120300 Курс лекций Почвоведение 2007

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования

«СИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ» (ФГБОУ ВПО «СГГА»)

КИЗИЛОВА Н.Я.

ПОЧВОВЕДЕНИЕ

ДЛЯ СТУДЕНТОВ, ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО НАПРАВЛЕНИЮ 120300 “ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВО И КАДАСТРЫ”

НОВОСИБИРСК 2007г.

ВВЕДЕНИЕ.

1.Предмет почвоведение.

2.Понятие о почве и ее плодородие.

3.Задачи почвоведение.

4.История развитие почвоведение.

Почвоведение - это наука о почвах, их образование, строение свойствах; о закономерностей их географического распространение; о процессах взаимосвязи с внешней средой, определяющих формирование и развитие главного свойство почвоплодородие; о путях рационального использование почв в сельском и народном хозяйстве и об изменение почвенного покрова в агрокультурных условиях.

Основоположниками почвоведение являются Докучаев, Костычев и Сибирцев.

По В.В. Докучаеву почвой называется дневные или наружные горизонты горных пород, естественно измененных совместным воздействием воды, воздуха и различного рода организмов живых и мертвых.

Он установил, что почва - самостоятельная природное тело и ее формирование есть сложный процесс взаимодействие факторов почвообразования.

1.Климат.

2.Рельев.

3.Растительность и животный мир.

4.Почвообразовательная порода.

5.Возраст страны.

2

Основное свойство почвы – это плодородность.

Плодородие – это способность в удовлетворении потребности растений в элементах питания воде и обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха и тепла для нормальной деятельности создания урожая.

По Р.Н.Вильямсу Почвой называется поверхностный горизонт суши земного шара, способный производить урожай растений.

По П.П. Костычеву почвой называется верхний слой земли до той глубины, до которой доходит главная масса растительных корней.

Основное содержание почвоведение.

Изучает почву как особое природное тело, как средство производства, как предмет приложения человеческого труда и как продукт этого труда. (98%)

Основные особенности почвы

1.Незаменимость.

2.Ограниченность.

3.Не перемещаемость

4.Плодородие.

Разделы почвоведения: 1.Учение о развитии и формировании почв. 2. Учение о почвенном плодородии. Используют следующие методы использования:

1.Сравнительно-географический

2.Сравнительно-аналитический

3.Стационарный

4.Метод моделирования почвенных процессов и режимов. Основная площадь земель России

1709,6 млн. га: 0,89 га на душу населения 36 млн. га пашни подвержены эрозии 2,5 млн. га повреждены оврагами 38 млн. га переувлажнено 40 млн. га засолены.

62 млн. га загрязнено выбросами промышленных предприятий

1 млн. га подвержен техническим разрушениям

3 млн. га находятся под свалкой

13% вечная мерзлота

74 млн. га техногенная пустыня

3 млн. га загрязнено радионуклидами от Чернобыля.

В связи с этим выделяют следующие задачи почвоведения и связанные с ними решаемые проблемы:

1.Осушение и орошение земель

2.Известкование кислотных почв

3.Гипсование солонцов

4.Противоэрозийные мероприятия

5.Рекультивация техно-геннонарушенных земель

6.Мероприятия по закреплению разбитых песков

7.Борьба с засорением и переувлажнением орошаемых земель

8.Восстановление и усвоение выработанных торфяников

9.Тепловые противо-мерзлотные миллиорации

3

10.Окультирование и культивирование переуплотненного корня обитаемого горизонта

11.Пескование тяжелых глинистых почв и глинование легких песчаных почв.

Официальная дата рождения почвоведения: 10 декабря 1883 года. История развития почвоведения тесно связана с работами выдающихся русских почвоведов. К ним относятся Докучаев,- он является основоположником генетического почвоведения, дал научную классификацию почв.

Н.М.Сибирцев разработал учение о почвенных зонах, уточнил классификацию, выполнил первые кадастровые работы в России. К.Д.Глинка занимался проблемами генезиса, географии и классификации почв.

П.А.Косович исследовал азотное питание растений, известкование и использование фосфоритов.

К.К.Гедройц создал учение о поглотительной способности почв. Р.Н.Вильямс создал учение о малом биологическом круговороте. И.В.Тюрин исследовал почвенный гумус.

Итак: 1. Почва - весьма своеобразное природное тело

2.Главная задача почвоведения на современном этапе: провести полную инвентаризацию почв, дать оценку их состояния и потенциальных возможностей, разработать такие экологические и экономические технологии землепользования, которые бы во всех слу-

чаях были почвоохранительными и направленными на улучшение почв и расширенное воспроизводство их плодородия.

1.Общая схема почвообразовательного процесса.

