Метод._ЛПЗ._Земледелие

Раздел I. ПОЧВОВЕДЕНИЕ

Работа 1. Изучение морфологических признаков почвы

Вданной работе ставится задача изучить важнейшие морфологические признаки почвы - строение профиля, мощность горизонтов, их окраска, влажность, гранулометрический состав, структура, сложение, новообразования, включения и составить схему профиля, пользуясь почвенным разрезом или монолитом.

Планета Земля состоит из минералов и горных пород. Они являются основой почв и определяют многие их свойства.

Врезультате образования почв произошли большие изменения в составе и свойствах материнских пород. Это отразилось на изменении их внешнего вида или внешних признаков. Разделение почвенной толщи на отдельные, генетически связанные между собой слои – горизонты, произошло в результате различной степени растворимости и соответственно движению с различной скоростью с током влаги органических, минеральных и органоминеральных веществ образующихся в процессе почвообразования.

Изучают морфологические признаки почв в поле на специальных почвенных разрезах или в лаборатории по монолитам и цветным рисункам.

Различают три вида почвенных разрезов: основные, контрольные или полуразрезы и прикопки.

Основные разрезы (глубиной 1,25-2,0 м) предназначены для изучения не только генетических горизонтов почв, но и материнской породы. Полуразрезы (глубиной 0,75-1,25 м) применяют для изучения основных горизонтов почвенного профиля, а прикопки (0,25-0,75 м) вскрывают только верхние горизонты почвы. Располагают каждый разрез так, чтобы его передняя вертикальная стенка, противоположная ступенькам, хорошо освещалась солнечными лучами. При копке почву выбирают только на боковые стороны, отдельно из каждого генетического горизонта, чтобы по окончании работ яму можно было засыпать, не перемешивая верхнего гумусового горизонта с нижним - малоплодородным.

При описании почвы необходимо обращать внимание на связь морфологических признаков почвы с растительным покровом, рельефом, экспозицией склонов, близостью грунтовых почвенных вод и т.д. По почвенным разрезам или монолитам делают общее описание профиля почвы, отдельных горизонтов, их расположения, мощность (в см), характера перехода одного горизонта к другому с зарисовкой цветными карандашами в масштабе 1:10 натуральной величины. При этом обязательно пользуются общепринятыми буквенными обозначениями и названиями отдельных горизонтов почвы.

Строение профиля. Почвенный профиль состоит из сменяющих друг друга горизонтов, при описании которых каждый характеризуют в отдельности. Каждый горизонт является внешним отражением определенных процессов почвообразования. В полнопрофильной почве выделяют следующие горизонты:

2

А0 – органогенный горизонт, состоящий из органических остатков опада растений;

А1 – верхний гумусовый или перегнойно-аккумулятивный горизонт; А2 – элювиальный или горизонт вымывания, в котором процессы выноса

преобладают над процессами накопления. Поэтому он имеет более светлую окраску;

В – иллювиальный или горизонт вмывания, в котором скапливаются приносимые водными растворами питательные вещества и другие соединения из верхних горизонтов;

G – глеевый горизонт, образующийся в результате избыточного увлажнения и недостатка кислорода. В этих условиях происходят анаэробновосстановительные процессы, что приводит к образованию закисных соединений железа и марганца, подвижных форм алюминия. Характерен для подзолистых почв;

С – материнская порода, представляющая собой не затронутую заметно почвообразовательным процессом породу;

Д – подстилающая порода.

На окультуренных почвах, где производится ее обработка, различают Апах

– пахотны слой. В зависимости от типа почвы и мощности пахотного слоя в него входит весь гумусовый горизонт А1 или его часть. Если мощность пахотного слоя превышает мощность перегнойно-аккумулятивного горизонта А, в него могут входить и нижерасположенные горизонты: в

Плодородие почвы тесно связано с мощностью верхнего гумусового горизонта и пахотного слоя. Мощность пахотного слоя является основным показателем степени окультуренности почвы.

Для определения мощности каждого генетического горизонта границы между ними прочеркивают ножом и приступают к описанию почвенного профиля. Указывают верхнюю и нижнюю границы каждого генетического горизонта, чтобы была видна не только мощность, но и глубина его расположения (в сантиметрах).

