4.3 Окрестностей полигона

Река Волга протекает на территории полигона в районе старой Константиновки, средняя скорость течения 0.8 м/с, ширина средняя 250–300 метра, глубина 4–5 метра. Террасы зандрового типа, берега представлены верхней поймой и надпойменной террасой (5–7 метра от уреза). Река изменена человеком и превращена в Иваньковское водохранилище и является судоходной.

Река Орша протекает в северо-восточной части района. Пойма не выражена, на большом протяжении заболочена и покрыта травянистой растительностью. Средняя скорость течения 0,1-0,15 м/с. Ширина реки 5-7 м. Глубина 0,6-0,5, местами до 2 метров. Река Орша впадает в Волгу с левой стороны. Ее протяженность около 40 км . Режим реки такой же, как и у Волги. Ярко выражена узкая двусторонняя пойма и нет речных террас, так как река геоморфологически молодая. (прил. 2, рис. 5)

Река Старая протекает по моренной равнине. Это река – правый приток Орши. Ширина русла в среднем течении 3-5 м. Высота нижней поймы над урезом воды 1 м, верхней - 1,2-1,5 м. Рельеф флювиальный. Растительность по берегам осока, ива.

Горютинский ручей: ширина 1.5 – 2 метра, скорость 0.4 – 0.5 м/с., присутствует пойма, река меандрирует. Высота коренного берега от уреза 3 – 4 метра.

Глава 5. Почвы районов практики

Методика почвенных исследований

Для диагностики и классификации почв необходимо, прежде всего, изучить их морфологические свойства, в которых отражаются те важнейшие процессы, под влиянием которых происходит дифференциация первоначально однородной толщи почвообразующей породы на генетические горизонты и формирование почвенного профиля. Одним из важных этапов учебной практики является овладение методом морфологического анализа почв. Полевое исследование почв главным образом проводится по разрезам. Выбор мест для заложения почвенных разрезов, их правильное размещение в пределах исследуемой территории - важный момент в почвенных исследованиях. Почвенный разрез представляет собой четырехугольную яму различной глубины, шириной 70–75 см («в три лопаты»), длиной 130–180 см. Почвенный разрез следует располагать с таким расчетом, чтобы «лицевая» стенка разреза, подлежащая изучению и описанию, была обращена к солнцу, к моменту описания, на другой же стороне делают ступеньки. Почвенные разрезы бывают трех типов: основные, контрольные (полуямы), поверхностные (прикопки). Основные разрезы используют для детального исследования профиля определенных типов почв, при этом вскрывают все почвенные горизонты и почвообразующую породу. Их глубина составляет 1,5- 3 м. Полуямы глубиной 80 – 150 см, предназначены для определения подтипов, видов и разновидностей почв. Прикопки глубиной около 60 см, служат для установления и уточнения распространения почв, выявленных основными и контрольными разрезами. Каждый разрез независимо от своего назначения должен иметь общий порядковый номер. Почвенный разрез следует закладывать на участках типичных по рельефу растительности, литологии почвообразующих пород, условиям увлажнения для определенного типа почв. При плоском рельефе разрез копают в его центральной части, на склоне – в верхней, средней и низких частях и т. д. При смене растительных сообществ разрезы следует заложить на каждой растительной группировке.

Методика описания почвенного разреза

Прежде чем приступить к заложению почвенного разреза, определяют его местоположение на местности и наносят на карту под соответствующим номером. Этот номер фиксируется в полевом дневнике. В дневнике указывают дату исследования географического положения участка и разреза. Далее проводится описание природных условий изучаемого участка, в частности его рельеф, отмечают элементы рельефа, на которых заложен разрез (при наличии склона указывают часть склона его экспозицию крутизну). В полевом дневнике схематически вычерчивают поперечный профиль через элементы рельефа, на котором заложен разрез. Затем указывают тип сельскохозяйственного угодья, описывают: естественную или окультуренную, ее густоту, высоту, состояние растительности.

