Шпаргалка по "Почвоведению"

 

 

1.Совместное воздействие факторов почвообразования на горные породы и сущность почвообразовательного процесса.   Почвообразовательный процесс (почвообразование) – это сложный природный процесс преобразования материнской горной породы в почву, ее становления и эволюции под воздействием комплекса факторов. По своей природе почвообразование – это биофизико-химический процесс. Преобразование горной породы в почву происходит в результате одновременно идущих процессов – выветривания и почвообразования. Они тесно связаны между собой, но обычно первый процесс предшествует. Физическое и химическое выветривание подготавливают породу к почвообразованию – доводят до состояния рухляка, в котором может содержаться некоторое количество влаги и элементов питания в доступной форме. Общая схема почвообразования состоит из следующих основных стадий:

1) привнесение  химических элементов и соединений  с атмосферными осадками, почвенными  животными и растениями в почвообразующую  породу;

2) элементарные  процессы содействуют преобразованию, перемещению и аккумуляции химических элементов по профилю почвы и формированию генетических горизонтов;

3) частичный  вынос химических элементов за  пределы почвенного профиля с  участием атмосферных осадков. 

Под факторами  почвообразования понимают элементы природной среды, под влиянием которых образуются почвы.

Основоположник  почвоведения В.В. Докучаев заложил  начало учения о факторах почвообразования. Он первым установил, что формирование почвы тесно связано с физико-географической средой. В.В. Докучаев выделил пять факторов почвообразования – климат, почвообразующие породы, живые и отмершие организмы, возраст и рельеф местности. В современном почвоведении к перечисленным факторам добавляют хозяйственную деятельность человека, грунтовые воды. При изучении почв важно учитывать взаимные связи и влияние всех факторов почвообразования.

 

 

 

 

 

 

 

 

Почвообразующие породы их происхождение и влияние  на почвы. Почвообразующие породы. Горные породы, на которых формируются почвы, называют почвообразующими или материнскими. Самыми распространенными являются рыхлые осадочные породы. Имеют плейстоценовый (четвертичный) возраст. Покрывают 90 % территории внетропической части северного полушария. Осадочные породы отличаются рыхлым сложением, пористостью, водопроницаемостью и другими благоприятными для почвообразования свойствами. Мощность их может достигать больше сотни метров. Материнская порода является материальной основой, субстратом, на котором формируется почва. Почва в значительной мере наследует от исходной породы ее гранулометрический, минералогический, химический состав и свойства. Однако почвообразующая порода не есть скелет почвы, инертный к развивающимся в ней процессам. Она состоит из разнообразных минеральных компонентов, различным образом участвующих в процессе почвообразования. Среди них имеются частицы, практически инертные к химическим процессам, но играющие важную роль в образовании физических свойств почвы. Другие составные части почвообразующих пород легко разрушаются и обогащают почву определенными химическими элементами, таким образом, состав и строение почвообразующих пород оказывает чрезвычайно сильное влияние на процесс почвообразования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Первичные и вторичные минералы почвы, их строение и химический состав, влияние на формирование физических  и химических свойств и режимов почв. Твердую фазу почвы представляет комплекс первичных и вторичных минералов и органические вещества. По происхождению различают минеральные, органические и органоминеральные частицы, представляющие обломки горных пород, первичные и вторичные минералы, гумусовые вещества, продукты взаимодействия органических и минеральных веществ. Эти частицы в почвоведении называют механическими элементами. Первичные минералы — кварц, шпаты и слюды — обычно присутствуют в почве в виде частиц песка и пыли. Вторичные, или глинистые, минералы образуются при изменении полевых шпатов и слюд в процессе выветривания и почвообразования. Они находятся в почве главным образом в виде мелкодисперсных илистых и коллоидных частиц и обладают большой суммарной поверхностью и поглотительной способностью. По строению кристаллической решетки, степени дисперсности и другим свойствам глинистые минералы объединяют в три группы: каолинитовую; монтмориллонитовую; гидрослюд.

Они состоят  главным образом из кремния, алюминия, кислорода и водорода, а также содержат небольшое количество железа, кальция, магния, калия и могут быть источником этих элементов для растений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.   классификации механического (гранулометрического) состава почв и почвообразующих  пород. Влияние механического состава на формирование физических и химических свойств почв.  Гранулометрический состав (механический состав, почвенная текстура) — относительное содержание в почве, горной породе или искусственной смеси частиц различных размеров независимо от их химического или минералогического состава. Гранулометрический состав является важным физическим параметром, от которого зависят многие аспекты существования и функционирования почвы, в том числе плодородие.Гранулометрический состав — содержание в почве механических элементов, объединенных по фракции. В почвах и породах могут находиться частицы диаметром как менее 0,001 мм, так и более нескольких сантиметров. Для подробного анализа весь возможный диапазон размеров делят на участки, называемые фракциями. Единой классификации частиц не существует. В настоящее время получили распространение два основных принципа построения классификаций:

На основании  содержания физической глины с учётом доминирующей фракции и типа почвообразования. Разработана Н.А. Качинским и принята в России и в некоторых других странах.

