Контрольная работа по "Почвоведенью "

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АГРАРНЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

ИЗОП

КАФЕДРА БИОЛОГИИ 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по почвоведенью 
 
 
 

Выполнил:

Студент 2 курса, группа1А

Шахов Н.Н.

Шифр  А 28011 
 
 

Проверил(а): 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Новосибирск

2009

22.  Влияние условий почвообразования на характер и скорость гумусообразования. 

Превращение органического вещества в гумус  является сложным биохимическим  процессом, совершающимся в почве  при участии микроорганизмов, животных, воды и воздуха.

Превращение растительной биомассы в гумус - это  совокупность процессов разложения исходного органического вещества, синтеза вторичных форм микробной плазмы и их гумификации.

Процессы разложения и минерализации органических остатков  носят биокаталитический характер и протекают с участием ферментов.

Скорость процессов разложения и минерализации различных органических соединений неодинакова. Наиболее полно и интенсивно минерализуются растворимые сахара, крахмал, затем по скорости следуют белки и целлюлоза. Наиболее устойчивы к разложению и минерализации лигнин, смолы, воски. Скорости разложения – 25-50% за 6 месяцев.

Параллельно с разложением и минерализацией органических остатков идут процессы их гумификации. В результате процессов  гумификации образуются устойчивые против разложения органические соединения гумусовых веществ, накапливающиеся в почве при благоприятных условиях.

Многие  ученые рассматривают гумификацию  как конденсацию или полимеризацию  ряда промежуточных продуктов  разложения.

Основоположник  этой теории-А.Г.Трусов-считал, что  гумификация- это процесс окисления и конденсации пиррольных и бензольных соединений, которые образуются при разложении белков, с фенольными и хинонными производными, выделяющимися при разложении лигнина и дубильных веществ.

На скорость гумусообразования влияет водный и  воздушный режим. В аэробных условиях при достаточном количестве влаги и оптимальной температуре процессы разложения идут интенсивно. Но интенсивно идут и процессы разложения промежуточных продуктов гумусообразования и гумуса. В результате гумуса накапливается мало. При резком недостатке

влаги накапливается мало растительной органики, а процессы разложения и гумусообразования  протекают медленно. В аэробных условиях при избытке влаги, при низких температурах гумусообразование замедляется. Наиболее благоприятные процессы слагаются при оптимальном гидротермическом режиме и при периодически повторяющихся иссушениях. При этих условиях происходит постепенное разложение органики, она гумифицируется и закрепляется в почве.

Большое влияние на скорость гумусообразования  оказывают химический состав растительности и характер их поступления в почву. Существует разница между древесной и травянистой растительностью.

Влияют  механические и физико-химические свойства почв, химический и минералогический состав.

В составе  гумуса 2 большие группы веществ:

 а)  обширная группа негумифицированных  веществ, входящих в состав  органических остатков и промежуточных  продуктов разложения;

 б)  группа гумусовых веществ, главная  и специфическая часть гумуса. Поэтому принято считать, что  гумус – сложный динамический комплекс органических соединений, образующийся при разложении и гумификации органических остатков в почве. Его содержание в верхнем горизонте колеблется от 1 до 15%. С глубиной его количество постепенно достигает минимума вплоть до полного отсутствия.                                  

Негумифицированные  остатки составляют 10-15%. Для них  характерна динамичность как в качестве, так и в количестве вследствие непрерывно развивающихся различных процессов.

Гумусовые вещества представляют собой систему высокомолекулярных азотосодержащих органических соединений циклического строения и кислотной природы. Кислотная природа гумуса предопределяет их взаимодействие с минеральной частью и возможность их закрепления в почве.

Они делятся  на 2 группы: -

а) группа темноокрашенных гуминовых кислот, включающая собственно гуминовые кислоты и ульминовые кислоты;

б) группа фульвокислот (креновые и апокреновые  кислоты).

Между двумя этими группами существует генетическая связь, но характер этой связи недостаточно ясен. Соотношение между ними в разных почвах различно и обусловлено условиями почвообразования. Различают три формы гумусовых кислот в почвах:

а) свободные  гуминовые и фульвокислоты;

б) гуматы и фульваты щелочных и щелочноземельных металлов;

в) комплексные аллюмо - и железогуминовые соединения.