При описании, отмечают степень завалуненности, эрозированности, солонцеватости и засоления, а также другие особенности почвы, по возможности отличают глубину залегания почвенно-грунтовых вод, их качества, характер увлажнения. В выкопанном разрезе зачищают лицевую стенку и приступают к описанию почвенного профиля. Сначала фиксируют мощность почвы, глубину почвенного разреза. При определении мощности генетических горизонтов должны быть обозначены верхняя и нижняя границы каждого горизонта и подгоризонта. По окончании описания и изучения морфологических признаков отдельных генетических горизонтов, делается схематическая зарисовка передней стенки разреза в масштабе 1:10. Его раскрашивают цветными карандашами, однако более точное представление о его морфологии создают мазки влажной почвы. Рядом с зарисовкой профиля указывают индексы генетических горизонтов.

Рис 6. Общий вид заложенного почвенного разреза.

По морфологическим признакам ножом намечают границы генетических горизонтов и каждый из них описывают в определенном порядке:

1) индекс горизонта

2) генетическое название горизонта

3) механический состав

4) окраска ,ее интенсивность и однородность

5) влажность

6) структура

7) новообразования

8) включения

9) глубина и характер распространения корневой системы растений

10) переход к нижележащему горизонту.

План описания почвенного разреза:

1. Механический состав

2. Цвет

З. Влажность

4. Структура

5. Сложение (плотность)

6. Новообразования

7. Включения

8. Границы

9. Характер перехода к нижележащей группе.

Механический состав определяется соотношением частиц или механических элементов разного диаметра, представленными минеральными, органическими и органо-минеральными частицами. Механический состав обуславливает многие свойства почвы – структурность, скважность, влажность, водопроницаемость. По механическому составу почвы каждый горизонт характеризуется одним из следующих определений: песчаный, супесчаный, легкосуглинистый, среднесуглинистый, тяжелосуглинистый, глинистый. Чтобы определить механический состав почвы в поле, делается проба на скатывание.

Песчаный: не скатывается ни в шарик, ни в шнур.

Супесчаный: скатывается только в шарик, который при сдавливании растрескивается по краям.

Легкосуглинистый: скатывается в шарик быстро и легко.

Среднесуглинистый: при раскатывании шарика образуется шнур с утончающимися концами.

Тяжелосуглинистый: при раскатывания шарика образует шнур с острыми концами.

Глинистый: при раскатывании шарика образует тонкий шнур. Цвет почвы обусловлен присутствием в ее составе тех или иных химических соединений.

При определении цвета отдельных горизонтов необходимо установить, прежде всего, определяющий цвет (черный, серый, коричневый), далее определить насыщенность основного цвета (темно – серый, светло – серый), а также отметить оттенки, сочетая названия двух цветов. При определении цвета отдельных горизонтов очень важно использовать сравнительные цветовые характеристики: «темнее», «светлее», «ярче». Для этого рекомендуется выкладывать последовательно небольшое количество почвы из граничащих горизонтов на ладонь или на лист бумаги и сравнить изменение цвета .

Рис .7. Треугольник почвенных окрасок С.А. Захаров (1986)

При описании отдельных почвенных горизонтов, кроме определении цвета, необходимо указывать характер окраски – однородная, неоднородная, пятнистая, полосчатая, пестрая, мраморовидная. При описании окраски следует по возможности указывать вероятную причину неоднородности окраски – потеки и языки гумуса; языки, карманы из подзолистого горизонта и т.д.

При определении цвета горизонтов освещенность их должна быть равномерной, нужно избегать делать описание рано утром или под вечер. Влажность почвы. При полевом описании принято различать 5 степеней влажности почвы:

1. Сухая – при копке пылит;

2. Свежая – слегка холодит руку;

З. Влажная – пачкает руку;

4. Сырая – при сжатии в руке сохраняет полученную ей форму;

5. Мокрая – из толщи почвы сочится вода.

При указании степени влажности по возможности следует объяснить ее причины (после дождя, вследствие близости грунтовых вод и т. п.).

Структура почвы – совокупность агрегатов разной величины, формы, механической прочности и водопрочности, характерное для каждой почвы и ее горизонтов.

Под структурностью почвы понимают ее способность распадаться в естественном состоянии на агрегаты того или иного размера и формы. Такие агрегаты называются структурными элементами, структурными отдельностями. Структура почвы является очень характерным морфологическим признаком.