 На основании  относительного содержания фракций  песка, пыли и глины по Аттербергу. Международная классификация, классификации  общества почвоведов (SSSA) и общества  агрономов (ASSA) США. Для определения названия почвы используют треугольник Ферре.Однозначного перехода от одной классификации к другой не существует, однако используя кумулятивную кривую выражения результатов гранулометрического состава можно назвать почву по обеим классификациям. Гранулометрический состав определяет многие физические свойства и водно-воздушный режим почв, а также химические, физико-химические и биологические свойства.Меньший диаметр частиц означает большую удельную поверхность, а это, в свою очередь — большие величины ёмкости катионного обмена, водоудерживающей способности, лучшую агрегированность, но меньшую порозность. Тяжёлые почвы могут иметь проблемы с воздухосодержанием, лёгкие — с водным режимом.Разные фракции обычно представлены различными минералами. Так, в крупных преобладает кварц, в мелких — каолинит, монтмориллонит. По фракциям различается способность образовывать с гумусом органоминеральные соединения.

Шкала Качинского

Фракции                 Размер, мм                           Фракции                         Размер, мм   

    Камни………………….> 3                              Пыль крупная………………0,05-0,01

            Гравий…………………3-1                                      средняя………………0,01- 0,005

   Песок   крупный………..1-0,5                                   мелкая……………….0,005-0,001

           средний……….0,5-0,25                      Ил глинистый (грубый)……..0,001-0,0005

          мелкий………...0,25-0,05                    ил коллоидный (тонкий)……0,0005-0,0001

                                                                                 Коллоиды……………………< 0,0001

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Физические свойства почв и их влияние на плодородие. Физические свойства почвы связаны с ее дисперсностью (раздробленностью на отдельные частицы) и пористостью (степенью примыкания частиц почвы друг к другу). Благодаря дисперсности и пористости в почвах можно выделить три фазы — твердую, жидкую, газообразную, находящиеся во взаимодействии друг с другом.

Наименее подвижная  часть — твердая фаза почвы  и особенно минеральные частицы; более подвижные — органические вещества и еще более динамичные — жидкая и газообразная фазы. Поэтому физические свойства могут быть разделены на основные (общие физические, физико-химические, водные, воздушные, тепловые) и функциональные, связанные с различными режимами (водным, воздушным, тепловым). К физическим свойствам почвы относятся структура, водные, воздушные, тепловые, общие физические и физико-механические свойства. В данном разделе рассматриваются общие физические и физико-механические свойства, все остальные свойства — в специальных разделах.К общим физическим свойствам относятся плотность почвы, плотность твердой фазы и пористость.Плотностью почвы называется масса единицы объема сухой почвы, взятой в естественном сложении. Выражается в г/см3.

Плотность твердой  фазы почвы — это отношение  массы ее твердой фазы к массе  воды в том же объеме при 4 °С.При  определении плотности почвы  измеряется масса почвы в единице  объема со всеми порами, поэтому  плотность почвенной массы, взятой в ненарушенном сложении, всегда меньше плотности твердой фазы почвы. Плотность минеральных почв и грунтов изменяется в широких пределах — от 0,9 до 1,8 г/см3, а торфяных — от 0,15 до 0,40 г/см3. Значения плотности твердой фазы почв и грунтов изменяются в пределах 2,4—2,8.Плотность почв зависит от минералогического, механического состава, а также от содержания в ней органических веществ, ее структурности, сложения и механической обработки, а плотность твердой фазы почв —  минералогического состава и содержания органических веществ.

С плотностью тесно  связаны водный, воздушный и тепловой режимы почв. Для большинства сельскохозяйственных культур на суглинистых и глинистых  почвах оптимальной является плотность 1,00—1,25 г/см3. Дальнейшее увеличение ее вызывает снижение урожайности.Данные по определению плотности почвы и ее твердой фазы широко используются в почвоведении, земледелии, в сельскохозяйственной мелиорации. Ими четко характеризуют почвенный профиль, выявляя уплотненный (иллювиальный) горизонт, рыхлость или уплотненность пахотного горизонта. На основании показателей плотности почвы рассчитывают запасы в ней воды, гумуса, солей, питательных веществ.

Данные по определению  плотности твердой фазы почв используют при определении механического  состава почв пипеточным методом по Н. А. Качинскому, а также при расчете пористости почвы.

Пористость  — это суммарный объем всех пор между частицами твердой  фазы почвы. Выражается она в процентах  к общему объему почвы. Для минеральных  почв интервал показателей пористости составляет 25—80 %.

В почвенных  горизонтах поры могут быть неодинаковой формы и диаметра. В зависимости  от размера пор различают капиллярную  и некапиллярную пористость. Капиллярная  пористость равна объему капиллярных  пор почвы, некапиллярная — объему крупных пор. Сумма их составляет общую пористость почвы.

