Контрольная работа по «Почвоведение с основами агрохимии»

Содержание

1. Органическая  часть  почвы …………….………………………………………………………       3 

2. Гумусовые  вещества: гуминовые  кислоты и  фульвокислоты………………………………       3

3. Физико- механические  свойства  почв………………………………………..………………..      7

4. Почвенно-географическое  и природно-сельскохозяйственное  районирование …………...       9

5. Факторы почвообразования почв горных областей. Основные почвообразовательные процессы…………………………………………………………………………………….……....      11

6. Список используемой литературы………………………………………………………. ……       17

1.       Органическая  часть  почвы.

Органическая часть почвы представляет собой сложный комплекс разнообразных органических веществ, которые подразделяются на две группы:

1) негумифицированные органические вещества растительного или животного происхождения;

2) органические вещества специфической природы — гумусовые, или перегнойные.

В группу негумифицированных органических веществ входят преимущественно отмершие, но еще не разложившиеся или полуразложившиеся растительные остатки (растительный опад, корни), а также остатки животных, обитающих в почве (червей, насекомых и др.), микроорганизмов.

По данным И. В. Тюрина, в культурные почвы ежегодно поступает на 1 га 5—8 т растительных остатков, на их долю в дерново-подзолистых почвах приходится 7—8 %, а в черноземах — 1—2 % всего количества органического вещества пахотного слоя. Масса бактерий (в слое почвы 0—20 см) колеблется от 0,7 до 2,7 т (по некоторым данным, достигает 5—8 т) на 1 га, что составляет максимум 1—2 % запаса органического вещества. В почве находятся также в очень небольших количествах разнообразные, химически индивидуальные органические соединения, являющиеся промежуточными продуктами разложения растительных остатков, тел микроорганизмов и почвенных животных, — углеводы (клетчатка, гемицеллюлоза, крахмал и др.), органические кислоты, белковые и другие азотсодержащие органические вещества (аминокислоты, амиды и др.), жиры, смолы, альдегиды, полиуроновые кислоты и их производные, полифенолы, дубильные вещества, лигнин и др. В сумме на негумифицированную часть приходится около 10—15 % общего запаса органического вещества почвы. Однако негумифицированные органические вещества играют важную роль в жизни почвы и ее плодородии. Некоторые из них, например органические кислоты, участвуют в разложении почвенных минералов, другие оказывают стимулирующее или угнетающее действие на рост и развитие растений.

Негумифицированные органические вещества являются важным источником питательных веществ для растений, они сравнительно легко разлагаются в почве. Содержащиеся в них элементы питания — азот, фосфор, сера и другие — переходят в доступную для растений минеральную форму. Однако не вся масса органических соединений, входящих в состав растительных и животных остатков, полностью минерализуется. Часть их, разлагаясь в почве, превращается в сложные органические соединения специфической природы и служит источником для образования гумусовых веществ — высокомолекулярных азотсодержащих соединений. На их долю приходится 85—90 % общего количества содержащегося в почвах органического вещества.

2.       Гумусовые  вещества: гуминовые  кислоты и  фульвокислоты.

Гумусовые  вещества – это основная органическая составляющая почвы, воды, а также твердых горючих ископаемых. Источником образования гумуса в почве служат органические остатки растительного, животного и микробного происхождения. Количество их различно, например, количество опада в лесу зависит от типа леса, возраста, густоты и состава древостоя и колеблется от 3 до 7 т/га сухого вещества.

Значительно большую биомассу создает травянистая степная растительность черноземных степей, чем суходольных лугов нашей таежно-лесной зоны.

В условиях с/х производства - важный источник образования гумуса - вносимые в почву органические удобрения и остающиеся в ней корни и пожнивные остатки. Их количество зависит от вида культуры, её урожайности, механического состава почвы и других факторов.

Химический состав органических остатков сложный: основная часть составляет вода, меньшую - сухое вещество, которое представлено 3 группами соединений:

Безазотистые соединений - углеводы, воски, смолы и др.;

Азотистые соединения - белки;

Зольные элементы (Ca, Mg, K, и др.).

