Файл: А. В. Гусаров аудиторнопрактические работы по курсу география почв с основами почвоведения часть Определение основных морфологических признаков почвы.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 40
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный университет имени В.И. Ульянова-Ленина”
А.В. Гусаров
АУДИТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПО КУРСУ ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ С ОСНОВАМИ ПОЧВОВЕДЕНИЯ Часть Определение основных морфологических признаков почвы
Учебно-методическое руководство Для студентов специальности География Казань
2008
А.В. Гусаров
АУДИТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПО КУРСУ ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ С ОСНОВАМИ ПОЧВОВЕДЕНИЯ Часть Определение основных морфологических признаков почвы
Учебно-методическое руководство Для студентов специальности География Казань
2008
Печатается по решению методической комиссии факультета географии и экологии Казанского государственного университета Утверждены на заседании кафедры экономической географии и регионального анализа факультета географии и экологии протокол № 10 от 18 октября 2007 г.
Рецензенты
д.б.н., доцент А.А. Шинкарёв, к.б.н., старший преподаватель Л.В. Мельников кафедра агрохимии и почвоведения д.г.н., профессор А.М. Трофимов кафедра экономической географии и регионального анализа к.г.н., доцент ГР. Сафина кафедра физической географии и геоэкологии) Гусаров А.В.
Аудиторно-практические работы по курсу География почв с основами почвоведения. Часть I. Определение основных морфологических признаков почвы Учебно-методическое руководство. Для студентов специальности География / А.В. Гусаров. – Казань КГУ, 2008. – 36 с. Настоящий практикум составлен в соответствии с ГОС программы курса География почв с основами почвоведения, предусмотренного учебным планом для студентов, обучающихся по специальности География. Первая часть практикума включает работы по определению основных морфологических признаков почвы, выполнение которых способствует закреплению теоретического (лекционного) материала и подготовке студентов к исследованию почвенного покрова в натурных (полевых) условиях. Настоящий практикум может быть также рекомендован к использованию на аудиторно-практических занятиях поданному курсу студентами, обучающимися по направлению География.
© Казанский государственный университет, 2008
Рецензенты
д.б.н., доцент А.А. Шинкарёв, к.б.н., старший преподаватель Л.В. Мельников кафедра агрохимии и почвоведения д.г.н., профессор А.М. Трофимов кафедра экономической географии и регионального анализа к.г.н., доцент ГР. Сафина кафедра физической географии и геоэкологии) Гусаров А.В.
Аудиторно-практические работы по курсу География почв с основами почвоведения. Часть I. Определение основных морфологических признаков почвы Учебно-методическое руководство. Для студентов специальности География / А.В. Гусаров. – Казань КГУ, 2008. – 36 с. Настоящий практикум составлен в соответствии с ГОС программы курса География почв с основами почвоведения, предусмотренного учебным планом для студентов, обучающихся по специальности География. Первая часть практикума включает работы по определению основных морфологических признаков почвы, выполнение которых способствует закреплению теоретического (лекционного) материала и подготовке студентов к исследованию почвенного покрова в натурных (полевых) условиях. Настоящий практикум может быть также рекомендован к использованию на аудиторно-практических занятиях поданному курсу студентами, обучающимися по направлению География.
© Казанский государственный университет, 2008
СОДЕРЖАНИЕ Предисловие ........................................................................................................... 4 Понятие о почве и её морфологических признаках ............................................ 5 Практическая работа № 1. Определение окраски почвы и почвообразующей породы. 6 Практическая работа № 2. Определение механического (гранулометрического) состава почвы и почвообразующей породы ................................................ 10 Практическая работа № 3. Определение структуры почвы ............................. 16 Практическая работа № 4. Определение новообразований и включений в почве Практическая работа № 5. Определение кислотности почвы .......................... 26 Практическая работа № 6. Определение строения профиля и названия почвы. 29 Вопросы для самоконтроля усвоения знаний. 33 Список литературы, рекомендуемой к использованию. 34 Приложение .......................................................................................................... 35
ПРЕДИСЛОВИЕ И каменные голые горы часто показывают на себе зелень мху молодого, которая после чернеет и становится землею …” МВ. Ломоносов География почв с основами почвоведения является одним из базовых университетских курсов при подготовке специалистов-географов, где студенты знакомятся с процессами формирования почв вследствие тесного про- странственно-временнóго взаимодействия всех компонентов природной среды (почвообразующие породы, рельеф, климат, воды, растительные и животные организмы, изучают закономерности распространения и изменения разных типов и других систематических подразделений почв в зависимости от физико-географических условий и деятельности человека. Такой подход способствует более глубокому и полному восприятию последующих географических курсов. Изучение почв будет неполным без их натурного (в природных условиях) изучения. Поэтому, как и любой другой базовый географический курс Общая геология, Геоморфология, Гидрология, Биогеография и др, курс География почв с основами почвоведения завершается полевой учебной практикой. Для лучшей подготовки студентов к полевой практике, равно как и для закрепления теоретического материала, лекционные занятия дополняются аудиторно-практическими работами. Первая часть настоящего практикума нацелена на изучение некоторых основных морфологических признаков почвы (окраска, механический состав, структура, новообразования и включения, кислотность, строение профиля) по её естественному образцу, помещённому в специальный почвенный ящик. Такой ящик, содержащий определённый тип (подтип) почв, разделён на отсеки, в которые помещены отдельные генетические горизонты (подгоризонты) почвы. Результаты изучения указанных морфологических признаков фиксируются простым карандашом в раздаваемом бланке описания образца почвы. Укороченный вариант бланка представлен в Приложении (стр. 35). При этом каждый студент проводит весь перечень работ с одними тем же почвенным ящиком, внося результаты каждой работы в свой индивидуальный бланк описания образца почвы. Другие основные морфологические признаки почвы (см. стр. 5) описываются непосредственно в полевых условиях по свежезачищенным разрезам почвенной толщи. После выполнения всего перечня работ настоящего практикума аккуратно заполненный бланк описания образца почвы сдаётся на итоговую проверку и оценивание руководителю аудиторно-практическими работами.
ПОНЯТИЕ О ПОЧВЕ И ЕЁ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЗНАКАХ Почва – особое органо-минеральное естественноисторическое природное образование, возникшее в результате воздействия живых организмов на минеральный субстрат и разложения мёртвых организмов, влияния природных води атмосферного воздуха на поверхностные горизонты горных пород в различных условиях климата и рельефа в гравитационном поле Земли. Почва характеризуется плодородием – способностью удовлетворять потребности растений в питательных веществах, воздухе, биотической и физико- химической среде, включая тепловой режим, и на этой основе обеспечивать урожай сельскохозяйственных культура также биологическую продуктивность диких форм растительности. Плодородие почвы бывает как естественным (определяется природными запасами минеральных и органических питательных веществ и естественным гидротермическим режимом, таки искусственным (определяется внесением удобрений и проведением комплекса агротехнических мероприятий, включая севообороты, мелиорацию и т.д.). Естественное и искусственное плодородие в сумме формируют так называемое экономическое плодородие почвы. Мощность почв изменяется от первых см дом (Реймерс, 1990). Морфологические признаки почвы – внешние, доступные наблюдению, признаки, являющиеся результатом процессов формирования почвы и отражающие её химические и физические свойства. По ним можно отличить почву от почвообразующей породы, одну почву от другой. Зная взаимосвязь между отдельными процессами при формировании почвы и проявлением этих процессов в виде её морфологических особенностей, можно непосредственно в полевых условиях на основании визуальных наблюдений делать обоснованные выводы о процессах, сформировавших почву, и о свойствах, приобретён- ных почвой в результате действия этих процессов. Для определения морфологических признаков используются как простые приспособления, таки достаточно сложные приборы. В зависимости от целей исследования можно описать морфологические особенности почвенного профиля более или менее подробно, используя до
100 морфологических показателей. Однако в большинстве случаев в столь подробных описаниях нет необходимости. Основными морфологическими признаками почвы являются окраска, механический (гранулометрический) состав, структура, новообразования и включения, вскипание от 10%-ного раствора HCl, кислотность, влажность, липкость, прочность, твёрдость, характер пористости, тиксотропность и плы- вунность, растительные остатки и животные останки, густота корневой системы, строение профиля, мощность почвы в целом и отдельных её генетических горизонтов (подгоризонтов), характер переходов (границ) между генетическими горизонтами (подгоризонтами) и др.
