Курс лекций по Почвоведению (стр. 1 из 15)

1. Почвоведение как отрасль естествознания, его предмет, история и значение.

Вильямс В.Р.: Почвы – это верхние слои коры выветривания, обладающие плодородием. Появляется плодородие в результате формирования почвы. Почва формируется на грунте.

Неолит (8 – 9 тыс. лет назад) – появляется земледелие. Земледелие возникло в субтропических широтах (сев. Индия, Китай, Мексика) в долинах крупных рек. Причины: 1.биоклиматические условия. 2. В субтропических широтах предки культурных растений в дикой флоре. Обширные территории.

В долинах крупных рек появилось земледелие, но не повсеместно. В междуречьях в период половодья смывается большое количество вещества K, P, N, Ca, Mgпоступают в главную реку, выносятся в бассейн, куда впадает. Во время половодья большая часть питательных элементов откладывается в пойме – часть, затапливаемая во время половодья. Часть выносится, но большая часть аккумулируется.

Почвы пойменные (аллювиальные) богаче, чем почвы сопредельных водораздельных территорий.
Разница 1,5 – 2,5 раза. (П) – показатель плодородия – урожай, (Б) – биомасса.

Показатель урожайности (САМ) – во сколько урожай выше нормы высева.

1 ведро – 20 ведер. САМ = 20.

22 Ц./га – урожай. Количество т. 2/Ц./га

22/2

В лесной зоне В. и З. полушария древнейшей системой земледелия являлась подсечноогневая система земледелия.

Лес вырубался и сжигался, а на этом участке частично вырубленного леса, земля обрабатывалась вручную и засевалась (пшеница). 2-3 года - высокий урожай (САМ ≈ 20-30). После этого урожайность резко падала. Далее осваивались другие территории, не было стационарных пахотных угодий.

На смену подсечноогневой системе появляется трехпольная система земледелия.

Пример: В первый год 1 поле засевалась основной с/х. культурой. 2. чем-то другим (ячмень, овес, репа). 3. ничем, не засевалось – паровое.

Следующий год: 1. Ячмень, овес, репа, горох. 2. паровое. 3. рожь.

3 год: 1. паровое. 2. рожь. 3. другое.

Предназначение парового поля – избавление от сорняка. Выпас скота.

Трехполье – 3-5 САМ. Но трехполье господствовало, так как использовалась лошадь «соха» («плуг»). За счет лошадиной силы увеличивалась пахотная площадь. Трехполье просуществовало до 20-30-х гг. XX века.

Термин почвоведение (1837г) – Шпренгель. Геологическое направление – почвоведения Шпренгель, Фаллу, Паллас. «Чернозем – самые молодые геологические образования».

Германия «агрохимическое направление» ТЭАР, Буссенго, Ю. Либих 1845.

Либих сжигал плоды рожь, ячмень и получал – золу. Исследует состав золы (K, P, Ca, Mg, S). Урожай снижается на трехполье потому, что плоды и зерна вместе с урожаем ежегодно выносят эти элементы. Искусственно восполнять убыль элементов → минеральные удобрения. Использование минеральных удобрений в Западной Европе повысило урожай до 20 Сам.

Либих предполагал, что при повышении количества удобрений, урожай будет выше. Но на

самом деле это только до определенного момента растет, а затем падает

Россия - родина современного научного почвоведения В.В. Докучаев. 1861г. Отмена крепостного права. 1863 «Русский чернозем».

Почва – это поверхностные слои коры выветривания, изменные и постоянно меняющиеся под совокупным воздействием рельефа, климата, животных, растительных организмов и возраста страны.

1. Геологический фактор (Либих).

2. Рельеф.

3. Климат. учение о факторах

4. Животные и растительные организмы. почвообразования

(биогенный фактор). (Докучаев).

5. Возраст (время формирования).

Также появились предположения о влиянии на почву:

6. Подземные воды.

7. Антропогенный фактор. (Самые важные – 3 и 4).

Кора выветривания – продукты разрушения горных пород. В.В. Докучаев является основателем современного картографирования почвенного покрова. Докучаев – основоположник полевых методов исследования. 1899 -1945 – журнал почвоведения издавался на 4 языках.

Ученик Докучаева Вернадский обозначил 5 функций почв:

1. Обеспечение возможности существования жизни на Земле.

2. Общие взаимодействия биологического и геологического круговорота. Усваиваются на ионном уровне из раствора (N,P,K).

3. Осуществление газообмена между почвой, атмосферой и гидросферой.

4. Регулирование биосферных процессов. (Почвы определяют плотность биомассы).

5. Почвы являются мощным аккумулятором энергии.

2. Морфологические свойства почв: горизонты, профили, включения, новообразования, структура и т. д.

Исследуются в полевых условиях (визуально): 1. Цвет. 2. Новообразования.