Гумус образуется под воздействием ферментов, выделяемых микроорганизмами O2, воздуха и воды. Процесс его образования включает 2 стадии:

1.) Разложение органических остатков.

2.) Синтез гумусовых веществ из промежуточных продуктов превращения органических остатков.

Состав гумуса, свойства гумусовых веществ. Гумус - сложный комплекс азотсодержащих органических веществ, все составные части которого находятся в тесном взаимодействии друг с другом и с минеральной частью почвы.

В состав гумуса входят 3 группы соединения:

1.) Гумусовые вещества, составляют 85-90% массы гумуса. Их состав и свойства определяют свойства гумуса.

2.)  Вещества исходных органических остатков - белки, углеводы и т.д.

3.) Промежуточные продукты превращения органических остатков - аминокислоты, моносахариды и др.

На долю 2 и 3 частей приходится 10-15% массы гумуса. Гумусовые вещества - это азотсодержащие специфические соединения, состоящие из гуминовых и фульвокислот.

Гуминовые кислоты - соединения, содержащие азот и взаимодействуют с минеральной частью почвы. Имеют бурый цвет или черный цвет, растворяется в щелочах плохо в воде, и нет в кислотах. При взаимодействии с минеральной частью образуют гуматы.

Гуматы 3х и 2х валентных катионов Ca, Mg, Fe, и Al не растворяются в воде и образуют коллоидные осадки - гели. Гуматы 1 валентных катионов K, Na, NH4 - растворяются в воде и находятся в форме коллоидного раствора Золя. Гуматы Ca, Mg, Fe и Al закрепляются в почве и способствуют накоплению гумуса. Гуматы K, Na и NH4 вымываются осадками вниз по профилю, т.к. они подвижны.

Фульвокислоты хорошо растворимы в воде, кислотах и щелочах. Раствор имеет цвет от соломинистого до бурого. При взаимодействии с минеральной частью почвы образуют фульваты.

Фульваты имеют кислую реакцию, вызывают оподзоливание горизонта. Гуминовые кислоты способны накапливаться в почве и создавать ее плодородия, фульвокислоты способны активно разрушать минеральную часть почвы. Роль гумуса в почвообразовании и плодородии почв различна в зависимости от соотношения ГК и ФК.

Различные следующие типы гумусовых веществ. Фульватный - ГК/ФК меньше 0,6; гуматы - фульваты. ГК/ФК = 0,8 - 1,2; гуматный ГК/ФК больше 1.2.

Наиболее благоприятные гуматные и фульватно-гуматные типы гумуса. Значение гумуса в почвообразовании и плодородии почв играет большую роль, т.к. количество его и качественный состав - важная показательная агрономическая оценка почв.

Гумус и его производные формирует гумусово-аккумулятивный горизонт. Гумус обладает большой обменной поглотительной способностью, поэтому он поглощает из почвенного раствора и удерживает от вымывания в нижней части профиля необходимую для питания растений группу катионов. Гумус склеивает и цементирует механические элементы почвы, участвует в формировании водопрочной структуры.

Почвенные коллоиды - минеральные, органические и органоминеральные частицы, имеющие размер меньше 0,0001 мм и обладают определенными свойствами.

Образуются 2 путями:

Диспергация (раздробление большой крупной частицы).

Конденсация (укрупнение молекул).

Количество их в разных почвах неодинаково и зависит от гранулометрического состава почвы и содержания в них гумуса.

Чем тяжелее почва и больше гумус, тем больше коллоидов и наоборот. Например: тяжелосуглинистые и глинистые хорошо гумусирующие почвы содержат 20-30% коллоидов и больше, а песчаные и супесчаные мало гумусированные всего 1-3%.

На содержание коллоидов большое влияние оказывает характер почвообразовательного процесса: подзолообразование приводит к разрушению коллоидов в верхней части профиля и вымыванию продуктов разрушения вниз по профилю.