100 морфологических показателей. Однако в большинстве случаев в столь подробных описаниях нет необходимости. Основными морфологическими признаками почвы являются окраска, механический (гранулометрический) состав, структура, новообразования и включения, вскипание от 10%-ного раствора HCl, кислотность, влажность, липкость, прочность, твёрдость, характер пористости, тиксотропность и плы- вунность, растительные остатки и животные останки, густота корневой системы, строение профиля, мощность почвы в целом и отдельных её генетических горизонтов (подгоризонтов), характер переходов (границ) между генетическими горизонтами (подгоризонтами) и др.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОКРАСКИ ПОЧВЫ И ПОЧВООБРАЗУЮЩЕЙ ПОРОДЫ Окраска почвы – один из важнейших, наиболее доступных и прежде всего бросающихся в глаза её морфологических и диагностических признаков. В почвах можно встретить все цвета (от чёрного до белого) и их оттенки, но преобладают тусклые, землистые тона, образованные сложным сочетанием чёрного, красного, жёлтого и белого цветов. Многие почвенные типы получили свои названия по окраске подзолистая почва, бурая лесная почва, серая лесная почва, “чернозём”, каштановая почва, “краснозём” и т.д. В почвенной окраске отражаются особенности почвообразовательного процесса. Поэтому её изучение, изучение изменения цветовых оттенков враз- личных почвах, а также водной и той же почве, нов разных её горизонтах
(подгоризонтах) может дать информацию для понимания сущности происходящих в почве процессов и для раскрытия происхождения почв. Окраска почвы определяется окраской и концентрацией веществ, которыми она слагается (таблица 1), а также физическим состоянием почвы. Окраска сильно меняется от степени влажности и характера освещения, поэтому окончательное её определение принято делать при рассеянном дневном свете по образцам, находящимся в воздушно-сухом состоянии (почвенные монолиты, образцы почв в ящиках и т.д.), или помазкам в бланке описания образца почвы (в полевых условиях изучения. Окраска нижних горизонтов почвенного профиля в основном определяется окраской почвообразующих пород, их составом и степенью выветривания. Для унифицирования определений окраски почвы С.А. Захаровым
(1931) предложен треугольник цветов (рисунок 1), в вершинах которого расположен белый, чёрный и красный цвета, а по сторонами медианам нанесены названия возможных цветов, производных от смешивания трёх основных. В некоторых странах Европы, Северной Америки и др. для определения окраски почв широко используются таблицы Манселла – набор стандартных эталонов окрасок, каждый из которых имеет свой индекс. Окраску почвы устанавливают сравнением с эталонами окрасок. Определение почвенной окраски на глаз всегда в той или иной степени субъективно, зависит как от психофизиологических особенностей наблюдателя, таки от элементарного его умения правильно дать название окраске. Поэтому точная количественная (объективная) её оценка в лабораторных условиях может быть получена с использованием специального оборудования, например фотометра – прибора, позволяющего определить степень отражения или поглощения световых волн разной длины от образца почвенной массы.
(подгоризонтах) может дать информацию для понимания сущности происходящих в почве процессов и для раскрытия происхождения почв. Окраска почвы определяется окраской и концентрацией веществ, которыми она слагается (таблица 1), а также физическим состоянием почвы. Окраска сильно меняется от степени влажности и характера освещения, поэтому окончательное её определение принято делать при рассеянном дневном свете по образцам, находящимся в воздушно-сухом состоянии (почвенные монолиты, образцы почв в ящиках и т.д.), или помазкам в бланке описания образца почвы (в полевых условиях изучения. Окраска нижних горизонтов почвенного профиля в основном определяется окраской почвообразующих пород, их составом и степенью выветривания. Для унифицирования определений окраски почвы С.А. Захаровым
(1931) предложен треугольник цветов (рисунок 1), в вершинах которого расположен белый, чёрный и красный цвета, а по сторонами медианам нанесены названия возможных цветов, производных от смешивания трёх основных. В некоторых странах Европы, Северной Америки и др. для определения окраски почв широко используются таблицы Манселла – набор стандартных эталонов окрасок, каждый из которых имеет свой индекс. Окраску почвы устанавливают сравнением с эталонами окрасок. Определение почвенной окраски на глаз всегда в той или иной степени субъективно, зависит как от психофизиологических особенностей наблюдателя, таки от элементарного его умения правильно дать название окраске. Поэтому точная количественная (объективная) её оценка в лабораторных условиях может быть получена с использованием специального оборудования, например фотометра – прибора, позволяющего определить степень отражения или поглощения световых волн разной длины от образца почвенной массы.
Белесоватая
Палевая
Светло-бурая
Бурая
Светло-серая
Серая
Темно-бурая
Темно-серая
Темно-
каштановая
Каштановая
Светло-
каштановая
Светло-
желтая Белая
Желтая
Оранжевая
Красная
Коричневая
Черная Рисунок 1. Треугольник цветов С.А. Захарова (1931) Таблица Окраска почвы в связи с химическими минералогическим составом Окраска почвы Химический и минералогический состав
интенсивно-чёрная, тёмно-серая, серая, светло-серая, тёмно-бурая, буровато-чёрная, буро-чёрная гумусовые вещества интенсивность окраски и оттенки зависят от концентрации и состава гумуса) чёрные пятна (вкрапления) и прослойки на красновато-буром фоне гидроксиды марганца жёлто-оранжевая, жёлто-бурая, буровато-жёлтая, красно-бурая, фиолетово-бурая, светло-бурая и т.д. оксиды и гидроксиды железа, алюминия и фосфора, образующие самостоятельные минералы или находящиеся в сорбированном состоянии на поверхности тонких глинистых минералов голубоватая, голубовато-серая (сизая, зеленовато-голубоватая и т.д. закиси железа (II) белёсая тонкие зёрна кварца (кремнезём); каолинит белая, желтовато-белая, палево-белая и т.д. хлориды натрия, магния, кальция сульфаты натрия и магния, гипс карбонаты кальция и магния
7
Палевая
Светло-бурая
Бурая
Светло-серая
Серая
Темно-бурая
Темно-серая
Темно-
каштановая
Каштановая
Светло-
каштановая
Светло-
желтая Белая
Желтая
Оранжевая
Красная
Коричневая
Черная Рисунок 1. Треугольник цветов С.А. Захарова (1931) Таблица Окраска почвы в связи с химическими минералогическим составом Окраска почвы Химический и минералогический состав
интенсивно-чёрная, тёмно-серая, серая, светло-серая, тёмно-бурая, буровато-чёрная, буро-чёрная гумусовые вещества интенсивность окраски и оттенки зависят от концентрации и состава гумуса) чёрные пятна (вкрапления) и прослойки на красновато-буром фоне гидроксиды марганца жёлто-оранжевая, жёлто-бурая, буровато-жёлтая, красно-бурая, фиолетово-бурая, светло-бурая и т.д. оксиды и гидроксиды железа, алюминия и фосфора, образующие самостоятельные минералы или находящиеся в сорбированном состоянии на поверхности тонких глинистых минералов голубоватая, голубовато-серая (сизая, зеленовато-голубоватая и т.д. закиси железа (II) белёсая тонкие зёрна кварца (кремнезём); каолинит белая, желтовато-белая, палево-белая и т.д. хлориды натрия, магния, кальция сульфаты натрия и магния, гипс карбонаты кальция и магния
7
8
► ЗАДАНИЕ Определить окраску и характере пятнистости каждого генетического горизонта (подгоризонта) образца почвы помазкам в бланке описания образца почвы и связать её с химическими минералогическим составом. Материалы
1. Образец почвы в почвенном ящике.
2. Бланк описания образца почвы.
3. Фарфоровая ступка и пестик.
4. Мензурка или колбас водой.
5. Влажные салфетки для рук. Методика работы
(1) Небольшое количество почвенного материала (половину объёма одной чайной ложки, взятого из отдельного генетического горизонта (подгори- зонта) образца почвы, очищается от посторонних предметов (веточки, стебли и корни трав, обломки камней, угольки и т.д.), аккуратно растирается пестиком в фарфоровой ступке до однородной рассыпчатой массы и смачивается водой из мензурки или колбы до слегка жидко-текучей консистенции.