Например: А1 0 20 , А2 20 40 . и т.д.

20 20

Окраска - один из важнейших морфологических признаков почвы, по которому определяют тип и подтип, оценивают основные агрономические свойства почвы и отдельных её горизонтов. Цвет почвы зависит от содержания и сочетания различных химических соединений: гумуса, железа, кварца, закисных соединений железа и т. д. Всё разнообразные окраски почвы сводятся к сочетаниям трёх основных цветов - чёрного, красного и белого.

Черный цвет почве придают перегнойные вещества - гумус. Чем больше в горизонте А гумуса, тем интенсивнее его темная окраска. При содержании 9-12% перегноя, что типично для черноземов, горизонт А имеет

3

ясно выраженный черный цвет, при 4-6% - темно-серую, темно-каштановую или темно-бурую окраску.

Красный цвет обусловливается главным образом наличием гидрата окиси железа (Fe2О3·Н2О). При большом его содержании почва приобретает красную, ржавую или красно-бурую окраску, при небольшом - желтую или оранжевую.

Белая окраска почвы вызвана наличием кремнезема (SiO3), извести (СаСО3), каолина (K2Al3SiO8·H2O) и гидрата окиси алюминия (Аl2О3·Н2О).

Структура – это агрегаты (комки), на которые распадается почвенная масса. Она может быть неодинаковой в пределах профиля. Существуют три типа структур: кубовидная (глыбистая, комковатая, ореховатая и зернистая), призмовидная (столбчатые и призматические агрегаты), плитовидная (плитчатая, пластинчатая и листовая). При этом структура имеет различные степени выраженности (хорошо или плохо), степень однородности (однородная или неоднородная).

Бесструктурные почвы – когда механические элементы разобщены (пыль на проселочной дороге).

Гранулометрический состав. Это сочетание в почве частичек разного диаметра: песка, пыли, глины и ила. В полевых условиях он определяется визуально и органолептически. Если увлажненный кусочек почвы не склеивается при разминании его между пальцами – это песок; почва слегка слипается – супесь; скатывается в шарик – легкий суглинок; раскатывается в шнур диаметром 3мм – средний суглинок; шнур сворачивается в колечко, образуя трещины – тяжелый суглинок; шнур образует кольцо без трещин – глина.

Сложение почвы и отдельных ее горизонтов является внешним выражением плотности и пористости, что имеет прямую связь с удельным сопротивлением и затратами на обработку.

Характер сложения зависит от гранулометрического состава и структурности почвы. Различают следующие типы сложения:

рассыпчатое - характерно для пахотных горизонтов песчаных и супесчаных малогумусных почв. Частицы не связаны, масса обладает сыпучестью;

рыхлое (слабоуплотненное) обусловлено наличием хорошо заметных пор, присуще суглинистым или глинистым почвам с хорошо выраженной структурой. Почва легко поддается воздействию лопаты, выбрасываемый комок рассыпается на отдельные агрегаты, нож входит в почву на несколько сантиметров;

плотное - характерно для большинства глинистых почв, иллювиальных горизонтов, богатых коллоидами. Почва трудно поддается воздействию лопаты, выбрасываемый комок слабо распадается, чаще остается глыбой, комок разламывается руками с трудом, нож входит в почву на 1-2 см.;

слитое и весьма плотное сложение характерно для связных глинистых бесструктурных почв и солонцовых горизонтов. Почва почти не поддается воздействию лопаты, а только лому и кирке.

4

Характер сложения почвы определяется размерами, количеством и формой пор и трещин. Различают тонкопористое сложение, когда почва пронизана отверстиями диаметром до 1мм, пористое -1-3, губчатое - 3-5 мм, ноздреватое - преобладают поры от 5 до 10 мм, ячеистое - поры крупнее 10 мм, трубчатое - имеет канальцы, прорытые землеройками. Характер сложения почвы и связанная с этим плотность являются важными показателями ее агрономической ценности, определяют тип орудий и машин обработки, производительность тракторных агрегатов и расход топлива.