1.Геологический и биологический круговорот веществ в природе

2.Основные слагаемые почвообразовательного процесса

3.Формирование почвенного профиля как результат почвообразовательного процесса

4.Морфологические признаки почв

5.Индексировка горизонта

Суть процесса почвообразования состоит в том, что рыхлая материнская порода под влиянием жизнедеятельности растений, микроорганизмов и животных приобретает, новое свойство плодородия и становятся особым природным образованием – почвой.

Горная порода превращается в почву в результате двух одновременно протекающих процессов: выветривание и почвообразование.

Выветривание – это разрушение материнской породы до рыхлого состояния (глубина до 10 м).

Н2О

Эл. питания

4

4.Взаимодействие минеральных и органических веществ с образованием сложных органоминеральных комплексов

5.Накопление в верхнем слое почвы различных элементов питания.

Итак: в результате биологического круговорота веществ, процессы синтеза и разрушения органического вещества почвообразующая порода непрерывно взаимодействует с растениями и животными, с продуктами их жизнедеятельности, а также с продуктами разложения органических остатков. Эти процессы в совокупности приводят, к постоянному формированию почв и составляют сущность почвообразовательному процессу. Образованные в ходе почвообразовательного процесса органические, минеральные и органоминеральные соединения обладают различной подвижностью, т.е. с разной скоростью будут перемещаться в почве. Это приводит к формированию почвенного профиля. Почвенный профиль – это вертикальная толщина от поверхности до породы. Миграция (вымывание) обуславливает формирование элювиальных горизонтов. Накопление или аккумуляция образуют элювиальные горизонты: таким образом, в результате почвообразовательного процесса происходит не только накопление плодородия, но и расчление почвы на генетические горизонты. Горизонты друг от друга отличаются по морфологическим признакам, составу и свойствам.

2. Состав, свойства и режим почв

2.1Минералогический состав почв

1.Почвообразующие породы

2.Гранулометрический состав почвообразующих пород и почв

3.Классификации почв по гранулометрическому составу

4.Химический состав почв

5.Микроэлементы почв

6.Радиоактивность почв.

Минералогический состав-80-100% Минеральные вещества почвы образуются из материнских пород.

Материнская порода - это поверхностные горизонты горных пород, на которых и из которых образуются почва.

К главным почвообразующим породам относятся рыхлые осадочные породы (мощность от 2 до 40 метров.)

Состав и свойства материнских пород определяется тем, из каких горных пород они образовались, какой тип выветривания преобладал, и какими силами происходила транспортировка и переохлаждение продуктов выветривания,

По генезису почвообразующие породы делятся на следующие группы:

1.Эллювиальные породы (элювий)- это продукт выветривания коренных пород, оставшихся на месте образования. Эллювий формируется в горных областях и на равнинных платах.

Он представляется собой щебнистость: крупнизернистость, неоднородность минералогического и химического состава характерна тесная генетическая связь с исходной породой.

2.Делювиальные породы (делювий) - называется наносы, отложенные на склонах дождевыми и талыми водами. Делювий откладывается

6

в виде шлейфа. В вершине шлейфа часто накапливается грубый материал, в конце пылеватый, глинистый. Для делювия характерна относительно хорошо выраженная слоистость.

с

о

р ☼

т

и

рэлювий

3.Элювиально-делювиальные отложение (признаки и того и другого)

4.Пролювиальноые породы (пролювий) формируется в горных странах у подножия гор, в результате деятельности временных водных и селевых потоков значительной силы характеризуется плохой сортированностью включениями из крупнообломочных материалов.

5.Аллювиальные отложения (аллювий) представляет собой осадки, отложенные в результате разлива рек, а также данные отложение рек.

Русловый аллювий сложен песками различной зернистости. Пойменный аллювий суглинистый и глинистый.

6.Ледниковые отложениеэто продукты выветривания различных пород, перемещенные и отложенными ледниками. Характерна неоднородность механического состава. Обогащены песчаной фракцией, часто кислые, реже карбонатные.

7.Флювиогмециональные отложения связаны с деятельностью мощных ледниковых потоков. Вытекая изпод ледника они перемещают моренной материал, и перекладывает его за край ледника. Характерна сортированность, слоистость, бескарбонатные, песчаные.

8.Покровные суглинки распространены в зоне ледниковых отложений и рассматриваются, как отложение мелководных при ледниковых разливов талых вод. Характерно покровное залегание на море: характеризуется хорошей выраженностью, сортированостью, обладает рыхлостью и пористостью. Покровные суглинки из-за сходства с лесами называется лессовидными суглинками. Для большой части западной Сибири почвообразующими породами является лессовидные суглинки глины.