(2) Указательным пальцем руки часть этой консистенции аккуратно наносится (намазывается вращательным движением пальца) на бланк описания образца почвы (в столбец Мазок) для получения равномерного по густоте окраски пятна диаметром 2-2,5 см. Не рекомендуется наносить на бланковый лист избыточное количество почвенного материала, ибо, чем больше толщина нанесённого слоя, тем больше вероятность его осыпания при высыхании. Не рекомендуется наносить и крайне малое количество материала (при этом избыточно жидкого, поскольку в таком случае получается весьма бледный мазок, что затрудняет определение по нему окраски.
(3) По высохшему мазку определяется окраска образца почвенной массы. Название окраски, которая представляет собой смесь различных цветов и их оттенков, должно включать как основной (доминирующий) цвет (оттенок, таки дополнительный цвет (в качестве дополнительного обычно указывают только цвет, т.к. выделить оттенок дополнительного цвета затруднительно. Например, окраска коричнево–тёмно-серая (основной оттенок – тёмно-серый, дополнительный цвет – коричневый. Доминирующий цвет (оттенок) ставится в названии на последнее место. Другие примеры названия окраски серо- коричневая, коричнево-бурая, палево–светло-коричневая и т.д. Если и дополнительные цвета выделить проблематично, то останавливаются только на указании основного цвета (оттенка окраска тёмно-коричневая, светло-серая и т.д.
(4) По результатам определения окраски устанавливаются для каждого генетического горизонта (подгоризонта) образца почвы, опираясь на
таблицу 1, особенности их химического и минералогического состава.
(5) В образце почвы, помещённой в ящик, необходимо проанализировать характер пятнистости окраски почвенной массы – её контрастность, количество и окраску пятен. Выделяют следующие градации (степени) контрастности пятен
– слабая (основная окраска и окраска пятен имеют близкий цветовой тони насыщенность, пятна обнаруживаются лишь при внимательном рассмотрении отчётливая – пятна хорошо заметны (основная окраска и окраска пятен отличаются заметно
– сильная – пятна бросаются в глаза (пятнистость является характерной чертой горизонта (подгоризонта)). Для описания количества пятен используются следующие градации частоты их встречаемости: пятна единичные, очень редкие, редкие, частые, очень частые, господствующие.
(6) Отработанный почвенный материал не возвращается в почвенный ящика удаляется в мусорное ведро или пакет. Итоговые результаты по окраске и характеру её пятнистости каждого генетического горизонта (подгоризонта) вписываются простым карандашом в соответствующую графу бланка описания образца почвы.
(5) В образце почвы, помещённой в ящик, необходимо проанализировать характер пятнистости окраски почвенной массы – её контрастность, количество и окраску пятен. Выделяют следующие градации (степени) контрастности пятен
– слабая (основная окраска и окраска пятен имеют близкий цветовой тони насыщенность, пятна обнаруживаются лишь при внимательном рассмотрении отчётливая – пятна хорошо заметны (основная окраска и окраска пятен отличаются заметно
– сильная – пятна бросаются в глаза (пятнистость является характерной чертой горизонта (подгоризонта)). Для описания количества пятен используются следующие градации частоты их встречаемости: пятна единичные, очень редкие, редкие, частые, очень частые, господствующие.
(6) Отработанный почвенный материал не возвращается в почвенный ящика удаляется в мусорное ведро или пакет. Итоговые результаты по окраске и характеру её пятнистости каждого генетического горизонта (подгоризонта) вписываются простым карандашом в соответствующую графу бланка описания образца почвы.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО (ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО) СОСТАВА ПОЧВЫ И ПОЧВООБРАЗУЮЩЕЙ ПОРОДЫ
Твёрдая фаза почв и почвообразующих пород состоит из частиц различной размерности, которые называются механическими элементами. Эти элементы имеют минеральное, органическое и органо-минеральное происхождение, представляя собой обломки горных пород, отдельные зёрна первичных и вторичных минералов, гумусовые вещества, соединения органических и минеральных веществ. Механические элементы находятся в почве или в почвообразующей породе как в свободном состоянии (например, в песке, таки соединенными в структурные отдельности – агрегаты (комки) различной величины, формы и прочности. Близкие по размеру и свойствам частицы объединяются во фракции (таблица 2), при этом все механические фракции объединяются в две большие группы физическая глина (размерность частиц менее мм) – ил, мелкая и средняя пыль и физический песок (размерность частиц более 0,01 мм. Фракции механических элементов слагают почвы или породы в различных количественных соотношениях. Относительное содержание в почве или почвообразующей породе (высушенной при температуре +С) фракций механических элементов называется механическим (гранулометрическим) составом, который оказывает большое влияние на почвообразование. От механического состава почв и почвообразующих пород в большой степени зависит интенсивность многих почвообразовательных процессов, связанных с превращением, перемещением и накоплением минеральных и органических соединений в почве. В результате в одних и тех же природных условиях из пород разного механического состава формируются почвы с неодинаковыми свойствами. Механический состав оказывает существенное влияние на водно- физические, физико-механические, воздушные, тепловые свойства, окисли- тельно-восстановительные условия, поглотительную (сорбционную) способность, накопление в почве гумуса, зольных элементов, азота и, как следствие, на сельскохозяйственное использование почв. Так, почвы с большим содержанием глинистых (иловато-пылеватых) частиц отличаются более высокой связностью и влагоёмкостью, лучше обеспечены питательными элементами и богаче гумусом. Однако агрикультурная обработка этих почв требует больших энергетических затрат, поэтому такие почвы принято называть тяжёлыми. Почвы с большим содержанием песчаных частиц (лёгкие почвы, напротив, имеют высокую водопроницаемость
(из-за большей пористости) и низкую влагоёмкость, обеднены гумусом и элементами питания растений, обладают незначительной поглотительной способностью, но легко поддаются обработке.
Твёрдая фаза почв и почвообразующих пород состоит из частиц различной размерности, которые называются механическими элементами. Эти элементы имеют минеральное, органическое и органо-минеральное происхождение, представляя собой обломки горных пород, отдельные зёрна первичных и вторичных минералов, гумусовые вещества, соединения органических и минеральных веществ. Механические элементы находятся в почве или в почвообразующей породе как в свободном состоянии (например, в песке, таки соединенными в структурные отдельности – агрегаты (комки) различной величины, формы и прочности. Близкие по размеру и свойствам частицы объединяются во фракции (таблица 2), при этом все механические фракции объединяются в две большие группы физическая глина (размерность частиц менее мм) – ил, мелкая и средняя пыль и физический песок (размерность частиц более 0,01 мм. Фракции механических элементов слагают почвы или породы в различных количественных соотношениях. Относительное содержание в почве или почвообразующей породе (высушенной при температуре +С) фракций механических элементов называется механическим (гранулометрическим) составом, который оказывает большое влияние на почвообразование. От механического состава почв и почвообразующих пород в большой степени зависит интенсивность многих почвообразовательных процессов, связанных с превращением, перемещением и накоплением минеральных и органических соединений в почве. В результате в одних и тех же природных условиях из пород разного механического состава формируются почвы с неодинаковыми свойствами. Механический состав оказывает существенное влияние на водно- физические, физико-механические, воздушные, тепловые свойства, окисли- тельно-восстановительные условия, поглотительную (сорбционную) способность, накопление в почве гумуса, зольных элементов, азота и, как следствие, на сельскохозяйственное использование почв. Так, почвы с большим содержанием глинистых (иловато-пылеватых) частиц отличаются более высокой связностью и влагоёмкостью, лучше обеспечены питательными элементами и богаче гумусом. Однако агрикультурная обработка этих почв требует больших энергетических затрат, поэтому такие почвы принято называть тяжёлыми. Почвы с большим содержанием песчаных частиц (лёгкие почвы, напротив, имеют высокую водопроницаемость
(из-за большей пористости) и низкую влагоёмкость, обеднены гумусом и элементами питания растений, обладают незначительной поглотительной способностью, но легко поддаются обработке.