Влажность. При полевых описаниях обычно различают следующие степени увлажнения почвы:

мокрая – из зажатого в руке комка почвы выделяется вода; сырая – липнет к ладони, оставляя грязный след;

влажная – деформируется при сжатии в ладони, оставляя следы пальцев; свежая – не пылит, оставляя ощущение прохлады; сухая – при раздавливании комков пылит.

При полевом исследовании строения почвы следует обращать внимание на включения и новообразования, которые могут быть в любом генетическом горизонте.

Новообразования – это скопление вновь образовавшихся в результате почвенных процессов веществ, отличающихся по цвету и химическому составу от всей массы почвы. по происхождению они делятся на химические и биологические.

Химические – скопления оксидов железа, гипса, карбонатов кальция, легкорастворимые соли и т.д. которые разделяются по форме на выцветы, налеты, потеки, прожилки и т.п.

К биологическим новообразованиям растительного и животного происхождения относятся червоточины(извилистые ходы червей), капролиты (экскременты дождевых червей в виде клубочков), кротовины (пустые или заполненные норы роющих животных), дендриты (узоры от мелких корешков), корневины (сгнившие крупные корни)и т.п.

Включениями называют посторонние тела, которые случайно попали в почву и в почвообразовательном процессе не участвуют. К ним относятся обломки горных пород, галька, раковины, кости, кусочки стекла, черепки посуды.

Характер перехода между горизонтами.

Определяется в полевых условиях визуально – по смене окраски. Переход к следующему горизонту считается постепенным, если окраска одного горизонта сменяется другой на протяжении более 5 см, ясным – на протяжении 2-5 см. и резким – на протяжении не более 2 см. Граница перехода может быть ровная, волнистая, карманная, языковатая, затечная, др.

В конце описания почвенного профиля проводят опыт по определению

глубины залегания карбонатов, обрабатывая профиль сверху вниз 10%

раствором соляной кислоты (НСl). По месту вскипания почвы отмечают глубину залегания. Результаты записывают в бланк-таблицу полевого почвенного дневника.

5

В нижеприводимой в качестве примера таблице показана последовательность описания профиля светло-каштановой слабосолонцеватой суглинистой почвы.

Рисунок почвенного профиля выполняют цветными карандашами или наносят мазки почвенной массой, взятой из каждого горизонта. Для этой цели берут небольшой комочек смоченной почвы, растирают его между пальцами и почвенную массу наносят на рисунок соответственно каждому горизонту.

Дата описания .................................

Место разреза .................................

Название почвы (тип, подтип, вид, разновидность и степень окультуренности)__________________________________________________.

Тип - каштановая почва, подтип - светло-каштановая, вид - слабосолонцеватая суглинистая окультуренная почва.

Для подтверждения или уточнения полевого определения почвы из каждого генетического горизонта отбирают образцы на анализ в лабораторных условиях (500-1000г.). Их снабжают этикеткой, на которой обозначаются место расположения почвенного разреза, горизонт, глубина и дата взятия образца.

Работа 2. Определение агрегатного состава почвы по методу Н. И. Савинова

Структурой почвы называют различные по величине и форме агрегаты, в которые склеены почвенные частицы. Почвенные агрегаты могут состоять или из различных почвенных частиц (из гранулометрических элементов), или из микроагрегатов, соединенных друг с другом в результате коагуляции коллоидов, склеивания, слипания.

С агрономической точки зрения наиболее ценными считают такие агрегаты, которые длительное время не расплываются в воде.

6

Ход анализа.

Для количественной характеристики структуры почвы отбирают с пахотного слоя образец почвы с ненарушенной структурой. Его сбрасывают с лопаты и все крупные комки разминают руками так, чтобы почва не сминалась и не растиралась. Отобранные так образцы почвы массой 0,5-1,5 кг доводят до воздушно-сухого состояния и просевают на колонке почвенных сит с диаметром отверстий: 0,25; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 5,0; 7,0; 10,0 мм. Сита обычно имеют диаметр 20-25 см. Их устанавливают в указанном порядке, на нижнее сито надевают поддон и сверху закрывают крышкой.