Для определения характера структуры рекомендуется с помощью лота из каждого горизонта вырезать образец объемом 0,5 дм³ и попытаться руками осторожно разломать его в разных направлениях.

При наличии горизонтальной делимости образец легко распадается на плитчатые, пластинчатые или листоватые отдельности; в случае хорошо выраженной вертикальной делимости будут обособляться структурные отдельности призматического типа.

Типы структур:

1. Кубовидная: равномерное развитие отдельностей по 3 взаимно перпендикулярным осям

2. Плитовидная: развитие отдельностей по горизонтальным осям

З. Призмовидная: развитие отдельностей по вертикальной оси.

Кроме определения характера структуры следует отмечать степень ее выраженности. Наиболее употребительные термины для степени выраженности структуры - «неясно», «нечетко», «слабо», «хорошо», «ясно».

Сложение почвы. Под сложением почвы понимают степень уплотнения почвы и характер ее порозности. Сложение характеризует состояние связей между частицами и агрегатами в почвенной массе.

Плотность зависит от механического состава, структуры, степени увлажнения почвы и т.д. При полевом морфологическом описании почв обычно ограничиваются визуально- сравнительным определением сложения, различая следующие категории: очень плотное (литое), плотное, слабо уплотненное и рыхлое.

Очень плотное, литое сложение – почва почти не поддается копке лопатой, необходим лом. В сухом состоянии образует очень прочные камни, глыбы. При проведении ножом по стенке разреза остается неглубокая, глянцевитая черта, при нажиме острие ножа не входит в почву.

Плотное сложение – почва с трудом поддается копке лопатой. Черта, проведенная ножом, более глубокая и имеет тусклый отблеск, при втыкании острый кончик ножа с трудом входит в почву на 1–2 см. Слабоуплотненное сложение – почва при копке лопатой легко рассыпается на структурные агрегаты или механические элементы. Черта, проведенная ножом, получается углубленной, ровной или слегка шероховатой, без блеска. Нож легко входит в почву на несколько сантиметров. Рыхлое сложение – почва легко копается, так как отличается самой малой связностью механических частиц. Нож полностью свободно входит в почву при слабом надавливании.

Новообразования представляют собой видимые скопления различных веществ, образующихся в результате почвообразования. Новообразования, наряду с окраской и структурой почвы, служат важным диагностическим признаком при определении почв. Их детальное изучение позволяет выявить ряд важных явлений, происходящих в почве в настоящее время и происходивших в прошлом.

По внешнему виду новообразования делятся на:

1. Выцветы и налеты – тонкой, часто просвечивающей пленкой покрывают поверхность структурных отдельностей, а иногда и поверхность самой почвы

2. Корочки – выделяются на поверхности почв, структурных отдельностей по трещинам относительно плотным и сплошным слоем

3. Потеки – прослеживаются в почвенном профиле, равномерно скрашивая почвенную массу

4. Примазки – выделяются на стенке почвенного профиля на поверхности структурных отдельностей в виде размазанных точек

5. Прожилки и трубочки – заполняют ходы землероек и корней растений, имеют вытянутую форму

6. Конкреции и стяжения – твердые образования, формирующиеся в более или менее округлых полостях почвы в сравнительно значительных количествах

7. Прослойки – образуются в том случае, когда веществом сцементированы целые подгоризонты, горизонты или они образуют более тонкие слои, которые могут находиться в одном горизонте.

Включения. К включениям относят большей частью инородные тела, случайно включенные в почву, происхождение которых не связано с процессом почвообразования: обломки горных пород, валуны, щебень, захороненные остатки растений, антропогенные включения. При описании включений следует указывать их характер, форму и размеры.

Характер перехода к нижележащему горизонту. Характеристика морфологических признаков отдельных генетических горизонтов заканчивается отношением границ между горизонтами. При описании границ отмечаются характер перехода одного генетического горизонта в другой, а также форма границ.

Характер перехода между горизонтами на границах выделяют по степени его выраженности:

1. Резкий переход – граница между соседними горизонтами прослеживается четко и может быть выделена в пределах 2 см;

2. Ясный переход – граница между соседними горизонтами прослеживается четко и может быть выделена в пределах 2–5 см;

З. Постепенный – граница может быть выделена лишь в пределах 5–10 см.

