Исследование почвы профиля чернозема обыкновенного

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Образования Российской Федерации Государственное Образовательное Учреждение

Высшего профессионального образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени С. М. Кирова

Кафедра почвоведения и гидромелиорации.

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ПОЧВОВЕДЕНИЮ

Выполнил:

Павлов В.В.

Санкт-Петербург 2014 год

Содержание

Введение

1. Геологическая деятельность подземных вод. Регулирование теплового режима почв

2. Характеристика условий почвообразования степной зоны. Систематика черноземов

3. Практическая часть

Вывод

Использованная литература

Введение

Почвоведение - это наука о почвах, их образовании (генезисе), их строении, составе, свойствах, о закономерностях и географическом распространении, о процессах взаимосвязи с внешней средой, о методах рационального использования почв и о развитии их главного свойства - плодородия. Как наука почвоведение является фундаментальной, естественно-исторической дисциплиной, обеспечивающей нужды сельского хозяйства.

Почва - это тонкий слой земной поверхности, толщиной от нескольких сантиметров до двух-трех метров, в котором мир растений и животных, встречаясь с минеральным миром, создает динамичную систему.

Почва - это обладающее плодородием, сложная, полифункциональная, открытая, многофазная, структурная система в поверхностном слое коры выветривания горных пород, являющаяся комплексной функцией горной породы, организмов, климата, рельефа и времени. Она занимает промежуточное положение между живыми и костными телами.

Функции почвы:

Обеспечение постоянного взаимодействия большого геологического и малого биологического круговорота.

Регулирование химического состава атмосферы и гидросферы, а также биосферных процессов.

Аккумуляция органического вещества и связанной с ним химической энергией.

Обеспечение жизни на Земле.

Фазы почвы:

Твердая фаза - это основная фаза, скелет почвы. Она представляет собой органоминеральную систему, которая образуется из материнской горной породы и органической массы. Состоит из:

Остаточных минералов или обломков породы.

Вторичных продуктов выветривания или вторичных минералов.

Оксидов элементов или простых солей.

Растительных остатков.

Твердая фаза почвы характеризуется:

Механическим (гранулометрическим) составом.

Минеральным и химическим составом.

Структурой.

Сложением.

Порозностью.

Твердая часть почвы поставляет элементы питания для растений и влияет на формирование почвенных режимов: водного, теплового и воздушного.

Жидкая фаза - это почвенный раствор, который заполняет поры твердой фазы. С ее помощью осуществляется перемещение веществ внутри почвы, она обеспечивает растения водой и растворимыми элементами питания.

В почве вода бывает в трех состояниях: парообразном, жидком, твердом.

Отличают следующие формы воды в почве:

Конституционная

Кристаллизационная

Пленочная

Все указанные выше формы воды - недоступны для корневой системы растений:

Капиллярная - свободная и доступная растениям, движется по порам диаметром до 8 мм

Гравитационная - свободная и доступная растениям, движется под влиянием капиллярных и гравитационных сил.

Газовая фаза - это почвенный воздух, заполняет все поры, свободные от воды. Его состав отличается от атмосферного воздуха и меняется со временем.

Количество и состав почвенного воздуха непостоянны и определяются множеством химических и биохимических процессов, протекающих в почве. Газовая фаза поставляет необходимый почвенной биоте кислород. Без воздуха в порах почвы корневая система не развивается, и растения отмирают.

Живая фаза - это населяющие почву живые организмы. Они участвуют в почвообразовании: микроорганизмы(бактерии, грибы, водоросли), простейшие насекомые, черви, роющие грызуны, корневые системы растений.

1. Геологическая деятельность подземных вод. Регулирование теплового режима почв.

Все воды, находящие ниже поверхности твёрдой Земли, называют подземными водами. Эти воды связаны с поверхностными и атмосферными, образуя глобальный круговорот вод.

Виды вод в горных породах.

В толщах горных пород и минералах вода содержится в различных формах:

1. Вода в форме пара. Этот вид воды присутствует в воздухе, заполняющем трещины и пустоты между частицами породы. 2. Вода в форме льда. Лёд в почвах и породах может присутствовать как в виде отдельных кристаллов, так и в форме скоплений льда (линз, прослоев). Наиболее широко эта форма нахождения воды распространена в области развития многолетней мерзлоты. 3. Кристаллизационная и конституционная вода. Эти виды вод являются составными частями минералов, входя в их состав в виде молекул или (OH)^- -групп, то есть находятся в химически связанном состоянии.