При дерновом процессе в верхней части образуются и накапливаются органические и органоминеральные коллоиды. Коллоидные части имеют следующее строение. Внутренняя часть состоит из ядра, представляет собой массу недиссоциированных молекул. К ядру примыкает потенциалопределяющийый слой, состоящий из ионов. Ядро + потенциалопределяющийый слой образует гранулу. За этим слоем расположен слой компенсирующих ионов. Часть ионов слоя компенсирующих ионов неподвижна и образует неподвижный слой компенсирующих ионов.

Другая часть ионов слоя компенсирующих ионов отходит от внутреннего слоя на определенное расстояние, образуя диффузный слой.

По отношению к воде коллоиды делятся на гидрофильные, которые поглощают воду и гидрофобные которые не способны поглощать молекулы воды.

Коллоиды могут находиться в 2х состояниях - Золя (коллоидного раствора) и геле (коллоидного осадка). Существует 3 группы коллоидов:

Органические. Представлены в почве гумусовыми кислотами и гуматами (фульватами и их солями). Это гидрофильные коллоиды - пептизируются под действием щелочных растворов и коагулируются под влиянием 2 и 3 валентных катионов.

Минеральные. Глинистые минералы, гидроксиды железа и Al. Способны к коагуляции при воздействии 2х и 3х валентных катионов.

Органоминеральные. Почвенные коллоиды обладают способностью поглощать из почвенного раствора ионы и молекулы.

Значение коллоидов в плодородии почв очень велико:

Обладая большой поглотительной способностью, они поглощают из почвенного раствора и сохраняют от вымывания катионы (элементы питания).

Обладают клеящейся способностью, - большая роль в образовании структуры т.к. происходит склеивание механических частиц в агрегаты.

Они содержат N, P, S и другие элементы, питание которых переходит в доступную форму.

3.       Физико- механические  свойства  почв

К наиболее важным физико-механическим свойствам почвы относят пластичность, липкость, набухание, усадку, связность, твердость и удельное сопротивление (сопротивление при обработке). От этих свойств зависят условия обработки почвы, работа посевных и уборочных агрегатов.

Пластичность и липкость почвы обусловлены наличием в ней глинистых частиц и воды.

Пластичность — это способность почвы изменять свою форму под влиянием силы без нарушения сложения и сохранять ее после устранения этой силы. Чем больше в почве илистых частиц, тем сильнее выражена ее пластичность. Наибольшая пластичность характерна для глинистых почв. У песчаных почв пластичность отсутствует. Пластичность зависит также от состава поглощенных катионов и содержания гумуса. Так, при значительном содержании в почве поглощенных катионов натрия ее пластичность увеличивается, а при насыщении кальцием — уменьшается. С увеличением содержания гумуса пластичность почвы уменьшается.

Липкость находится в непосредственной связи с пластичностью и также обусловлена наличием в почве глинистых частиц и воды. Сухие почвы не обладают липкостью. По мере увлажнения примерно до 80 % наименьшей влагоемкости липкость повышается, а затем начинает уменьшаться.

Липкость определяется силой, которая требуется для отрыва металлической пластинки от почвы, и выражается в граммах на квадратный сантиметр. По липкости почвы подразделяют на предельно вязкие (>15 г/см2), сильновязкие (5... 15), средневязкие (2...5) и слабовязкие (<2г/см2). Наибольшую липкость имеют глинистые почвы, наименьшую — песчаные. Почвы высокогуму-сированные и структурные не имеют липкости даже при увлажнении до 30...35 %. С липкостью связана физическая спелость почвы, то есть состояние влажности, при котором почва хорошо крошится на комки, не прилипая к орудиям обработки. Весной в первую очередь поспевают к обработке песчаные и супесчаные почвы, а при одинаковом гранулометрическом составе — более гумусированные.

Набухание — это увеличение объема почвы при увлажнении. Наиболее набухаемы глинистые почвы с высоким содержанием коллоидов, на поверхности которых происходит сорбция влаги. Песчаные почвы с очень низким содержанием коллоидов совсем не набухают. Обменные катионы натрия сильно повышают набухаемость почв, поэтому солонцы отличаются высокой набухаемостью. При значительной набухаемости разрушается почвенная структура.

Усадка — процесс, обратный набуханию. При высыхании почвы образуются трещины, разрываются корни растений, повышаются потери влаги за счет испарения. Чем больше набухаемость почвы, тем сильнее ее усадка.