Таблица Фракции механических элементов и их состав Фракции механических
1 2 3 4
элементов Размерность фракций, мм Состав камни более 10 преимущественно обломки горных пород (почвы и породы валунные, галечниковые и щебенчатые) гравий
1,5 – 10 обломки породи первичных минералов песок
0,05 – 1,5 обломки первичных минералов, прежде всего кварца и полевых шпатов
0,005 – 0,05 крупная и средняя пыль) обломки первичных минералов, прежде всего кварца и полевых шпатов для средней пыли характерно также повышенное содержание слюдистых минералов пыль
0,001 – 0,005 мелкая пыль) обломки первичных и вторичных минералов
0,0001 – 0,001 собственно илистая фракция) ил менее 0,0001 коллоиды) преимущественно обломки высокодисперсных вторичных минералов из первичных минералов чаще всего встречаются кварц, ортоклаз и мусковит
Всё многообразие почв и почвообразующих пород по механическому составу можно объединить в группы с характерными для них физическими, физико-химическими и химическими свойствами. В основу этого группирования положено соотношение физического песка и физической глины. По соотношению содержания частиц различной величины (главным образом, по содержанию частиц менее 0,005 мм) почвы и почвообразующие породы подразделяются наследующие крупные группы – пески, супеси, суглинки и глины таблица 3).
Таблица Группы и подгруппы почв и почвообразующих пород по механическому (гранулометрическому) составу по В.В. Добровольскому, 2001)
Группы
Подгруппы Содержание частиц (%) менее 0,005 мм мелкая пыль и ил)
тяжёлая более 60 глина лёгкая
30 – 60 тяжёлый
20 – 30 средний
15 – 20 суглинок лёгкий
10 – 15 тяжёлая
6 – 10 супесь лёгкая
3 – 6 песок менее 3 Иногда выделяют скелетный механический состав, когда почвенная масса состоит из обломков плотных пород (хрящ, щебень, галька, валуны, смешанных с мелкозёмом. Если отбросить крупные (скелетные) элементы, то остальная почвенная масса обнаруживает свойства одной из перечисленных в таблице 3 групп (подгрупп. Соотношение обломочных частиц в почвообразующих породах разного происхождения определяет механический состав развитых из них почв. Из супесчаных (например, аллювиальных (речных) или эоловых (образованных деятельностью ветра) почвообразующих пород образуются супесчаные почвы, из суглинистых (аллювиальных, делювиальных (образованных при плоскостном смыве на склонах) или иного происхождения) пород – суглинистые почвы. Существует несколько способов определения механического (гранулометрического) состава почв и почвообразующих пород – от относительно сложных методов с использованием специального оборудования (седиментационный анализ, основанный на обособлении частиц вследствие неодинаковой скорости осаждения (седиментации) их вводе в зависимости от массы и величины скорость осаждения частицы (V) пропорциональна её радиусу (R) во второй степени, те. V = ƒ(R²) (закон Стокса ситовый гранулометрический анализ, широко применяемый для определения механического состава песчаных и супесчаных почв при помощи стандартного набора сит с последующим взвешиванием выделенных фракций анализ по методу Рутковского, позволяющий выделить глинистую, пылеватую и песчаную фракции, основываясь на способности частиц почв и почвообразующих пород набухать вводе, и другие методы) до предельно простых приёмов (на ощупь метод раскатывания) для отнесения почвы и почвообразующей породы к глинистой, суглинистой, супесчаной или песчаной группе. Последние методы широко применяются в полевых исследованиях (в том числе на полевых учебных практиках) в силу их простоты и быстроты проведения, однако их результаты дают лишь ориентировочное представление о механическом составе почвы или почвооб- разующей породы.
► ЗАДАНИЕ Определить механический (гранулометрический) состав каждого генетического горизонта (подгоризонта) образца почвы методом раскатывания. Материалы
1. Образец почвы в почвенном ящике.
2. Бланк описания образца почвы.
3. Фарфоровая ступка и пестик.
4. Мензурка или колбас водой.
5. Влажные салфетки для рук.
6. Полиэтиленовый (или бумажный) пакет для мусора. Методика работы
(1) Небольшое количество почвенного материала (объём одной чайной ложки, взятое из отдельного генетического горизонта (подгоризонта) образца почвы, очищается от посторонних предметов (веточки, стебли и корни трав, обломки камней, угольки и т.д.), аккуратно растирается в фарфоровой ступке до однородной рассыпчатой массы и смачивается водой из мензурки или колбы до густой вязкой (тестообразной) консистенции.
(2) Полученная масса скатывается в шарик диаметром около 1,5–2 см.
(3) Шарик раскатывается на более или менее ровной поверхности (стол, тетрадная поверхность, ладонь и т.д.) в шнур длиной около 5 см и равномерной толщиной около 4–5 мм.
(4) Полученный шнур аккуратно сгибается в кольцо также на более или менее ровной поверхности (стол, тетрадная поверхность, ладонь и т.д.). Не допускается сгибание в кольцо пересохшего или переувлажнённого шнура если шнур высох, то необходимо добавить немного воды и раскатать материал вновь, если он переувлажнённый – слегка обдуть его для испарения воды с поверхности.
(5) По характеру раскатывания материала в шнур, его морфологии, наличию и густоте трещин на нём определяется принадлежность изучаемого почвенного материала к той или иной группе (подгруппе) механического состава (таблица 4).
Группы
Подгруппы Содержание частиц (%) менее 0,005 мм мелкая пыль и ил)
тяжёлая более 60 глина лёгкая
30 – 60 тяжёлый
20 – 30 средний
15 – 20 суглинок лёгкий
10 – 15 тяжёлая
6 – 10 супесь лёгкая
3 – 6 песок менее 3 Иногда выделяют скелетный механический состав, когда почвенная масса состоит из обломков плотных пород (хрящ, щебень, галька, валуны, смешанных с мелкозёмом. Если отбросить крупные (скелетные) элементы, то остальная почвенная масса обнаруживает свойства одной из перечисленных в таблице 3 групп (подгрупп. Соотношение обломочных частиц в почвообразующих породах разного происхождения определяет механический состав развитых из них почв. Из супесчаных (например, аллювиальных (речных) или эоловых (образованных деятельностью ветра) почвообразующих пород образуются супесчаные почвы, из суглинистых (аллювиальных, делювиальных (образованных при плоскостном смыве на склонах) или иного происхождения) пород – суглинистые почвы. Существует несколько способов определения механического (гранулометрического) состава почв и почвообразующих пород – от относительно сложных методов с использованием специального оборудования (седиментационный анализ, основанный на обособлении частиц вследствие неодинаковой скорости осаждения (седиментации) их вводе в зависимости от массы и величины скорость осаждения частицы (V) пропорциональна её радиусу (R) во второй степени, те. V = ƒ(R²) (закон Стокса ситовый гранулометрический анализ, широко применяемый для определения механического состава песчаных и супесчаных почв при помощи стандартного набора сит с последующим взвешиванием выделенных фракций анализ по методу Рутковского, позволяющий выделить глинистую, пылеватую и песчаную фракции, основываясь на способности частиц почв и почвообразующих пород набухать вводе, и другие методы) до предельно простых приёмов (на ощупь метод раскатывания) для отнесения почвы и почвообразующей породы к глинистой, суглинистой, супесчаной или песчаной группе. Последние методы широко применяются в полевых исследованиях (в том числе на полевых учебных практиках) в силу их простоты и быстроты проведения, однако их результаты дают лишь ориентировочное представление о механическом составе почвы или почвооб- разующей породы.
► ЗАДАНИЕ Определить механический (гранулометрический) состав каждого генетического горизонта (подгоризонта) образца почвы методом раскатывания. Материалы
1. Образец почвы в почвенном ящике.
2. Бланк описания образца почвы.
3. Фарфоровая ступка и пестик.
4. Мензурка или колбас водой.
5. Влажные салфетки для рук.
6. Полиэтиленовый (или бумажный) пакет для мусора. Методика работы
(1) Небольшое количество почвенного материала (объём одной чайной ложки, взятое из отдельного генетического горизонта (подгоризонта) образца почвы, очищается от посторонних предметов (веточки, стебли и корни трав, обломки камней, угольки и т.д.), аккуратно растирается в фарфоровой ступке до однородной рассыпчатой массы и смачивается водой из мензурки или колбы до густой вязкой (тестообразной) консистенции.
(2) Полученная масса скатывается в шарик диаметром около 1,5–2 см.
(3) Шарик раскатывается на более или менее ровной поверхности (стол, тетрадная поверхность, ладонь и т.д.) в шнур длиной около 5 см и равномерной толщиной около 4–5 мм.
(4) Полученный шнур аккуратно сгибается в кольцо также на более или менее ровной поверхности (стол, тетрадная поверхность, ладонь и т.д.). Не допускается сгибание в кольцо пересохшего или переувлажнённого шнура если шнур высох, то необходимо добавить немного воды и раскатать материал вновь, если он переувлажнённый – слегка обдуть его для испарения воды с поверхности.