3. Включения. 4. Структура. 5. Почвенный профиль.

1. Цвет.

Отражает химизм образования. Темная окраска связана с наличием органического вещества – гумуса.

Красноземы – наличие окисного железа: Fe₂O₃Fe(III)

Бурый – есть железо, но меньше, чем в красном.

Желтоземы < Fe₂O₃; буроземы.

Сизо-голубой - FeO - закисные формы Fe(II), когда перенасыщены влагой. Переход окиси в закись: Fe₂O₃ → FeO

Fe(III) → Fe(II) (окись → в закись).

O_{2 H2O} → H₂O_O2 (Оглеение).

Светло- серые: 1. SiO2 (кремнезем) (> 90%). 2. CaCO3 (кальцит). 3. (NaCl, KCl, CaCl) (хлориды).

2. Новообразования.

Соединения, которые возникают в процессе развития почвы. Различны по химизму и морфологии. Лесные почвы: новообразования железисто – марганцевого состава FeMn. Сцементированные прослойки железа и марганца в песках – ортзанд. Ортштейн – железисто – марганцевые конкреции. Характерны для заболоченных глинистых и суглинистых почв. Лесные почвы – карбонатные новообразования – могут быть в виде присыпки, в виде конкреций, пустотелые. для степных лесостепных, полупустынных почв. CaCO3 – гипсовые новообразования CaSO4 – характерны для пустынных регионов.

3. Включения.

- инородные тела, несвязанные с почвообразованием. Литогенные – камни: галька, щебень; биогенные – древесные корни, кости животных, уголь; антропогенные – керамические черепки посуды и т. д.

4. Структура.

-Способность почвы распадаться на отдельные камни, глыбы – структурность. Камни, глыбы – структурные отдельности. Песчаные почвы – бесструктурные. Гумусовые почвы – преобладают структурные отдельности. Структура препятствует эрозии (ветровой и водной). Структура способствует накоплению и удержанию влаги в почвах. В структурной почве вода не испаряется, так как она просачивается глубоко. В бесструктурной всё наоборот.

5. Сложение.

- определяется плотностью почвы. (Почва сожжет быть мягкая, плотная, уплотненная).

6. Почвенный профиль.

Профили состоят из горизонтов В.В. Докучаев. А – поверхностный слой, В – переходный горизонт, С – материнская порода.

A

B

C

Изначально был грунт (материнская порода)→растительность.

I. Органогенные горизонты.

(Ао – лесная подстилка, кора листья, поля – степной или травянистый войлок).

Аоv – лесная подстилка (хвоя, листья + зеленые мхи).

Ат – торфяные горизонты.

II. Органоминеральные горизонты. Много органики и минерального вещества.

АА1 – аккумулятивный горизонт (гумусовый)

Аd– дерновой горизонт (где травянистая растительность) не менее 56% органики.

Аn – пахотный горизонт.

III. Почвенные минеральныегоризонты.

А2 подзолистый горизонт (напоминает цвет золы потухшего костра)

Элювиальный (вымывания), до 99 % SiO2 - остальное вымыто. Характерен для лесных почв.

G – глеевый горизонт – характеризуется сизовато-голубоватой окраской. (FeO, Fe (II))

B – иллювиальный (вмывания).

Bf – железисто- иллювиальный (яркая бурая окраска- обилие железа)

Bh – гумусово-иллювиальный горизонт.

Bfh - железистогумусово-иллювиальный горизонт.

Bca– карбонатно-иллювиальный горизонт.

Bt – глинисто-иллювиальный горизонт. Характерен для почв, которые формируются в условиях с большим количеством осадков (гумидных). Лессиваж - миграции глинистых фракций из верхних слоев в средние.

Bm– иллювиально-метаморфический горизонт. Интенсивное внутрипочвенное выветривание.

IV. минеральные подпочвенные горизонты.

С – материнская порода - рыхлые четвертичные отложения, незатронутые почвообразованием.

D– четвертичные отложения, отличающиеся по генезису от вышележащей материнской породы.

D₂– девонские пески.

R– дочетвертичные отложения.

3. Выветривание, его формы и значение для почвообразования.

Выветривание – это процесс разрушения горных пород под влиянием температурных колебаний, воды, а также живых и растительных организмов.

Выветривание (гипергенез):

- механическое (физическое)

- химическое

-биологическое

В природе идут одновременно с взаимодействием друг с другом, и разделить их практически невозможно.

1. Механическое выветривание – разрушение горных пород на обломки различной величины и формы. Выветривание под температурным фактором. Также активную роль играет вода при замерзании увеличивается в объеме. Ветер, но не сам по себе, в воздухе должны быть во взвешенном состоянии минеральные частицы, которые ударяются о горные породы.

→→