по внешнему рисунку. В зависимости от генезиса почвенные горизонты имеют соответствующие названия и буквенные обозначения (индексы).

АО – лесная подстилка, состоит из полуразложившихся и неразложившихся продуктов лесного опада и остатков травянистой растительности, располагается на самой поверхности почвы.

Ad – дерн, поверхностный горизонт, образующийся под травянистой растительностью (луговой), густо пронизан корнями растений.

Anах – пахотный горизонт, образован из гумусового или других горизонтов на глубине постоянной обработки почвы.

– гумусовый или гумусово-аккумулятивный горизонт, образуется в верхней части профиля, выделяется высоким содержанием гумуса и элементов питания, характерен для степных почв.

1 – гумусовый или гумусово-элювиальный горизонт. В нем происходит не только накопление гумуса, но и разрушение, вымывание органических и минеральных соединений.

А2 – элювиальный или подзолистый горизонт. Это горизонт кислого разложения минеральной части почвы и вымывания продуктов разложения и иловатых частичек в нижерасположенные горизонты. Обычно имеет беловатую окраску.

32

В – иллювиальный или горизонт накопления значительной части соединений, вымывающихся из вышерасположенных горизонтов. Особенно много в нем накапливается железа и алюминия. Обычно буро-окрашенный. В некоторых почвах (дерновые, черноземы и др.) горизонт является не иллювиальным, а переходным от гумусового к

материнской породе.

СибАДИнительными ндексами можно указать на карбонатность горизонта (Вк), засоленность (Вс) т.д.

– материнская порода, почти не затронутая, или в слабой сте-

пени изменена почвообразовательным процессом.

Т – торфяной горизонт, черно-коричневой окраски, различной

мощности, встречается в профиле болотных почв.

G – глеевый гор зонт, образуется в гидроморфных почвах. В нем при недостатке к слорода развиваются восстановительные процессы, пр водящ е к о разованию закисных соединений железа, мар-

Структура почвы – совокупность отдельностей (агрегатов, комочков) разной формы и величины, на которые она распадается при рыхлении, – глы истая, комковатая, ореховатая, зернистая, призматическая, столбчатая и др. Слеживание почвы – это внешнее выражение плотности и пористости почвы. Механические элементы почвы и структурные отдельности могут с разной степенью плотности прилегать один к одному, образуя слитную массу или массу с порами. Слеживание почвы зависит в основном от гранулометрического состава и структуры. Существенное влияние на слеживание оказывает деятельность почвенной фауны и корневых систем растений. По степени плотности выделяют рассыпчатое, рыхлое, плотное очень плот-

ное слеживание. Рассыпчатое слеживание свойственно песчаным и супесчаным почвам, у которых частички не связаны между собой. Рыхлое слеживание характерно для хорошо оструктуренных суглинистых почв, а также для супесчаных со значительным содержанием гумуса. При плотном слеживании лопата с большой трудностью входит в грунт. Оно ха рактерно для иллювиальных горизонтов глинистых и суглинистых почв. Частички этих горизонтов довольно прочно связаны между собой; а при очень плотном (слитном) слеживании используют даже лом или кирку при копке шурфа. По характеру пористости различают следующие виды слеживания:

33

-тонкопористое (поры 1 мм),

-пористое (1–3 мм),

-губчатое (3 мм - 5 мм),

-ноздреватое (5–10 мм),

-ячеистое (поры 10 мм).

леживание почвы является важным показателем при ее агроСибАДИномической оценке. Наиболее благоприятным можно считать рыхлое сложен е – при нем создается наиболее оптимальное сочетание вод-

ного, воздушного п щевого режимов почвы.

Гранулометр ческий состав также относят к морфологическим пр знакам. По нему можно изучать почвенный профиль, более точно определять сущность почвообразовательных процессов конкретной почвы. Выделяют следующие разновидности почв по грану-

лометр ческому составу: песчаные, супесчаные, легкосуглинистые, средне-сугл н стые, тяжелосуглинистые, глинистые.