Часть гумусовых веществ, очень прочно связанных с минеральной частью почвы, называются гуминами. Гумусовые вещества, не связанные с минеральной частью почвы, образуют микроагрегаты в порах почвы.

     Участие в разложении гумусовых веществ микроорганизмов не подлежит сомнению. Иначе бы их количество постоянно росло. Гуминовые кислоты минерализуются медленнее, примерно 10% за год. Интенсивнее разлагаются фульвокислоты – 33% в год. На процессы разложения влияет комплекс условий: увлажнения, механический состав, растительность и т. д.

С гумусом  и прежде всего с фульвокислотами по почвенному профилю мигрируют такие элементы, как кальций, магний, калий. Реакция почвы под влиянием гумуса становится более кислой. Следовательно, увеличивается интенсивность химического выветривания

минералов. Это источник минеральных элементов  для растений. Определяет физические свойства почв и прежде всего структуру. Регулирует газовый состав почвенного воздуха (углекислый газ). 
 

44. Понятие о структурности и структуре почвы. Виды структуры и её основные показатели (форма, размеры, водопрочность, пористость). 

Структурой  называют отдельности (агрегаты) различной  величины и формы, на которые может  распадаться почва. Структура почвы - взаимное расположение в почвенном теле структурных отдельностей определённой формы и размеров.

  Способность почвы распадаться на такие отдельности называется структурностью. Структурность почвы - способность почвы распадаться в естественном состоянии при механическом воздействии (выкапывании) на агрегаты определенного размера и формы. Если небольшой пласт почвы подбросить на лопате и снова поймать, он рассыплется на отдельные мелкие кусочки размером с орех, которые и являются структурными элементами. Такие частицы не склеиваются между собой, благодаря чему в почву свободно проникают вода и воздух, необходимые для развития растений.

Структура влияет на ряд важных в агрономическом отношении свойства почвы, что сказывается на плодородии и других экологических свойствах. В структурных почвах по сравнению с бесструктурными, создаются более благоприятные условия водного, воздушного, теплового и питательного режимов. Наиболее благоприятная в агрономическом смысле комковато-зернистая структура с размером агрегатов 0,25-10,0 мм. Важным свойством структуры является ее водопрочность.

Водопрочность – это способность агрегатов противостоять размывающему действию воды. Водопрочная структура под действием воды или не разрушается, или лишь частично распадается на микроагрегаты. Неводопрочная структура под действием

воды  распадается на составляющие ее частицы. Если водопрочная структура имеет рыхлую упаковку и, следовательно, высокую пористость (больше 45%), то почва легко воспринимает воду, а в их поры свободно проникают корневые волоски и организмы. При плотной упаковке пористость почв низкая (30-40%), поры тонкие, в них с трудом проникает вода и корневые волоски, организмы.

Различают водопрочность истинную и условную.

Истинная  – если агрегаты в воздушно-сухом состоянии при быстром погружении в воду не теряют форму и не разрушаются до размеров меньше 0,25 мм.

 Условная – если агрегаты не разрушаются в воде, будучи смоченными перед погружением в воду. Условная водопрочность одних и тех же агрегатов всегда выше истинной.

В бесструктурной почве наблюдаются два крайних  состояния увлажнения: избыточное и недостаточное:

     а) все промежутки почвы заполнены  водой, а воздух отсутствует, развиваются анаэробные процессы, корни не получают кислорода;

     б) в почве много воздуха  и кислорода, но имеется недостаток  в воде.

В структурной  почве вода рассасывается по комкам, а промежутки между комками заполнены воздухом. Воздух содержится и в порах аэрации, которые расположены внутри комков. Таким образом, в структурной почве одновременно присутствуют в достаточном количестве вода и воздух.

Структурная почва богаче и доступными для  растений питательными веществами. Структурная почва имеет хорошую водопроницаемость, в ней слабо выражен поверхностный сток, т. е она лучше противостоит эрозии. Вода в ней меньше испаряется.

В формировании структуры различают два основных процесса:

механического разделения почвы на агрегаты (комки), т.е. процесс ее крошения и процесс образования прочных, не размываемых в воде отдельностей, т. е. образование водопрочной структуры.

Разделение  почвы на комки осуществляется в  результате изменения объема почвы при переменном высушивании и увлажнении, промерзании и оттаивании, вследствие давления корней, деятельности копающих животных, червей, рыхлящих орудий.