(5) По характеру раскатывания материала в шнур, его морфологии, наличию и густоте трещин на нём определяется принадлежность изучаемого почвенного материала к той или иной группе (подгруппе) механического состава (таблица 4).
Таблица Определение механического (гранулометрического) состава почвы и почвообразующей породы методом раскатывания
15
) Исходя из механического состава для каждого генетического горизонта й материал не возвращается обратно в поч- венны ва и исключения случайно ibтоговый результат по механическому составу каждого генетического (подгоризонта) определяются, опираясь на таблицы 2 и 3, общие особенности его минералогического состава. Эти выводы сопоставляются с выводами об особенностях минералогического состава, полученными по анализу окраски почвенного образца.
(7) Отработанный почвенный ящика удаляется в мусорное ведро или пакет. Для надёжности определения механического соста го результата необходимо провести описанную выше процедуру на раскатывание не менее двух-трёх раз для одного итого же образца. И горизонта (подгоризонта) вписывается простым карандашом в соответствующую графу бланка описания образца почвы.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПОЧВЫ Структура почвы является одним основных морфологических и диаг- ности ы почвы могут находиться в свободном (раздель- но-ча находятся преим ых проце
- ремен пление механических элементов и микр о- едине уктуриро- вании из ческих её признаков. Механические элемент стичном) состоянии или быть объединены под влиянием различных причин в структурные отдельности (агрегаты, комки) – педы – разной формы и состава. Совокупность агрегатов различной величины, формы и качественного состава называется структурой (макроструктурой) почвы. В песчаных и супесчаных почвах механические элементы ущественно в свободном (раздельно-частичном) состоянии. Суглинистые и глинистые почвы могут быть структурными или бесструктурными. В формировании структуры почвы следует различать два основн сса: механическое разделение почвенной массы на агрегаты (комки) и образование прочных, не размываемых вводной среде отдельностей. Указанные процессы протекают под воздействием физико-механических, физико- химических, химических и биологических процессов структурообразования.
Физико-механические процессы изменение объёма (давления) при пе ном высушивании и увлажнении, замерзании и оттаивании воды в почве, деятельность роющих и копающих животных, рыхлящее воздействие поч- вообрабатывающих орудий и т.д. Созданные этими процессами структурные отдельности не являются водопрочными.
Физико-химические процессы скре оагрегатов коллоидными веществами (органическими и минеральными. Чтобы отдельности, скреплённые коллоидами, не расплывались от действия воды, коллоиды должны быть необратимо скоагулированы. Такими коагуляторами в почве чаще всего являются двух- и трёхвалентные катионы Ca
2+
,
Mg
2+
, Fe
3+
и Al
3+
. При наличии одновалентных катионов (особенно Na
+
) необратимая коагуляция не происходит и водопрочной структуры не образуется. Наиболее прочно скрепляющими веществами являются органические коллоиды, в частности гуматы кальция. Водопрочная структура образуется и при взаимодействии гуминовых кислот с минералами монтмориллонитовой группы (монтмориллонит и его разновидности – нонтронит, бейделит, сапонит и другие) и гидрослюдами (гидромусковит, гидробиотит и др, менее водопрочная при взаимодействии с кварцем, аморфной кремнекислотой и др. Химические процессы образование труднорастворимых химических с ний (углекислый кальций, гидроксиды железа, силикаты магния и другие, которые при пропитывании агрегатов почвы цементируют их. Биологические процессы им принадлежит основная роль в стр почвы (деятельность растений и животных. Наиболее сильное острук- туривание почвы производит многолетняя травянистая растительность, обла-
- ремен пление механических элементов и микр о- едине уктуриро- вании из ческих её признаков. Механические элемент стичном) состоянии или быть объединены под влиянием различных причин в структурные отдельности (агрегаты, комки) – педы – разной формы и состава. Совокупность агрегатов различной величины, формы и качественного состава называется структурой (макроструктурой) почвы. В песчаных и супесчаных почвах механические элементы ущественно в свободном (раздельно-частичном) состоянии. Суглинистые и глинистые почвы могут быть структурными или бесструктурными. В формировании структуры почвы следует различать два основн сса: механическое разделение почвенной массы на агрегаты (комки) и образование прочных, не размываемых вводной среде отдельностей. Указанные процессы протекают под воздействием физико-механических, физико- химических, химических и биологических процессов структурообразования.
Физико-механические процессы изменение объёма (давления) при пе ном высушивании и увлажнении, замерзании и оттаивании воды в почве, деятельность роющих и копающих животных, рыхлящее воздействие поч- вообрабатывающих орудий и т.д. Созданные этими процессами структурные отдельности не являются водопрочными.
Физико-химические процессы скре оагрегатов коллоидными веществами (органическими и минеральными. Чтобы отдельности, скреплённые коллоидами, не расплывались от действия воды, коллоиды должны быть необратимо скоагулированы. Такими коагуляторами в почве чаще всего являются двух- и трёхвалентные катионы Ca
2+
,
Mg
2+
, Fe
3+
и Al
3+
. При наличии одновалентных катионов (особенно Na
+
) необратимая коагуляция не происходит и водопрочной структуры не образуется. Наиболее прочно скрепляющими веществами являются органические коллоиды, в частности гуматы кальция. Водопрочная структура образуется и при взаимодействии гуминовых кислот с минералами монтмориллонитовой группы (монтмориллонит и его разновидности – нонтронит, бейделит, сапонит и другие) и гидрослюдами (гидромусковит, гидробиотит и др, менее водопрочная при взаимодействии с кварцем, аморфной кремнекислотой и др. Химические процессы образование труднорастворимых химических с ний (углекислый кальций, гидроксиды железа, силикаты магния и другие, которые при пропитывании агрегатов почвы цементируют их. Биологические процессы им принадлежит основная роль в стр почвы (деятельность растений и животных. Наиболее сильное острук- туривание почвы производит многолетняя травянистая растительность, обла-
Таблица Классификация структурных элементов (педов) по
Тип Вид Морфологические особенности Размеры элем дающая густой корневой системой (механическое уплотнение и разделение почвенной массы на агрегаты, которая образует при своём разложении большое количество гумуса, связанного с кальцием растительного опада – гумата кальция – прекрасного коагулятора в почве. Большое оструктуриваю- щее влияние оказывают также, к примеру, дождевые черви, пропускающие почвенную массу через свой организм.
чвы ментов, м
глыбистый грани и рёбра выражены плохо более 50* комковатый грани и рёбра выражены плохо 5–50* ореховатый грани и рёбра выражены хорошо 5–30* зернистый грани и рёбра выражены хорошо 1–5* кубовидный пой роховидны грани и рёбра выражены хорошо столбчатый гладкие боковые грани и рёбра, округлая верхняя поверхность ее
50* и бол призмовидный призматический сглаж до 50* более енные, часто глянцевитые грани и острые рёбра, вершина не округлая и
сланцеватый 5** и более плитчатый отдельности представлены тонкими плиточками различной плотности и окраски
3–5** пластинчатый тон пои кие, невыдержанные простиранию пластиночки, ногда утончающиеся к краям листоватый мене тонкие, невыдержанные по простиранию пластиночки, утончающиеся к краям е 1** плитовидный чушуйчатый неб ые ч более ольшие, отчасти изогнут горизонтальные скорлуповато- ешуйчатые плоскости спайности и поперечный размер отде али) отдельностей аибольшей водопрочностью обладают чернозёмные почвы влажных степе льностей; ** толщина (по вертик
Н
й, где оптимально выражены природные структуроформирующие процессы (большая масса опада травянистой растительности, большое содержание гуматов кальция, высокая микробиологическая активность и т.д.). К северу и к югу от влажных степей наблюдается уменьшение водопрочности
Тип Вид Морфологические особенности Размеры элем дающая густой корневой системой (механическое уплотнение и разделение почвенной массы на агрегаты, которая образует при своём разложении большое количество гумуса, связанного с кальцием растительного опада – гумата кальция – прекрасного коагулятора в почве. Большое оструктуриваю- щее влияние оказывают также, к примеру, дождевые черви, пропускающие почвенную массу через свой организм.