9. Озерно-ледниковые отложение образовались в Прудниковых озерах. Характерно горизонтальной слоистость с чередованием песчаных прослоек с глинистыми.

7

Они входят в состав витаминов, ферментов и гормонов, поэтому играют важную роль как физическую, так и химическую.

Биогеохимическая провинцияэто территориально отличающаяся от соседних территорий концентрацией в среде одного или нескольких микроэлементов. Недостаток микроэлементов пополняют применение микроудобрений.

2.1.2. Радиоактивность почв.

Бывает естественная и искусственная радиоактивность . Естественная радиоактивность вызывается естественными радиоактивными элементами, которые всегда в тех или иных количествах присутствует в почвах. На кислых почвах радиоактивность выше тяжелые почвы содержат больше радиоактивных элементов, чем легкие. Естественные радиоактивные почвы вызывается:

1.Собственно радиоактивными элементами (изотопы урона, радия, тория)

2.Затонами обычных химических элементов, обладающих радиоактивными свойствами.

Впочвенном воздухе содержатся газообразные, инертные продукты распадаэманации.

К эманациям, содержащимся в почве воздухе, относятся изотопы радона. Они не вызывают физиологических отклонений в жизнедеятельности растений и животных.

Искусственная радиоактивность обусловлена поступлением в почву изотопов образующихся в результате атомных термоядерных взрывах, в виде отходов атомной промышленности или в результате аварий на атомных предприятиях.

Наиболее опасными представляют собой изотопы стронция и цезия. Их период полураспада составляет у стронция 28 лет у цезия

33года.

3. Органическая часть почвы.

Вопросы:

1.Источники гумуса в почве

2.Состав гумуса

3.Роль гумуса в почвообразовании

4.Гумификация

5.Пути регулирования количества и состава гумуса

6.Баланс гумуса 100-200лет - период формирования органической части почвы.

Органическая часть почвы состоит из органических остатков еще не потерпевших анатомического строение полуразрушившихся частей растений и гумуса.

Источником гумуса является органические остатки растений, микроорганизмов и животных, обитающих в почве.

Количество растительных остатков попадающих в почву составляет:

1.В степи от 8-28 т.

2.На суходольных лугах в лесной зоне от 6-12т.га.

3.При возделывание на пашне однолетних культур 1,5- 15т. га 4.Многолетних трав 12-15т. га

В состав органических растительных остатков, входят азотистые вещества (белки, углеводы, смолы), дубильные вещества - это хо-

9

рошо растворяемые в воде вещества, легко окисляются и с белками дают растворимые устойчивые к гниению соединения: зольные вещества - это вещества, которые остаются после сжигания растительных остатков.(2-52%)

В состав зольных элементов входят: кальций, калий, фосфор, железо.

Низкая зольность у древесины, высокая - у травянистых растений.

Гумусом называется сложный динамический комплекс органических соединений, образующихся при разложении и гумификации органических остатков.

Гумус содержит две группы соединений:

1.Негумусовые вещества органических остатков и промежуточных продуктов их разложения.

2.Гумусовые вещества. Они представляют собой систему высокомолекулярных, азотосодержащих органических соединений кислотной природы, который представляет их взаимодействием с минеральной частью почвы и возможность образование слабо разлагающихся органа минеральных соединений.

Гумусовые кислоты подразделяется:

1.Гуминовые кислоты. Темно-окрашенные и накапливаются на месте образования.

2.Фульвокислоты. Желтого или бурого цвета, более подвижные.

3.Гумины – это комплекс гуминовых кислот и фульвокислот порчносвязоных с минеральной частью почвы.

Гуминовые кислоты преобладают в черноземах, каштановых почвах.

Гумосовые кислоты - высокомолекулярные кислоты циклического строение. Они не растворяются в воде и минеральных кислотах и хорошо растворяются в щелачах. Состоят из С, Н, О,

С- 5262% Н-2.8-6.6% О-31-40% N-2-6%

Зольные элементы К, Са, S-1-10%.

Фульвокислоты хорошо растворяются в воде, минеральных кислотах и щелочах. Они более подвижные. Элементарный состав С, Н, О, N: N-41-46%

С-4-05% О-42-52%

Н

Гумификацияэто сложные биохимический процесс превращения органических остатков в гумус. Развивающиеся при участии микроорганизмов.

Звенья гумусообразования:

1.Разложение до конечного продукта распада.

2.Микробный синтез

3.Превращение некоторой части в сложные высокомолекулярные вещества - гумусовые кислоты.

Качественной характеристикой является коэффициент гумификации

(Кгум.). Кгум. представляет собой долю углерода органических остатков. Включавшегося в состав гумусовых веществ при полном их разложении.

10