4. Физически связанная вода. Этот вид воды присутствует на поверхности частиц.

5. Свободная вода. (Капиллярная вода располагается в тонких трещинах и порах пород и удерживается в них силами поверхностного натяжения. Гравитационные воды, перемещающиеся (фильтрующиеся) под действием силы тяжести и напорного градиента в толще пород по сообщающимся порам и трещинам.)

Химический состав подземных вод

Подземные воды представляют собой природные растворы, содержащие свыше 60 химических элементов, а также микроорганизмы. Сумма растворенных в воде веществ, исключая газы, определяет её минерализацию (выражаемую в г/л или мг/л).

По степени минерализации подземные воды подразделяют (по классификации В.И. Вернадского) на следующие группы:

· пресные - воды с минерализацией до 1 г/л,

· солоноватые - от 1 до 10 г/л,

· солёные - от 10 до 50 г/л,

· подземные рассолы - более 50 г/л (в ряде классификаций принято значение 36 г/л, соответствующее средней солёности вод Мирового океана).

Геологическая деятельность подземных вод

Геологическая работа подземных вод ярче всего проявляется в процессах карста, суффозии и образования оползней. Карст -- совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью подземных вод, и выражающихся в растворении горных пород и образовании в них пустот, а также своеобразных форм рельефа, возникающих на местностях, сложенных сравнительно легко растворимыми в воде горными породами -- гипсом, известняком, мрамором, доломитом и каменной солью.

Суффозия -- вынос мелких минеральных частиц породы фильтрующейся через неё водой. Процесс близок к карсту, но отличается от него тем, что суффозия является преимущественно физическим процессом и частицы породы не претерпевают дальнейшего разрушения. Наиболее широкое развитие суффозия получает в области распространения лёссов и лёссовидных суглинков, под склонами долин рек, часто по ходам роющих животных.

В карбонатных и гипсоносных песчано-глинистых отложениях и мергелях карст и суффозия могут проявляться одновременно. Это явление носит название глинистый карст или глинистый псевдокарст. Оползень - скользящее смещение (сползание) масс грунтов и горных пород вниз по склонам гор и оврагов, крутых берегов морей, озер и рек под влиянием силы тяжести. Причинами оползня чаще всего являются подмыв склона, его переувлажнение обильными осадками, землетрясения.

В северных районах нашей страны задача регулирования теплового режима почвы и приземного слоя воздуха сводится к увеличению притока теплоты в почву и сохранению ее, в южных -- возникает необходимость ослабить перегрев почвы и растений, и почти во всех районах важной задачей является предупреждение повреждений растений от заморозков. Приемы регулирования теплового режима почв направлены на лучшее использование основных и дополнительных источников тепла, сохранение и уменьшение расхода тепла и устранение перегрева почвы.

1. Пассивный метод (посев сельскохозяйственных культур в оптимальные сроки, использование в хозяйствах агроклиматически-районированных культур и отдельных их сортов, правильное использование элементов рельефа. Посев теплолюбивых культур в более поздние сроки при наступлении относительно устойчивых положительных температур и надлежащем прогревании почвы способствует более благоприятным условиям их роста. Районирование позволяет определить географические границы возделывания культур, соответствующие их потребностям в тепле. Размещение более теплолюбивых культур на плато и южных склонах как лучше прогреваемых, а холодостойких -- в низинах и на северных склонах позволяет лучше использовать мезоклимат.)

2. Активный метод (посев и посадка растений на грядах и гребнях, обработка почвы и удаление избыточной почвенной влаги, мульчирование почвы, создание дымовых завес над поверхностью почвы и растениями, дополнительный обогрев почвы, создание полезащитных лесных полос, снегозадержание на полях.)

Специальными мерами по предупреждению заморозков служат дымовые завесы. В качестве дымообразующих средств используют дымовые шашки и костры. Дым и водяные пары в приземном слое воздуха предохраняют почвы от лучеиспускания и соответственно от переохлаждения. Для предохранения растений от заморозков и для сохранения тепла в овощеводстве широко используют пленочные покрытия.

В хозяйствах, расположенных вблизи природных источников термальных вод или крупных промышленных предприятий, может использоваться в качестве источника тепла горячая вода для обогрева почвы через систему труб, а вода с пониженной температурой -- для орошения.