Новообразован я в почве – местные скопления различных веществ морфолог чески и химически отличающихся от основной массы гор зонтов. Возн кли в результате почвообразовательных процессов. Различают новоо разования химического и биологического происхождения. Химические новоо разования возникают в результате чисто химических процессов. Морфологические формы их довольно разнообразны: пленки, корочки, конкреции, друзы, плиты и др. Химический состав их также разнообразен. ля почв таежно-лесной зоны наиболее характерны новообразования гидроксидов железа и марганца, железистых силикатов. Железисто-марганцевые новообразования в суглинистых и глинистых почвах обычно напоминают разного размера конкреции (ортштейны), а у песчаных – буроокрашенные прослои плиты (ортзанды) различной мощности. Менее распространены чисто марганцевые новообразования – имеют вид черных пятен, мелких конкреций. Для гидроморфных почв этой зоны также свойственны трубчатые конкреции, образующиеся вокруг отмерших корней (роренштейны), прослои фосфатов железа (вивианит).

Новообразования биологического происхождения (растительного и животного) встречаются в следующих формах: капролиты – экскременты дождевых червей в виде небольших клубочков; кротовины

– пустые или заполненные ходы роющих животных; дендриты – узоры мелких корешков на поверхности структурных отдельностей.

Включения – инородные тела, находящиеся в почве случайно: куски кирпича, угля, валуны, кости и др. Они не являются результа-

34

том почвообразовательного процесса, но их внимательное изучение может дать немало полезной информации при исследовании генезиса пород, истории края и др.

На основе изучения морфологии дается название почвы, которая складывается из последовательного указания таксономических (последовательных) единиц: тип – выделяется по одинаковому строению СибАДИпрофиля и процессу почвообразования в одинаковых гидротермических услов ях (подзол, чернозем и т.д.); подтип – учитывает дополнительные свойства, которые более характерны для других типов (подзол сто-глеевая, чернозем оподзоленный); род – по особенностям почвообразующ х пород или степени гидроморфизма, или химизма грунтовых вод (кар онатный, засоленный, слабодифференцированный и т.д.); в д – по степени выраженности почвообразующего процесса (слабо-, средне-, сильнооподзоленная); разновидность – по гранулометр ческому составу (песчаная, супесчаная…); разряд – по происхожден ю пород (моренные и аллювиальные); вариант – по степени окультуренности (сла о-, средне-, высокоокультуренные); форма – по степени развития эрозионных процессов (слабо-, средне- и сильноэродированные). Пример названия: дерново-подзолисто- глееватая слабооподзоленная легкосуглинистая на моренном суглин-

ке среднеокультуренная сла оэродированная.

Плотность сложения почвы (объемная масса, объемный вес почвы) – это масса твердой фазы сухой почвы естественного сложения в единице объема. Эта величина характеризует сложение почвы. Почва, являясь пористым телом, всегда содержит некоторое количество крупных и мелких пор между твердыми частицами, занятых водой и воздухом. Если при определении плотности твердой фазы (удельного веса) узнают массу: 1 см3 твердых частиц, то при определении плотности (объемного веса) нужно узнать массу 1 см3 почвы в природном сложении со всеми порами в ней. Поэтому плотность (объемный вес) необходимо определять в образцах с ненарушенным сложением. Плотность (объемный вес) почвы зависит от гранулометрического состава, количества органического вещества сложения почвы. Песчаные почвы, содержащие мало перегноя, с плохо выраженной структурой, имеют плотность (объемный вес) всегда больше, чем почвы глинистые, с большим содержанием перегноя и хорошо выраженной комковатой или зернистой структурой. Пахотные горизонты, имеющие вследствие обработки более рыхлое сложение, характеризуются меньшей плотностью сложения по сравнению с ниж-

35

ними горизонтами, имеющими более плотное сложение. Плотность минеральных почв колеблется обычно от 1,0 до 1,8 г/см3. В гум усовых горизонтах она равна 1,0 – 1,2; в чисто органогенных (лесные подстилки, торф) падает до 0,2 – 0,4. Наиболее высокая плотность почвы 2,0 г/см3 наблюдается в глеевых горизонтах заболоченных

почв. Почва считается рыхлой, если плотность гумусового горизонта СибАДИравна 0,90 – 0,96 г/см3; нормальной, если ее плотность равна 0,96 – 1,15; уплотненной – 1,15 – 1,25; сильноуплотненной и требующей

рыхлен я – более 1,25. Величина плотности дает возможность рассчитать запасы элементов питания и влаги в почве, а также рассчитать порозность почвы.