чвы ментов, м
глыбистый грани и рёбра выражены плохо более 50* комковатый грани и рёбра выражены плохо 5–50* ореховатый грани и рёбра выражены хорошо 5–30* зернистый грани и рёбра выражены хорошо 1–5* кубовидный пой роховидны грани и рёбра выражены хорошо столбчатый гладкие боковые грани и рёбра, округлая верхняя поверхность ее
50* и бол призмовидный призматический сглаж до 50* более енные, часто глянцевитые грани и острые рёбра, вершина не округлая и
сланцеватый 5** и более плитчатый отдельности представлены тонкими плиточками различной плотности и окраски
3–5** пластинчатый тон пои кие, невыдержанные простиранию пластиночки, ногда утончающиеся к краям листоватый мене тонкие, невыдержанные по простиранию пластиночки, утончающиеся к краям е 1** плитовидный чушуйчатый неб ые ч более ольшие, отчасти изогнут горизонтальные скорлуповато- ешуйчатые плоскости спайности и поперечный размер отде али) отдельностей аибольшей водопрочностью обладают чернозёмные почвы влажных степе льностей; ** толщина (по вертик
Н
й, где оптимально выражены природные структуроформирующие процессы (большая масса опада травянистой растительности, большое содержание гуматов кальция, высокая микробиологическая активность и т.д.). К северу и к югу от влажных степей наблюдается уменьшение водопрочности
18
микро-
струк
еет некоторое сходство с кристаллами, и её отд ерами от- теризуется вытянутостью по вертикальной оси и выра- женн изводится клас- сифи труктура почвы зависит как от состава почвообразующей породы, таки от т
Рисунок 2. Морфология видов структурных элементов (педов):
I – кубовидный тип (1 – комковатая структура, 2 – ореховатая, 3 – зернистая 4 – пылеватая); II – призмовидный тип (5 – столбчатая структура, 6 – призматическая структуры, что связано с ухудшением условий развития травянистой растительности, уменьшением содержания гумуса и другими причинами. Почвенные агрегаты размерностью менее 0,5 мм относятся к
туре. Почвы с такими мелкими отдельностями в полевых условиях условно считаются бесструктурными. Структура почвы отдалённо им ельности подразделяются наследующие три основных типа
– кубовидный тип характеризуется примерно одинаковыми разм дельностей по всем трём направлениям (длина, ширина, высота. Отдельности этого типа обычно представлены неправильными многогранниками или изо- метричными комочками
– призмовидный тип харак
– плитовидный тип отличается сплюснутостью по вертикальной оси. Каждый из этих типов имеет свои виды, выделяемые по степен ости граней и рёбер структурных отдельностей. Важное значение для характеристики структуры почв имеет размер отдельностей. На основании соотношения морфологии и размера про кация структурных элементов почвы (таблица 5, рисунок 2).
); III – плитовидный тип (7 – пластинчатая структура, 8 – листоватая).
С
ипа почвообразования. Поэтому отдельным почвенным разностям соответствует определённая структура. Так, зернистая структура характерна для
19
ЗАДАНИЕ
руктуру каждого генетического горизонта (подгоризонта)
атериалы: вы в почвенном ящике. ент листа миллиметровой бумаги. Методика работы
(1) Из каждого генетического горизонта (подгоризонта) образца почвы берёт сортируется по морфологическому далее анализируют стая (50-70 мм средне-глыбистая (70-100 мм крупн
(5-10 мм средне-комковатая (10-30 мм, гумусового горизонта чернозёмов, ореховатая – для горизонта В дерново- подзолистых и серых лесных почв, пластинчатая и листоватая – для горизонта А дерново-подзолистых почв и т.д. Определить ст
образца почвы. М. Образец поч. Бланк описания образца почвы.
3. Небольшой (20 см × 20 см) фрагм
4. Влажные салфетки для рук. ся почвенный материал объёмом, умещающимся на ладони. При этом выбираются не первые попавшиеся или самые крупные структурные отдельности, а тот объём почвенного материала, который типичен (представителен) для данного горизонта (подгоризонта). Отобранный материал раскладывается на лист бумаги (желательно миллиметровой.
(2) На листе бумаги отобранный материал признаку (таблица 5), причём сортировку производят сразу на уровне видов структурных элементов. После сортировки отдельностей определяют преобладающие по количеству–массе основной (преобладающий) и дополнительный виды структурных элементов, поскольку почвенная структура чаще всего бывает смешанной. По соотношению видов даётся предварительное название структуры горизонта (подгоризонта), где основной (преобладающий) вид ставится на последнее место например, призматически-ореховатая структура (здесь ореховатый вид – основной, комковато-ореховато- призматическая структура (призматический вид – основной.
(3) Отсортированные по видам структурные отдельности ся по их средним размерам. Предварительное название структуры уточняется с учётом размера отдельностей. Для детализации размеров отдельно- стей вводятся в название дробные градации. Размерные диапазоны вида структурных элементов разбиваются наследующие поддиапазоны: мелкий, средний, крупный. Например
– структура мелко-глыби о-глыбистая (более 100 мм
– структура мелко-комковатая
20
крупн атая (5-7 мм, средне-ореховатая (7-10 мм, крупн тая (0,5-1 мм, мелкозернистая (1-2 мм, с мелко (или коротко- призм ко)-столбчатая (менее 30 мм, средне- столб пользоваться милл
ётся полное название структуры горизонта (подгоризонта) с уч- том еском описании структурных отдельностей жела- тельн
тая, орёберные выступы, отдельностей фиксируется в бланке описа о в поч- венны
тоговое название структуры каждого генетического горизонта
(подг
о-комковатая (30-50 мм
– структура мелко-орехов о-ореховатая (10-30 мм и более
– структура пороховидно-зернис редне-зернистая (2-3), крупнозернистая (3-5 мм
– структура тонко-призматическая (менее 10 мм, атическая (10-30 мм, средне-призматическая (30-50 мм, крупно- призматическая (50-100 мм и более
– структура мелко (или корот чатая (30-50 мм, крупно-столбчатая (50-100 мм и более. Для определения размеров отдельностей рекомендуется иметровой бумагой. В дальнейшем эту процедуру можно проводить уже на глаз.
(4) Да морфологии и размеров её отдельностей. Пример полного названия структуры структура крупно-ореховато–средне-призматическая, средне- крупно-комковатая и т.д
(5) При морфологич о указывать преобладающий вид их поверхности
– гладкая,
– шерохова
– угловатая (остр узловатая округлые выступы,
– ячеистая (округлые впадины.
Вид поверхности структурных ния как дополнительный элемент (указывается в скобках) в графу Структура. Например, структура средне-призматическая (гладкая) или крупно-ореховато (шероховатая)–средне-призматическая (гладкая.
(6) Проработанный почвенный материал возвращается обратн й ящик.
И
оризонта) вписывается простым карандашом в соответствующую графу бланка описания образца почвы.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОВООБРАЗОВАНИЙ И ВКЛЮЧЕНИЙ В ПОЧВЕ При формировании почвы в ней озникают разнообразные химические соеди
разования возникают в почве вследствие либо осаждения iообразованияi (животного и растительного происхождения) разованиям относят итак называемую кремнезёмистую при-
сыпку
образования подразделяются по химическому елённых условиях. Поэтов нения. Некоторые из них распределяются в почвенной массе сравнительно равномерно, другие – в виде разного рода скоплений, сгущений. Морфологически хорошо оформленные, чётко обособленные от остальной почвенной массы химические соединения, возникшие в процессе гипергенеза выветривания) и почвообразования, называются новообразованиями. Различают почвенные новообразования химического и биологического (биогенного) происхождения. Химические новооб
на месте их образования, либо выпадения на некотором (иногда значительном) расстоянии от места своего возникновения при перемещении с почвенным раствором в горизонтальном или вертикальном направлениях. Химические новообразования представлены самородными элементами, сульфидами, карбонатами, сульфатами, хлоридами, оксидами железа, алюминия и марганца, закисными соединениями железа, кремнекислотой, нитратами, гумусовыми и другими веществами. По форме химические новообразования подразделяются на выцветы и налёты; примазки и потёки; корочки прожилки и трубочки конкреции. Биогенные нов
встречаются в следующей форме червоточины – извилистые ходы- канальца червей капролиты – экскременты дождевых червей в виде небольших клубочков кротовины – пустые или заполненные ходы роющих животных (сурков, кротов, сусликов и др корневины – сгнившие крупные корни растений дендриты – узоры мелких корешков на поверхности структурных отдельностей. К новооб
, образующуюся при энергичном вымывании из верхних горизонтов почвы. Эта присыпка, особенно характерная для подгумусовой толщи кислых лесных (дерново-подзолистых, серых лесных и др) почв, представляет собой тонкий белесоватый налёт на структурных отдельностях почвы. Она сложена мелкими зёрнами обломочных минералов, главным образом кварца, отмытыми от тонкодисперсных частиц. Встречающиеся в почвах ново составу и форме наследующие группы (таблица 6). Группы новообразований возникают в строго опред му в процессе образования разных типов почв формируются типичные для них новообразования (таблица 7).