Водопрочность приобретается в результате сцепления  механических частиц и микроагрегатов коллоидными веществами (органическими и минеральными).

На формирование почвенной структуры большое влияние оказывают растительность, дождевые черви, промораживание почвы. Травы оказывают наиболее сильное оструктуривающее влияние. Созданная под травами структура наиболее устойчива и лишь постепенно утрачивает водопрочность.

Роль  растительности двойная:

а) под  влиянием корневых систем происходит разделение почвы на комки и их уплотнение;

б) разлагаясь, трава образует гумус.

Деятельность  червей в структурообразовании общеизвестна. Частички почвы, проходя через кишечный тракт червей, уплотняются и выбрасываются в виде небольших комочков – капролитов, обладающих высокой водопроницаемостью.

При замораживании  вода находящаяся в почве расширяется  и давит на стенки комков, при этом участки с незамерзающей водой (внутри комков) уплотняются, часть воды из них выжимаются в более крупные капилляры. Промораживание способствует разрыхлению почвы, образованию агрегатов, но водопрочность при этом не создается. Особая положительная роль промораживания сказывается только при промораживании оптимально влажной почвы (не более 90% полной влагоемкости).

Большое влияние на формирование почвенной  структуры оказывает обработка почв сельскохозяйственными орудиями. При механической обработке почв вместе с образованием структуры происходит ее разрушение.

В зависимости  от количества и качества органического  вещества, механического состава, применяемых орудий, влажности почв и других условий, при которых происходит обработка, могут преобладать процессы или создания или разрушения структуры.

     Утрата структуры происходит под влиянием механических, физико-химических и биологических причин.

Механические – передвижение сельскохозяйственной техники, людей, животных, воздействие капель дождя.

Физико  – химическое – воздействие на структуру вызывается одновалентными катионами, попадающими в почву с атмосферными осадками и удобрениями, из нижележащих слоев почвенного горизонта.

Восстанавливает структуру посев многолетних  трав, обработка почв в спелом состоянии, известкование кислых почв, гипсование солонцов и солонцовых почв, внесение органических и минеральных удобрений, применение структурообразующих веществ – битумы, вискоза, полимеры и сополимеры.

Физические  свойства почв подразделяются на основные и физико – механические.

  Основные физические  свойства: удельный вес, плотность сложения, пористость.

Удельный  вес – отношение веса твердой фазы почвы к весу воды в том же объеме при

4 оС. Интервал значений удельного веса – 2,4 – 2,8. Зависит от минералогического состава, содержания органического компонента. Бедные органическим веществом почвы имеют удельный вес 2,65 – 2,70. Мало гумусированные горизонты субтропических почв характеризуются более высоким показателем удельного веса – 2,7 – 2,8, а богатые органическими компонентами торфяники имеют удельный вес 1,4 – 1,8. Величина безразмерная.

Плотность сложения – вес единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в ее естественном сложении. Выражается в граммах на 1 см. При определении плотности сложения узнают вес почвы в единице объема со всеми ее порами, поэтому показатели плотности сложения всегда меньше показателей удельного веса одной и той же почвы. Величина плотности сложения меняется в широких пределах: у минеральных почвах 0,9 -–1,8; у торфянистоболотных – 0,15 – 0,40 г/см. Влияет содержание органического вещества, механический и минералогический состав, структурность, сложение, т.е. взаимное расположение частиц твердой фазы почвы. Для черноземов характерно, когда в верхних горизонтах плотности сложения составляет 1,0 – 1,2, в нижних – 1,3 – 1,6 г/см. Благодаря систематическому агротехническому воздействию верхние горизонты окультуренных почв обычно имеют более низкие показатели плотности сложения. Эти величины существенным образом влияют на водный, воздушный и тепловой режимы

почвы а, следовательно, на развитие растений. Для большинства растений оптимальной плотностью сложения являются величины в пределах 1,00 –1,25 г/см.

Пористость – суммарный объем всех пор между твердыми частицами почв, или между частицами твердой фазы почвы. Пористость выражается в процентах от общего объема почвы. Для минеральных почв эта величина составляет 25-80 %, для торфных горизонтов – 80-90%. Поры в зависимости от величины делятся на капиллярные и некапиллярные. Капиллярная пористость равна объему капиллярных промежутков почвы.

 Некапиллярная – объему крупных пор. Сумма обеих видов пор составляет общую пористость.