охранен е гумуса важнейшая задача адаптивной системы земледел я. В настоящее время в почвах РФ продолжается процесс разрушен я гумуса. Пр чем черноземы потеряли за последние 50 лет примерно его полов ну. Причиной снижения запаса гумуса являются эрозия, при которой с почв смывается (или сдувается) верхний наиболее богатый слой, дегумификация, которая активизируется при глубокой отвальной о ра отке почвы и при внесении высоких доз минеральных азотных удо рений. Для повышения содержания гумуса в почвах используют органические удобрения (навоз, солому, торф, сапропель), выращивают почвовосстанавливающие культуры (многолетние травы и сидераты), отказываются от применения высоких доз азотных минеральных удобрений. Сохранению гумуса способствует переход от глубокой отвальной вспашки к безотвальной вспашке (в особенности к минимальной и нулевой обработке почвы).

Как известно, в состав гумуса входят 3 группы органических соединений: 1) вещества исходных органических остатков (белки, углеводы, лигнин, жиры и т. д.), 2) промежуточные продукты их превращения (аминокислоты, оксикислоты, фенолы, моносахариды т. д.) и 3) гумусовые вещества. Последние составляют главную и специфическую часть гумуса.

Прямых методов определения общего количества гумуса в почве нет. Косвенным приемом определения общего количества гумуса является вычисление содержания его по количеству углерода в почве. Предполагая, что среднее содержание углерода в гумусе равно 58 %, общее количество его в почве можно вычислить путем умножения процентного содержания углерода в почве на коэффициент 1,724. Этот коэффициент является условным и дает лишь приблизительное представление об общем количестве гумуса, приближающемся к ис-

36

тинному лишь в почвах, богатых гуминовыми кислотами. Из отдельных элементов, входящих в состав органического вещества почвы, можно определить C, N и Н. Все методы определения гумуса по угле-

роду так же делятся на прямые и косвенные. Прямые методы осно-

ваны на учете СО2, выделяющегося при сжигании органического вещества почвы путем прокаливания (сухое сжигание) или окисления СибАДИгумуса смесью хромовой и серной кислот (мокрое сжигание). Прямые методы на более точны, но требуют для анализа много времени. Из прямых методов определения гумуса мокрым сжиганием наиболее

распространенным является метод Кнопа.

Косвенные методы определения гумуса основаны на учете кислорода, необход мого для его окисления, и исходят из предположения, что при ок слен весь кислород расходуется только на окисление углерода. Пр меняя титрованный раствор окислителя, можно по расходу последнего вычислить количество углерода в почве. Этот метод дает точное кол чество углерода лишь в том случае, если в гумусе отношен е по массе Н : О равно 1 : 8 и весь кислород окислителя расходуется на ок сление углерода. Для большинства северных почв этот метод дает несколько завышенные результаты, так как отношение Н : О в гумусе этих почв ольше 8. В южных почвах, где степень внутренней окисленности гумуса выше, мы получаем заниженные результаты. Из косвенных методов определения гумуса наибольшим распространением пользуется метод И. В. Тюрина, сущность которого заключается в окислении гумуса титрованным раствором 0,4 Н бихромата калия (K2Cr2O7;), и титрометрическом определении неизрасходованного остатка этого раствора. По количеству израсходованного окислителя вычисляется количество углерода в почве, а по содержанию последнего – процентное содержание гумуса. По количеству хромовой кислоты, пошедшей на окисление гумуса, судят о его кол - честве в почве.

Оформление отчета по учебной практике представлено в приложениях 1-6.

37