Связность — это способность почвы оказывать сопротивление внешнему усилию, стремящемуся разъединить частицы почвы. Связность выражают в граммах на квадратный сантиметр. Наибольшую связность в сухом состоянии имеют глинистые бесструктурные почвы, наименьшую — песчаные. При оструктуривании глинистых и суглинистых почв резко снижается их связность.

Твердость — способность почвы сопротивляться сжатию и расклиниванию. Твердость и связность зависят от гранулометрического состава, содержания гумуса, состава обменных катионов, структурности и степени увлажнения. Почвы с высоким содержанием гумуса, насыщенные кальцием и имеющие хорошую комковато-зернистую структуру, не обладают высокой твердостью и связностью. На их обработку требуется меньше энергозатрат.

Удельное сопротивление — это усилие, которое затрачивается на подрезание пласта, его оборот и трение о рабочую поверхность плуга. Оно характеризуется сопротивлением почвы в килограммах, приходящимся на 1 см2 поперечного сечения пласта почвы, поднимаемого плугом. Удельное сопротивление зависит от физико-механических свойств почвы и колеблется в пределах 0,2...1,2 кг/см2.

Для улучшения физических и физико-механических свойств почвы применяют комплекс мероприятий: внесение органических удобрений, возделывание многолетних трав, посев сидератов, выбор сроков и приемов обработки почвы в зависимости от состояния ее влажности. При известковании кислых почв и гипсовании щелочных изменяется состав поглощенных катионов и улучшаются физико-механические свойства. Этому способствуют также мероприятия, снижающие уплотнение почвы машинами (минимизация обработок, глубокое рыхление и др.).

4.       Почвенно-географическое  и природно-сельскохозяйственное  районирование

Размещение почв закономерно связано с распределением ведущих факторов почвообразования — растительности и климатических условий. Поскольку в пространственном распределении этих факторов существует определенная закономерность, то такая же закономерность существует и в территориальном размещении почв.

В конце XIX в. В. В. Докучаевым и Н. М. Сибирцевым были установлены общие закономерности географического распространения почв, получившие название горизонтальной и вертикальной зональности. Эти закономерности явились отражением учения В. В. Докучаева о зонах природы.

Сущность явления зональности почвенного покрова земного шара заключается в том, что главные типы почв распространены по земной поверхности в виде полос, опоясывающих отдельные массивы суши или их значительные части. При этом горизонтальная зональность распространения почв проявляется на обширных горизонтальных поверхностях, т. е. в условиях равнинного общего рельефа, а вертикальная — на горных склонах в условиях горного рельефа.

В направлении с севера на юг на территории России наблюдается следующая смена почв: тундрово-глеевые почвы сменяются подзолистыми, подзолистые — дерново-подзолистыми, последние — серыми лесными, за ними следуют черноземы и т. д. Смена почв вызвана закономерным изменением климата и растительности в этом же направлении, сменой форм рельефа и материнских пород.

Закономерное распространение почв служит основой для выделения почвенно-географических единиц, основными из которых являются зона, подзона и провинция.

Почвенной зоной называется территория, на которой преобладают тот или иной почвенный тип или сочетание почв (например, черноземно-степная зона). Почвенная подзона — это часть зоны, на которой распространен какой-либо подтип почвы.

Почвенной провинцией называется часть почвенной зоны или подзоны, которая несколько отличается по климату, рельефу и другим факторам от всей зоны. Поэтому почвы провинции, будучи характерными для зоны в целом, имеют свои отличительные свойства.

В пределах подзон и провинций даже на небольшой территории почвенный покров часто бывает неоднородным, пестрым. Эта пестрота объясняется влиянием растительности, рельефа, материнских пород, частая смена которых вызывает смену не только подтипов, но и типов почв. В зависимости от особенностей смены почв выделяют почвенные комплексы и почвенные сочетания.

Почвенными комплексами называют частую смену почвенных типов, каждый из которых занимает небольшие площади.

Почвенными сочетаниями называют такое чередование почв, когда типы и подтипы сменяют один другого через большие расстояния. Почвенные комплексы ярко выражены в зонах сухих степей, а сочетания — в других зонах.