Отношение плотности сложения к удельному весу составляет объем твердой фазы почвы, а за единицу принимается общий объем почвы со всеми ее порами. Экспериментально общая пористость определяется методом заполнения всех пор жидкостью, объем которой замеряется. Величина пористости зависит от структурности, плотности сложения, механического и минералогического состава. Пористость прежде всего определяется ее структурностью. В почвах с агрегатами диаметром 1-5 мл. соотношение между капиллярной и некапиллярной пористостью складывается в пользу последней. Между плотностью сложения и пористостью имеется обратная зависимость: чем плотнее почва, тем меньше ее пористость. С общей пористостью связаны такие важнейшие свойства почвы как водопроницаемость и воздухопроницаемость, влагоемкость и воздухоемкость, газообмен между почвой и атмосферой. Пористость принято дифференцировать на общую, пористость агрегатов, пористость межагрегатную, пористость капиллярную,поры, заполнение прочносвязанной водой, поры, заполненные рыхло связанной водой, поры,занятые воздухом.( пористость аэрации).

Пластичность – способность почвы изменять свою форму под влиянием какой – либо внешней силы без нарушения плотности и сохранять приданную форму после устранения этой силы. Она проявляется только при влажном состоянии почвы. В зависимости от увлажнения характер пластичности меняется. Связана с механическим составом: глинистые почвы имеют число пластичности 17; суглинистая – 7-17; супесь – меньше 7.

Липкость  – способность почвы прилипать к различным поверхностям. При этом увеличивается тяговое сопротивление и ухудшается качество обработки почв. Почвы по липкости делятся на: предельно вязкие ( больше 15 г/см), сильно вязкие (5-15 г/см), средние по вязкости (2-5 г/см), слабо вязкие (меньше 2 г/см). С липкостью связано такое свойство, как физическая спелость, когда у почвы при обработке исчезает свойство прилипать к сельскохозяйственным машинам.

Биологическая спелость – состояние, при котором активно проявляются биологические процессы (жизнедеятельность микроорганизмов и т.д.).

Набухание- увеличение объема почвы при увлажнении.

Усадка – сокращение объема почвы при высыхании

Связанность почвы – способность сопротивляться внешнему усилию, стремящемуся разъединить частицы почвы. Определяется механическим и минералогическим составом, структурным состоянием, влажностью, характером сельскохозяйственного использования.

Твердость – сопротивление, которое оказывает почва проникновению в нее под давлением какого-либо тела. Прибор – твердомер. Величина – кг/см. Зависит от увлажнения, структурности, состава поглощенных оснований, гумусированности.

Удельное  сопротивление – усилие, затрачиваемое на подрезание пласта, его оборот и трение о рабочую поверхность. Выражается в кг/см. Зависит от механического состава, влажности, физико – химических свойств. Колеблется в пределах от 0,2 до 1,2 кг/см. 
 

66. Преобразование естественного  плодородия в процессе  производственной  деятельности человека. (примеры по хозяйству и району, где работает студент)

Черноземы обладают рядом свойств, определяющих их высокое  плодородие. Это большая мощность гумусового горизонта, высокое содержание гумуса, азота и элементов минерального питания, благоприятная реакция, большая емкость катионного поглощения, насыщенность поглощающего комплекса основаниями, активная микробиологическая деятельность и, наконец, наличие водопрочной структуры, определяющей хорошие водные и воздушные свойства.

Наряду с этим черноземы имеют и ряд недостатков. Несмотря на благоприятные водные свойства, водный режим в них неустойчив и неудовлетворителен для культурных растений. Весной в период снеготаяния  происходит быстрое промачивание профиля на значительную глубину, а в течение лета вследствие испарения влаги с поверхности почвы и потребления ее растениями - сильное иссушение верхней части профиля. Если дожди не выпадают долгое время, содержание влаги в почве уменьшается до величины влажности завядания, в результате чего наступает гибель растений.

На некоторых площадях хозяйства, в результате неправильной агротехники черноземы выпаханы. Вследствие этого водный режим их особенно неустойчив и зависит от характера выпадения осадков.

Исходя из особенностей природных условий образования  и свойств черноземов наше хозяйство предусматривает следующие мероприятия по повышению их плодородия :

1. Накопление  и сохранение влаги с помощью  снегозадержания, правильной обработки  почвы и т. д.