разования возникают в почве вследствие либо осаждения iообразованияi (животного и растительного происхождения) разованиям относят итак называемую кремнезёмистую при-
сыпку
образования подразделяются по химическому елённых условиях. Поэтов нения. Некоторые из них распределяются в почвенной массе сравнительно равномерно, другие – в виде разного рода скоплений, сгущений. Морфологически хорошо оформленные, чётко обособленные от остальной почвенной массы химические соединения, возникшие в процессе гипергенеза выветривания) и почвообразования, называются новообразованиями. Различают почвенные новообразования химического и биологического (биогенного) происхождения. Химические новооб
на месте их образования, либо выпадения на некотором (иногда значительном) расстоянии от места своего возникновения при перемещении с почвенным раствором в горизонтальном или вертикальном направлениях. Химические новообразования представлены самородными элементами, сульфидами, карбонатами, сульфатами, хлоридами, оксидами железа, алюминия и марганца, закисными соединениями железа, кремнекислотой, нитратами, гумусовыми и другими веществами. По форме химические новообразования подразделяются на выцветы и налёты; примазки и потёки; корочки прожилки и трубочки конкреции. Биогенные нов
встречаются в следующей форме червоточины – извилистые ходы- канальца червей капролиты – экскременты дождевых червей в виде небольших клубочков кротовины – пустые или заполненные ходы роющих животных (сурков, кротов, сусликов и др корневины – сгнившие крупные корни растений дендриты – узоры мелких корешков на поверхности структурных отдельностей. К новооб
, образующуюся при энергичном вымывании из верхних горизонтов почвы. Эта присыпка, особенно характерная для подгумусовой толщи кислых лесных (дерново-подзолистых, серых лесных и др) почв, представляет собой тонкий белесоватый налёт на структурных отдельностях почвы. Она сложена мелкими зёрнами обломочных минералов, главным образом кварца, отмытыми от тонкодисперсных частиц. Встречающиеся в почвах ново составу и форме наследующие группы (таблица 6). Группы новообразований возникают в строго опред му в процессе образования разных типов почв формируются типичные для них новообразования (таблица 7).
Таблица Группы наиболее встречаемых новообразований, выде
1 2 3 4
Группы новообразований
орфологические особенности
ляемых по химическому составу, и их морфологические особенности по химическому составу
М
выделения легкор солей
(хлори ьфа- белые тонкие налёты, выцветы на поверх- астворимых ды (NaCl, MgCl, KCl); сул ты (Na
2
SO
4
, MgSO
4
)) ности структурных отдельностей; белые уплотнённые корочки на поверхности почвенной массы белые крапинки и жилки тонкие игольчатые кристаллы (часто в виде густых щёточек или инея) выделения гипса олнен-
(CaSO
4
·2H
2
SO) белые крапинки, точки, жилки, нап ные мелкокристаллическим содержанием натёчные бородки отдельные крупные кристаллы и кристаллические срост- ки-друзы; сплошные прослойки или коры выделения арбонатов д к, MgCO
3
) слабые налёты на структурных отдельно- стях – седина, плесень частая сеть переплетающихся жилок разрозненные округлые, беловатые пятна иаметром 1-2 см (белоглазки плотные стяжения извести причудливых очертаний (“журавчи- ки”), “дутики” – внутри пустые конкреции натёчные формы (бородки) на нижних поверхностях щебня общее пятнистое или сплошное пропитывание почвенной массы выделени оксидов
(Fe
5
) анжевые, жёлто-бурые, я, красные, жёлто-ор буровато-жёлтые, фиолетово-бурые и пр. натёки, плёнки на структурных отдельно- стях, по трещинами каналам корней тонкие железистые прослойки в песчаных грунтах (ортзанды); зёрна и мелкие конкреции (ортштейны) или трубчатые конкреции (роренштейны); реже встречаются марганцевые конкреции в виде мелких чёрных пятен и дробовин
Таблица (продолжение)
Группы новообразований Морфологические особенности по химическому составу выделение з и железа голубоватые, голубовато-серые или акис
(FeO) сизые, зеленовато-голубоватые и пр. плёнки, примазки и разводы, буреющие на воздухе голубовато-серая пропитка песчаной массы выделение ремнезёма рый или белёсый налёт к) тонкий светло-се кварцевых зёрен на структурных отдель- ностях – кремнезёмистая присыпка бел- сые пятна и потёки; тонкие прожилки, пронизывающие крупные структурные отдельности бородки на камнях Таблица Типичные новообразования в зональных типах по
Природные зоны Типичные новообразования
чв на примере Восточно-Европейской равнины) тайга и смеш оксиды и гидроксиды железа, алюминия, марганца анный лес вторичные железистые силикаты широколиственный севера на юг уменьшается количество железно- а
ц лес и лесостепь с
алюминиево-м рган евых новообразований, увеличивается количество карбонатных новообразований степь счезают железно-марганцевые новообразования и желе- и
зистые силикаты, широко представлены карбонатные новообразования, в значительном количестве появляются гипсы сухие степи и
арбонатные, сульфатные и хлоридные новообразования полупустыни к
засушливые п
ульфатные и хлоридные новообразования олупустыни с
Как видно из таблицы 7, по мере усиления аридности (засушливости) климата от тайги к полупустыням в умеренном поясе всё меньше в почвах содержится новообразований из оксидов и гидроксидов железа, алюминия и марганца, но всё больше карбонатных, сульфатных и хлоридных новообразований изменяется и форма самих новообразований.
Группы новообразований Морфологические особенности по химическому составу выделение з и железа голубоватые, голубовато-серые или акис
(FeO) сизые, зеленовато-голубоватые и пр. плёнки, примазки и разводы, буреющие на воздухе голубовато-серая пропитка песчаной массы выделение ремнезёма рый или белёсый налёт к) тонкий светло-се кварцевых зёрен на структурных отдель- ностях – кремнезёмистая присыпка бел- сые пятна и потёки; тонкие прожилки, пронизывающие крупные структурные отдельности бородки на камнях Таблица Типичные новообразования в зональных типах по
Природные зоны Типичные новообразования
чв на примере Восточно-Европейской равнины) тайга и смеш оксиды и гидроксиды железа, алюминия, марганца анный лес вторичные железистые силикаты широколиственный севера на юг уменьшается количество железно- а
ц лес и лесостепь с
алюминиево-м рган евых новообразований, увеличивается количество карбонатных новообразований степь счезают железно-марганцевые новообразования и желе- и
зистые силикаты, широко представлены карбонатные новообразования, в значительном количестве появляются гипсы сухие степи и
арбонатные, сульфатные и хлоридные новообразования полупустыни к
засушливые п
ульфатные и хлоридные новообразования олупустыни с
Как видно из таблицы 7, по мере усиления аридности (засушливости) климата от тайги к полупустыням в умеренном поясе всё меньше в почвах содержится новообразований из оксидов и гидроксидов железа, алюминия и марганца, но всё больше карбонатных, сульфатных и хлоридных новообразований изменяется и форма самих новообразований.
24
ического или минерального ЗАДАНИЕ
вообразования и включения в каждом генетическом гори-
атериалы: вы в почвенном ящике. ты (HCl). салфетки для рук. Методика работы
(1) Из каждого генетического горизонта (подгоризонта) берётся представительная оль- зован аруженные в горизонте (подгоризонте) новообразования ха- ракте ообразований можн
Включения – находящиеся в почве тела орган происхождения, возникновение которых не связано с почвообразовательными процессами (валуны, галька и другие обломки горных пород, раковины и кости животных, археологические остатки – различные следы деятельности человека (стекло, кирпичи, угли, монеты, посуда, технические изделия и т.д.) и пр. В процессе почвообразования включения являются инертными телами. Они имеют значение для определения условий формирования почвы, её истории и возраста. Определить но
зонте (подгоризонте) образца почвы. М. Образец поч. Бланк описания образца почвы.