В настоящее время выделяют 9 почвенных зон, которые взаимосвязаны с растительными зонами: 1) тундровую, 2) таежно-лесную (лесолуговую), 3) лесостепную, 4) черноземно-степную, б) сухих степей, 6) пустынных степей, 7) пустынь,  сухих субтропиков, 9) влажных субтропиков.

В природе существует большое разнообразие почв. Изучение и рациональное использование их возможно лишь на основе точного их определения, т. е. классификации. Классификация — это распределение почв на соответствующие группы по сходным признакам.

Современные классификации почв по сравнению с прежними более полно учитывают морфологическое и микроморфологическое строение почвенного профиля, состав и свойства почв, главные процессы и режимы почвообразования, а также экологические условия.

Кроме почвенного типа, в систематике почв предусматриваются следующие таксономические единицы: подтипы, роды, виды, разновидности и разряды почв.

Подтипы почв выделяются в пределах типа. Это группа почв, качественно отличающаяся по проявлению процессов почвообразования (основного и налагающегося). При выделении подтипов учитываются процессы, связанные как с подзональной (в направлении с севера на юг), так и с фациальной (с запада на восток) сменой природных процессов почвообразования. При движении с запада на восток резко изменяются термический и водный режимы почв, что существенно отражается на их агрономических свойствах, ограничивает набор сельскохозяйственных культур, требует особой агротехники. Вот почему наряду с подзональными подтипами выделены подтипы фациальные.

Роды объединяют группы почв в пределах подтипа. Генетические особенности их обусловлены комплексом местных условий, влияющих на процессы почвообразования: строением и составом материнских пород, химизмом грунтовых вод и другими, включая реликтовые признаки, сохраняющиеся в почвах от предшествующих стадий почвообразования.

Виды — группы почв в пределах рода, выделяемые по степени развития почвообразовательных процессов (глубине и интенсивности оподзоливания, глубине и интенсивности гумусированности, степени засоленности и др.). Таким образом, виды отражают количественную сторону процессов почвообразования.

Разновидности — это деление почв по генезису их материнских пород (моренные, флювиогляциальные и т. д.).

Отнесение почв к тому или иному систематическому подраз­делению производится на основании диагностических признаков. Совокупность этих признаков называется диагностической характеристикой почв. Для уточнения диагностики почв используют данные анализа состава гумуса, поглощенных оснований, валового химического состава почв по генетическим горизонтам и др. При диагностике пахотных почв, определении степени их окультуренности большое значение имеют данные агрохимических и агрофизических анализов (плотность, пористость, оструктуренность, содержание подвижных форм питательных веществ и др.).

Переход от многочисленных местных классификаций почв к единой общесоюзной классификации вызывает необходимость уточнения номенклатуры почв. Номенклатурой почв в почвоведении принято называть устанавливаемые названия почв в соответствии с их свойствами и классификационным положением.

5.       Факторы почвообразования почв горных областей.

Основные почвообразовательные процессы.

Образование почв — сложный процесс, основой которого является биологический круговорот веществ. На развитие почвообразовательного процесса огромное влияние оказывают следующие факторы, выделенные В. В. Докучаевым климат, растительность и животный мир, материнские породы, рельеф, возраст почв. Впоследствии В. Р. Вильяме выделил еще два фактора: относительный возраст почв и хозяйственную деятельность человека.

Климат. Климатические факторы — тепло, свет, осадки оказывают существенное влияние на рост и распространение растений. Климат в разных частях земного шара различен. Выделяют арктический, субарктический, умеренный, субтропический и тропический климат. В соответствии с климатическими условиями возникли тундровая, лесная, лесостепная, лугово-степная, сухостепная, пустынная и тропическая растительные зоны.

В таежно-лесной зоне распространены в основном следующие процессы почвообразования: подзолистый, дерновый и болотный. Эти процессы чередуются или протекают одновременно, в результате чего формируются следующие типы почв: подзолистые, дерново-подзолистые, дерновые, болотные, болотно-подзолистые и мерзлотно-таежные.