В Средней Азии при влагозарядковых поливах в холодное время года или при осенних поливах поливная вода выступает также как дополнительный источник тепла, поскольку имеет более высокую температуру, чем поверхностный слой почвы. При возделывании растений в защищенном грунте для дополнительного обогрева применяют пар, различные виды топлива, электроэнергию. Важное воздействие на тепловой режим почв и приземный слой воздуха оказывают полезащитные лесонасаждения, создавая благоприятный микроклимат, уменьшая годовую и суточную амплитуду колебания температуры.

В южных районах для предупреждения перегрева почвы применяют различные приемы затенения почвы и посевов, а также мульчирование почвы белыми материалами, усиливающими отражение солнечной радиации.. Орошение посевов, особенно дождеванием, способствует охлаждению почвы и увеличивает расход тепла на испарение воды.

2. Характеристика условий почвообразования степной зоны

Степь -- равнина, поросшая травянистой растительностью, в умеренных и субтропических зонах Северного и Южного полушарий. Характерной особенностью степей является практически полное отсутствие деревьев. Климат. Степи распространены на всех континентах, кроме Антарктиды. В Евразии наибольшие площади степей находятся на территории Российской Федерации, Казахстана, Украины и Монголии. В горах образует высотный пояс (горная степь); на равнинах -- природную зону, расположенную между лесостепной зоной на севере и полупустынной зоной на юге. Атмосферные осадки от 250 до 450 мм в год. Средние температуры зимних месяцев от 0 єС до ?20 єС, а летних от +20 єС до +28 єС.

Климат степных регионов, как правило, находится в диапазоне от умеренно-континентального до резко-континентального, и всегда характеризуется жарким или очень жарким (до +40 °C) и сильно засушливым летом. Зима в степных регионах всегда малоснежная, с сильными позёмками и метелями, от умеренно мягкой до суровой с трескучими морозами, иногда возможны даже морозы до ?40 °C. Растительный мир. Характерная черта степи -- безлесное пространство, покрытое травянистой растительностью. Травы, образующие сомкнутый или почти сомкнутый ковёр: ковыль, типчак, тонконог, мятлик, овсец и др. Растения приспосабливаются к неблагоприятным условиям. Многие из них засухоустойчивы либо активны весной, когда ещё остаётся влага после зимы. Степи богаты луковичными растениями. В степной зоне формируются обыкновенные и южные черноземы под травянистыми формациями при периодически промывном и непромывном водном режиме на породах, содержащих карбонаты. Они занимают обширные пространства в европейской части России от южной окраины Московской области на севере до Краснодара и Кубани на юге и от западных окраин Курской и Белгородской областей на западе до Новосибирска на востоке и далее, отдельными массивами, до Красноярска и к востоку от Улан-Удэ в межгорных котловинах Забайкалья.

Систематика черноземов.

Чернозем - богатый гумусом, тёмноокрашенный тип почвы, сформировавшийся на лессовидных суглинках или глинах в условиях суббореального и умеренно-континентального климата при периодически промывном или непромывном водном режиме под многолетней травянистой растительностью. Особенности черноземов:

1. Отличаются значительным содержанием органических веществ, обусловливающих темный цвет их; такого содержания упомянутых веществ мы не находим в других почвах в недалеком расстоянии от чернозема, при условиях, по-видимому, вполне сходных.

2. Органические вещества находятся не во всех слоях чернозема в одинаковых количествах: содержание этих веществ постепенно, по мере углубления, уменьшается, так что резкой границы между очень темной почвой и подпочвой, иногда почти не окрашенной, не замечается. Если не считать обрывков растительных корней, еще сохранивших строение аморфны, так что при микроскопическом исследовании чернозема можно сказать только (по нахождению в нем фитолитарий), что органические вещества его -- растительного происхождения и что они, вероятно, образовались из травянистых растений, но нет возможности определить, из каких именно растений они произошли. Подтипы черноземов: 1. оподзоленные чернозёмы

2. выщелоченные чернозёмы

3. типичные чернозёмы

4. обыкновенные чернозёмы

5. южные чернозёмы

По мощности гумусового слоя: а) сверхмощные (мощность более 120 см.)

б) мощные (120-80 см.)

в) среднемощные(80-40 см.)

г) маломощные(<40 см.)