Пористость  почв зависит от структурности, плотности, механического состава и определяется прежде всего ее структурностью. В  макроструктурных почвах поры занимают большую, а в микроструктурных —  меньшую часть объема. При подсыхании бесструктурной почвы на поверхности пашни образуется почвенная корка, ухудшающая условия роста полевых культу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Сравнительный анализ химического состава почв и почвообразующих пород. Химический состав почв - это совокупность химических элементов и их соединений. Различают элементный (валовой) состав минеральной части почв, жидкой и газообразной фаз почв. Содержание отдельных химических элементов в почве (в весовых процентах)

А. П. Виноградов:

O - 49,0 Mg - 0,63

Si - 33,0 C - 2,00

Al - 7,13 S - 0,085

Fe - 3,80 P - 0,08

Na - 0,63 Cl - 0,01

Ca - 1,36 N - 0,10

K - 1,36 Mn - 0,085

Химический состав почвы  является отражением элементарного  состава всех геосфер, принимающих  участие в формировании почвы. Поэтому  в состав всякой почвы входят те элементы, которые распространены или встречаются как в литосфере, так и в гидро-, атмо- и биосфере.В состав почв входят почти все элементы периодической системы Менделеева. Однако подавляющее их большинство встречается в почвах в очень малых количествах, поэтому в практике приходится иметь дело всего с 15 элементами. К ним принадлежат прежде всего четыре элемента органогена, т. е. С, N, О и Н, как входящие в состав органических веществ, затем из неметаллов S, Р, Si и С1, а из металлов Na, К, Са, Mg, AI, Fe и Мn.Перечисленные 15 элементов, составляя основу химического со­става литосферы в целом, в то же время входят в зольную часть растительных и животных остатков, которая, в свою очередь, образуется за счет элементов, рассеянных в массе почвы. Количе­ственное содержание в почве этих элементов различно: на первое место надо поставить О и Si, на второе — А1 и Fe, на третье — Са и Mg, а затем — К и все остальные.

 

 

 

 

 

 

 

7. Химические свойства почв и пищевой режим, их влияние на плодородие.  Химические свойства почвы определяются процессами, происходящими в основном между ее твердой и жидкой фазами. По закону действующих масс в почве образуются и поступают в раствор различные вещества, в ней устанавливается подвижное равновесие между твердой частью и почвенным раствором. При уменьшении концентрации такого раствора часть веществ поступает в него из твердой фазы почвы и, наоборот, при увеличении концентрации часть веществ выпадает из раствора, присоединяясь к твердой фазе почвы. Почвенный раствор. В почвенной воде растворимы различные соли и кислоты, которые представляют так называемый п о ч в е н н ы й   р а с т в о р. Он образуется в процессе почвообразования в течение длительного времени в результате движения воды в почве и смачивания ее. Соли растворяются под действием кислот, коалинизации, окислительно-восстановительных процессов, гидролиза веществ и т.д. Почвенный раствор по составу и концентрации определяется взаимодействием почвы, воды и организмов, которое состоит в растворении минеральных и органических веществ, пептизации, коагуляции и обмене ионами растворов с почвенными коллоидами. Реакция почвенного раствора создается при взаимодействии почвы с водой или растворами солей, характеризуется концентрацией водородных и гидроксильных ионов. Реакция может быть кислой, щелочной или нейтральной. В последнем случае концентрация ионов Н+ и ОН- одинакова. Реакция почвенного раствора выражается символом рН – десятичным логарифмом с обратным знаком, показывающим степень концентрации Н в почвенном растворе, или количеством Н-иона в листе раствора. Различают активную (актуальную) и потенциальную кислотность. Активная кислотность возникает за счет слабых кислот (главным образом углекислоты, органических кислот), а также кислых солей и минеральных кислот, особенно H2SO4 . Эта кислотность обнаруживается действием воды на почву, поглощающий коллоидный комплекс которой не насыщен основаниями. Буферность. Способность почвенной суспензии противостоять изменению ее активной реакции (рН) при внесении в почву кислот или щелочей называется б у ф е р н ы м  д е й с т в и е м. В следствие буферности почва обладает относительно устойчивой реакцией почвенного раствора. Буферное действие присуще твердой фазе почвы и зависит от ее химического, коллоидного и механического состава. 

ПИЩЕВОЙ РЕЖИМ  ПОЧВЫ, питательный режим почвы, содержание в почве растворимых (подвижных) и доступных растениям  питательных веществ и изменение  его в течение вегетационного периода. Определяется валовыми запасами питательных элементов и условиями их мобилизации и иммобилизации в почве. Валовые запасы азота, фосфора, калия и др. элементов питания в почвах довольно большие, но основная их масса находится в недоступных растениям формах, из-за чего растения испытывают их недостаток. Мобилизация питательных веществ происходит под влиянием физико-химических, химических и биоло-гич. процессов, протекающих в почве, при улучшении ее воднофизических свойств и применении удобрений. Минерализация органических вещества микроорганизмами улучшает П. р. п. Образующиеся при этом азотная и угольная кислоты повышают растворимость минеральных веществ почвы и таким образом фосфор, калий, кальций и микроэлементы становятся более доступны растениям. Подобное действие на мобилизацию питательных веществ почвы оказывают удобрения, гипсование, известкование и орошение. Мобилизации питательных веществ способствуют и корневые выделения растений, однако у винограда эта способность развита слабо.