2. Сохранение  и восстановление структуры почвы  путем правильной ее обработки  и внесения органических удобрений,  необходимых в данном случае  в качестве исходного материала  для образования гумусовых веществ,  способствующих образованию структуры.  Одновременно органические удобрения нужны и как источник питательных элементов для растений.

3. Борьба с  эрозией почв.

4. Внесение минеральных  удобрений, в первую очередь  фосфорных.

Большая часть  черноземов, пригодных для сельскохозяйственного  использования, распахана, поэтому возможности дальнейшего расширения посевных площадей в черноземно-степной зоне крайне ограничены. Основными направлениями увеличения выхода сельскохозяйственной продукции в черноземно-степной зоне следует считать повышение плодородия почв, правильный подбор культур, сортовое семеноводство и т д.

Большое влияние  на улучшение качества почвы и  повышения урожая является учет порядка  чередования посева тех или иных культур на определённом участке. Такой учёт является необходимым условием при ведении посевной кампании в нашем хозяйстве. Порядок чередования культур основывается на неодинаковом отношении различных растений к сорнякам, болезням, вредителям, а также на разной их потребности в питательных веществах и влаге в отдельные периоды роста и развития. Культурные растения оказывают существенное влияние на почву не только в год посева, но и в последующие годы, когда на данном поле выращивают уже другие культуры. При этом необходимо учитывать, в каком состоянии и когда освобождается от них поле. В связи с этим все возделываемые культуры по действию и последействию на почву, то есть на содержание питательных веществ, увлажненность, чистоту от сорняков, могут характеризоваться как предшественники.

Предшественником  называется сельскохозяйственная культура или пар, занимавшие данное поле в предыдущем году. В оценке пара и культур как предшественников необходимо знать, какое воздействие они оказывают на свойства почвы, что существенно будет влиять на рост и урожайность последующих культур.

По степени  этого влияния предшественники делятся на отличные, хорошие, плохие и объединяются в следующие группы:

1) чистые и  занятые пары;

2) многолетние  травы;

3) зерновые бобовые;

4) пропашные;

5) технические  непропашные,

6) озимые зерновые;

7) яровые зерновые;

8) однолетние травы.

Немалую роль при  восстановлении плодородия почв в хозяйстве  отводят внесению удобрений. Удобрения -- это вещества, содержащие элементы, необходимые для питания растений или регулирования свойств почвы. По составу удобрения подразделяются на: минеральные, органические, органо-минеральные, бактериальные.

Используются местные минеральные удобрения - это такие удобрения, которые получают на месте, накапливая (навоз) и выращивая (зеленые удобрения).

На территории всех пахотных угодий хозяйства, для улучшения их плодородия применяется вспашка «паров». 
 

88. Природные условия  чернозёмно - степной  зоны. Структура почвенного  покрова. 

Климат  черноземной зоны характеризуется  теплым летом и умеренно холодной зимой. В восточных областях зима холодная и очень холодная. Неоднородность климата, особенно в степной зоне, проявляется, прежде всего в различиях обеспеченности теплом в период вегетации, зимних температур и характера увлажнения. По мере движения с запада на восток уменьшается количество тепла, нарастает континентальность климата,

снижается количество осадков. Более мягкий и  менее континентальный климат в северной части зоны (лесостепь). Средняя температура июля колеблется от 23-25 градусов на западе до 19-21 градуса на востоке, а средние температуры января от –4 градусов до –25, -27 градусов. Продолжительность периода с температурой выше 10 градусов составляет в

западных  районах лесостепи 150-180 дней и в  восточных 90-120 дней, а в степной части черноземной зоны – соответственно 140-180 и 97-140 дней. Сумма температур выше 10 градусов колеблется в лесостепной части зоны от 2400 – 3200 градусов на западе до 1400-1600 на востоке ив степной – соответственно от 2300-3500 до 1500-2300 градусов.

Наибольшее  количество осадков выпадает на западе и в Предкавказье (500 – 600 мм) и, постепенно уменьшаясь по мере движения на восток, составляет в Поволжье 300-400 мм, в Западной Сибири – 300-350 мм. Количество осадков уменьшается также с севера на юг. Значительная часть годового количества осадков выпадает в летний период – в европейской части 30-40 % и в Азиатской до 50%. В целом черноземная зона характеризуется недостаточным увлажнением.