По содержанию гумуса:

а) тучные (>9 %) (окраска чёрная)

б) модергумусные(9-6 %) (чёрная)

в) малогумусные(6-4 %)(тёмно-серая)

г) слабогумусные(<4 %)(серая)

д) микрогумусные(<2 %)(светло-серая)

Фациальные подтипы черноземов: 1. Очень теплые/кратковременно промерзающие 2. Теплые промерзающие 3. Умеренно теплые промерзающие 4. Умеренные промерзающие 5. Умеренные длительно-промерзающие

3. Практическая часть

Морфологическое описание почвенного профиля чернозема обыкновенного.

Черноземы обыкновенные (Чо). Горизонт А темно-серый или черный с отчетливой зернистой или комковато-зернистой структурой, мощностью 30--40 см. Постепенно переходит в горизонт B1-- темно-серый с ясным буроватым оттенком, с комковатой или комковато-призматической структурой. Мощность гумусового слоя (A+B1) колеблется от 80--140 см, до 35--45 см.

Горизонт гумусовых затеков (В2) часто совпадает с карбонат­ным горизонтом (Вк) или очень быстро переходит в него. Представлены карбонаты - морфологическая особенность обыкновенных черноземов, отличающая их от ранее рассмотренных подтипов. Горизонты В2 и Вк обычно имеют призматическую структуру. Постепенно карбонатный горизонт переходит в материнскую породу.

Агрохимическая характеристика мощного обыкновенного чернозема (Воронежская область).

вода почвообразование чернозем химический

А -- гумусовый горизонт мощностью 30-40 см, темно-серый или черный, зернистой или комковато-зернистой структуры;

АВ -- гумусовый горизонт (до глубины 40-120 см), темно-серый с бурым оттенком, с темными гумусовыми затеками, комковатой и комковато-призматической структуры; в нижней части этого горизонта наблюдается вскипание.

Преобладающая мощность гумусовых горизонтов -- 40-80 см. Нижняя граница гумусового горизонта может быть потечно-языковатой, резко-языковатой, карманистой, или переход может быть плавным в виде постепенного ослабления гумусовой окряски;

Вк -- иллювиально-карбонатный горизонт буровато-палевого цвета, призматической структуры; выделения карбонатов в виде псевдомицелия и белоглазки, но могут быть в виде общей мучнистой пропитки и отдельных пятен; максимум карбонатов сосредоточен в подгоризонте выделения карбонатов в форме белоглазки;

(ВС_К)С_К -- карбонатная материнская порода палевого цвета.

Анализ агрохимического состояния почвы. Степень обеспеченности гумусом почвы: 4,9% (сумма Г по всему профилю/6), почва хорошо обеспечена гумусом. Степень насыщенности основаниями средняя по всему профилю, усредненное значение - 94,85%.

Расчеты доз внесения извести, минеральных удобрений.

а) по показателю гидролитической кислотности по формуле:

МCaCO3 = 5*ср.ГК*dv*H (т/га), dv =1, H = 0,3

МСаСО3 = 5*0,8*1*0,3 = 1,2 т/га

б) выбрать готовую дозу извести, по показателю рНKCI исходя из таблицы приложения №3, т.к сумма рН = 7,3 из приложения №3 МCaCO₃ не требуется

Нормы внесения органических удобрений.

Данные нормы определяются по содержанию гумуса (Г%) в почве. Берём среднее значение гумуса в пахотном слое:

(10+8,5)/2=9,25%

Полученное число видим, что чернозем обыкновенный по содержанию гумуса относится к очень хорошо обеспеченным почвам.

Нормы внесения органических удобрений равно

Торф низинный проветренный - 10-20 т/га

ТМАУ - до 10 т/га

Вывод

Так как исследованная в курсовой работе почва не требует понизить кислотность, известь (МСаСО₃) добавлять не требуется. По среднему значению гумуса в пахотном слое (9,25%) данную почву можно отнести к богатым гумусированным почвам. Их можно смело засеивать пшеницей или картофелем, подсолнечником и сахарной свеклой. Не менее хорошо на этих почвах растут кукуруза, лен, огурцы и другие овощные культуры.

Использованная литература

1. http://ru.wikipedia.org

2. http://www.zoodrug.ru

3. Смирнов В.Н., Роде А.А. Почвоведение. Изд 2-ое.

4. Лекции и практические записи по почвоведению.

Размещено на Allbest.ru