3. Увеличительное стекло (лупа.
4. 10%-ный раствор соляной кисло. Пипетка.
6. Влажные часть почвенного материала и высыпается на лист бумаги.
(2) Почвенный материал тщательно исследуется, в том числе и с исп ием увеличительного стекла, на наличие новообразований, имеющих как экзогенное (поверхностное, таки эндогенное (внутреннее) расположение по отношению к структурным отдельностям. В последнем случае, если есть подозрение на наличие эндогенных новообразований, то необходимо вскрыть разломить на части) структурные отдельности и описать обнаруженные новообразования) Все обн ризуются сточки зрения их состава (он определяется, главным образом, по окраске, морфологии, размеров и частоты встречаемости (единичные, очень редкие, редкие, частые, очень частые, господствующие. Правильность визуального (по окраске) выделения ново проверить дополнительными способами, например карбонатные новообразования устанавливаются не только своей беловатой окраской, но и вскипанием от воздействия на них 10%-ного раствора соляной кислоты (HCl); гипсовые новообразования имеют также беловатую окраску, ноне реагируют на соляную кислоту, однако имеют солоновато-горьковатый привкус.
25
жащая новоо
Т а блица Степень и характер вскипания образца почвенной мот в) Степень вскипания Характер вскипания
(4) Почвенная масса всех горизонтов (подгоризонтов), не содер бразования, прокапывается 10%-ным раствором соляной кислоты (HCl) для проверки на содержание карбонатных солей (пропитка почвенной массы карбонатными солями. Отмечается различная степень вскипания от воздействия раствора кислоты (таблица 8). Чем сильнее вскипание, тем больше концентрация карбонатных солей в образце почвенной массы.
ассы
оздействия на неё 10%-ного раствора соляной кислоты (по Э.А. Корнблюму и др, 1982) не вскипает пузырьки СО не выделяются слабое вскипание выделяются разрозненные пузырьки СО
2
среднее вскипание пузырьки СО образуют сплошной, в основном и
одноярусный, слой на поверхности спытуемого образца почвенной массы сильное вскипание лошной и многоярусный м
пузырьки СО образуют сп слой на поверхности испытуемого образца почвенной ассы
(5) Почвенный материал (при необходимости и тот, что остался в почвенно ючения не обнаруживаются в го- ризон сле и включения) воз- вращ
тоговый результат по новообразованиями включениям в каждом
генет
м ящике) тщательно исследуется на наличие включений (их количество, размеры и морфологические особенности.
В случае если новообразования и вкл те (подгоризонте), то данный факт фиксируется в бланках описания образца почвы как не обнаружены или не встречены.
(6) Проработанный почвенный материал (в том чи ается обратно в почвенный ящик.
И
ическом горизонте (подгоризонте) вписывается простым карандашом в соответствующую графу бланка описания образца почвы.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОСТИ ПОЧВЫ Кислотность почвы не является е морфологическим (внешним) признаком, ь почвы подкислять почвенный раств
гидро
венного раств а – слабый электролит, диссоциирующий последующему. Это уравнение характеризует так называемое ионное равновесие воды. Конц = В абсолютно чистой воде (к ней в наибольшей степени приближена дис- тилли
[H ] = [OH ] = 10 . лагодаря особенностям молекулярного строения вода обладает свойством х д ибо она – физико-химическое свойство, которое почва приобретает в процессе своего развития под воздействием различных факторов почвообразования. Кислотность – чрезвычайно важное свойство, определяющее многие генетические и производственные (в т.ч. плодородие) почвенные качества. Это также и один из диагностических признаков почвы. Всем этим объясняется важность изучения кислотности почвы. Кислотность почвы – это способност ор или раствор солей вследствие наличия в составе почвы кислота также обменных ионов водорода и катионов, образующих при их вытеснении гидролитически кислые соли (преимущественно Al
3+
) (Кауричев и др, 1989). Различают кислотность актуальную и потенциальную (обменную и
литическую). Рассмотрим, в качестве примера, первую из них. Актуальная кислотность определяется значением pH поч ора или водной вытяжки и зависит от концентрации ионов водорода (H
+
) в почвенном растворе. Как известно, вод уравнению
+
─
ентрация ионов H
+
ив почвенном растворе имеет ничтожно малые величины рованная вода) отмечается указанное ионное равновесие
+
─7
─
Б
орошо растворять различные химические соединения. Поэтому почвенная вода представляет собой слабый раствор. В зависимости от состава икон- центрации растворённых в почвенном растворе веществ ионное равновесие смещается в ту или иную сторону. Так, присутствующие в почвенном растворе кислоты повышают концентрацию H
+
([H
+
] > 10
─7
), создавая кислую реакцию среды. Присутствие оснований и щелочей повышает концентрацию
[OH
─
], что создаёт щелочную реакцию сре ы ([H
+
] < 10
─7
и [OH
─
] > 10
─7
).
гидро
венного раств а – слабый электролит, диссоциирующий последующему. Это уравнение характеризует так называемое ионное равновесие воды. Конц = В абсолютно чистой воде (к ней в наибольшей степени приближена дис- тилли
[H ] = [OH ] = 10 . лагодаря особенностям молекулярного строения вода обладает свойством х д ибо она – физико-химическое свойство, которое почва приобретает в процессе своего развития под воздействием различных факторов почвообразования. Кислотность – чрезвычайно важное свойство, определяющее многие генетические и производственные (в т.ч. плодородие) почвенные качества. Это также и один из диагностических признаков почвы. Всем этим объясняется важность изучения кислотности почвы. Кислотность почвы – это способност ор или раствор солей вследствие наличия в составе почвы кислота также обменных ионов водорода и катионов, образующих при их вытеснении гидролитически кислые соли (преимущественно Al
3+
) (Кауричев и др, 1989). Различают кислотность актуальную и потенциальную (обменную и
литическую). Рассмотрим, в качестве примера, первую из них. Актуальная кислотность определяется значением pH поч ора или водной вытяжки и зависит от концентрации ионов водорода (H
+
) в почвенном растворе. Как известно, вод уравнению
+
─
ентрация ионов H
+
ив почвенном растворе имеет ничтожно малые величины рованная вода) отмечается указанное ионное равновесие
+
─7
─
Б
орошо растворять различные химические соединения. Поэтому почвенная вода представляет собой слабый раствор. В зависимости от состава икон- центрации растворённых в почвенном растворе веществ ионное равновесие смещается в ту или иную сторону. Так, присутствующие в почвенном растворе кислоты повышают концентрацию H
+
([H
+
] > 10
─7
), создавая кислую реакцию среды. Присутствие оснований и щелочей повышает концентрацию
[OH
─
], что создаёт щелочную реакцию сре ы ([H
+
] < 10
─7
и [OH
─
] > 10
─7
).
27
одородный показатель кислотности (pH) представляет собой десятичный л = ─ lg [H
+
]. В нейтральных растворах pH = 7, в кислых – pH < 7, в щелочных – pH > 7. й массы
Т а блица Кислотность почвенной массы и солевой состав в Градации кислотности Солевой состав почвенной массы
В
огарифм концентрации водородных ионов (моль/л), взятый с обратным знаком С величиной кислотности генетически связан солевой состав почвенно (таблица 9). ней почвенной массы кислая отсутствуют карбонаты, сульфаты, хлориды нейтральная присутствуют карбонаты и следы сульфатов щелочная присутствуют карбонаты, сульфаты, хлориды
ЗАДАНИЕ
туальную кислотность в каждом генетическом горизонте
атериалы: вы в почвенном ящике.
50 см
3
е бумажные фильтры. лфетки для рук. Методика работы
(1) Небольшое количество почвенного материала (объём 1,5-2 чайных ложк
►
Определить ак
(подгоризонте) образца почвы. М. Образец поч. Бланк описания образца почвы.
3. Фарфоровая ступка и пестик.
4. Коническая колба ёмкостью 2 5. Дистиллированная вода.
6. Универсальный индикатор. Пипетка.
8. Беззольны
9. Стеклянная воронка.
10. Пробирка.
11. Влажные са и, взятое из отдельного генетического горизонта (подгоризонта) образца почвы, очищается от посторонних предметов (веточки, стебли и корни трав,