Форма границ между горизонтами в профиле почв:

1. Ровная ;

2. Волнистая – отношении амплитуды к длине волны менее 0,5 см;

З. Карманная – отношение глубины к ширине затеков (карманов) от 0,5 до 2;

4. Языковатая – отношение глубины к ширине колеблется в пределах от 2 до 5;

5. Затечная – отношение глубины затеков к их ширине превышает 5 и может достигать нескольких десятков;

6. Размытая – граница лежит в пределах какого-то слоя, выделяемого как переходный горизонт;

7. Пильчатая – мало отличается от волнистой, характеризуется наличием острых «зубьев» – углов;

8. Полисадная – характерна для почв с хорошо выраженной столбчатой структурой горизонтов.

Морфологическое изучение и описание почвенного профиля производится последовательно по всем генетическим горизонтам, включая и почвообразующую породу.

Для более полного и объективного исследования почв в полевых условиях у разреза проводят некоторые простые химические анализы с учетом почвенно-климатических зон. Так, наличие карбонатов кальция определяют с помощью 10% раствора соляной кислоты. После установления границы и характера вскипания определяют изменения по профилю Рн в водной суспензии с помощью пометки по совокупности морфологических признаков и полевых анализов определяют тип, подтип, род, вид, разновидность почв. Полевое название почв фиксирует на бланке описания почвенного разреза, а на лицевой стороне его указывают рабочий индекс, принятый для сокращенного обозначения почвы. В дневнике отмечают глубины взятых на анализ почвенных образцов и почвообразующих пород. Дают предварительную краткую агрономическую оценку почве.

Нами была изучена методика исследований почвенных разрезов на примере почв в районе Сахарово, окрестностей г. Твери и Старицы.

5.1 Влияние климата на формирование почв районов практики

Климат — один из важнейших факторов почвообразования и географического распространения почв — в значительной степени определяется космическими причинами (количеством энергии, получаемой земной поверхностью от Солнца). С климатом связано проявление самых общих законов географии почв. Он влияет на почвообразование как непосредственно, определяя энергетический уровень и гидротермический режим почв, так и косвенно, воздействуя на другие факторы почвообразования (растительность, жизнедеятельность организмов, почвообразующие породы и т. д.). Непосредственное влияние климата на географию почв проявляется в разных типах гидротермических условий почвообразования. Тепловой и водный режимы почв оказывают влияние на характер и интенсивность всех физических, химических и биологических процессов, протекающих в почве. Ими регулируются процессы физического выветривания горных пород, интенсивность химических реакций, концентрация почвенного раствора, соотношение твёрдой и жидкой фазы, растворимость газов. Гидротермические условия влияют на интенсивность биохимической деятельности бактерий, скорость разложения органических остатков, жизнедеятельность организмов и другие факторы, поэтому в разных районах страны с неодинаковым тепловым режимом скорость выветривания и почвообразования, мощность почвенного профиля и продуктов выветривания существенно различны.

Климат определяет наиболее общие закономерности распространения почв –горизонтальную зональность и вертикальную поясность.

Климат является результатом взаимодействия климатообразующих процессов, протекающих в атмосфере и деятельном слое (океанах, криосфере, поверхности суши и биомассе) – так называемой климатической системе, все компоненты которой непрерывно взаимодействуют друг с другом, обмениваясь веществом и энергией. Климатообразующие процессы можно разделить на три комплекса: процессы теплооборота, влагооборота и атмосферной циркуляции.

Климат играет огромную роль в процессах почвообразования, его влияние очень многообразно. Основными метеорологическими элементами, определяющими характер и особенности климатических условий, являются температура и осадки. Годовое количество поступающего тепла и влаги, особенности их суточного и сезонного распределения обуславливают совершенно определенные процессы почвообразования. Климат влияет на характер выветривания горных пород, воздействует на тепловой и водный режимы почвы. Движение воздушных масс (ветер) влияет на газообмен почвы и захватывает мелкие частички почвы в виде пыли. Но климат оказывает влияние на почву не только непосредственно, но и косвенно, поскольку существование той или иной растительности, обитание тех или иных животных, а также интенсивность микробиологической деятельности обусловлена именно климатическими условиями.