Почву порциями примерно по 100 г помещают на верхнее сито (с диаметром отверстий 10 мм), закрывают крышкой и просеивают в течение 1- 2 мин. Затем с каждого сита снимают оставшиеся на них комочки и собирают в отдельные чашечки или коробочки. Так просеивают весь почвенный образец.

После этого взвешивают каждую фракцию отдельно на технических весах с точностью до 0,1 г и полученную массу делят на массу всего образца, частное умножают на 100 и получают процентное содержание каждой фракции в анализируемом образце. Например, если масса всего образца 1,2 кг, а фракции 5-7 мм - 240 г, то процентное содержание этой фракции равно

240·100/1200 = 20%.

Форма записи результатов анализа Место взятия образца .............……………………………………………

Дата .............……………………………………………………………….

Название почвы ................………………………………………………..

Оборудование: набор почвенных сит, фарфоровые чашки или картонные коробки, технические весы с разновесами.

Работа 3. Определение гранулометрического состава почвы

Под гранулометрическим составом понимают содержание в почве различных по размеру частиц минерального и органического происхождения. Гранулометрический состав имеет огромное влияние на физикомеханические свойства, водный, воздушный, тепловой и пищевой режимы, удельное сопротивление почвы рабочим органам почвообрабатывающих

7

орудий и на их износ.

Твердая фаза почвы состоит из частиц разной величины, которые принято называть механическими элементами.

Классификация механических элементов почвы (по Н. А. Качинскому). Самые крупные частицы (больше 1 мм) - камни и гравий образуют почвенный скелет, а элементы размером меньше 1 мм называют мелкозёмом. В практике принято называть элементы почвы или породы размером больше 0,01 мм физическим песком, а меньше 0,01 мм - физической глиной. Каждая эта группа механических элементов по-разному влияет на физические, физико-механические, технологические и водные свойства почвы.

Таблица 1.1 – Классификация механических элементов почвы (по Н. А. Качинскому)

Каменистая часть почвы (>3 мм) и гравий (3-1 мм) являются главным образом обломками горных пород или отдельных минералов. Эти фракции обладают самой высокой водопроницаемостью и ничтожной влагоёмкостью (меньше 3%). Большое содержание каменистых частиц гравия в пахотном слое является причиной сильного износа рабочих органов сельскохозяйственных машин и орудий.

Пески (1,0-0,05мм) обладают высокой водопроницаемостью, заметной влагоёмкостью (5-15%) и водоподъёмной способностью. Преобладание песчаных фракций в пахотном слое также вызывает сильный износ рабочих органов почвообрабатывающих орудий.

Пыль (0,05-0,001 мм) характеризуется большим содержанием кварца и других первичных минералов. Почвы, в которых преобладает средняя и мелкая пыль, малоструктурны, имеют низкую водо- и воздухопроницаемость и высокую водоподъемную способность. При обработке такие почвы оказывают большое тяговое сопротивление, а при увлажнении отличаются значительной липкостью.

Ил (<0,001 мм) состоит главным образом из глинистых (вторичных) минералов, которые преобладают над первичными (кварц, слюда и др.). В иле содержится много кальция, магния, калия, микроэлементов и гумуса. Илистые частицы, особенно коллоидные, играют важную роль в физикохимических процессах, протекающих в почве. Они обладают самой высокой

8

ёмкостью поглощения питательных веществ. Илистая фракция имеет самую низкую водопроницаемость и самую высокую влагоемкость, и водоподъёмную способность.

Ход работы.

1. Определение гранулометрического состава почвы в сухом состоянии.

Из каждого генетического горизонта или только из пахотного слоя берут пробу почвы и растирают ее на ладони или между пальцами и по ощущению относят к той или иной группе по гранулометрическому составу, пользуясь следующей шкалой.

1.Комки и структурные отдельности очень твердые, не раздавливаются между пальцами. При растирании ощущается однородная, тонко измельчённая мучнистая масса - глинистая почва.

2.Комки и структурные отдельности почвы прочные, очень трудно раздавливаются между пальцами. При растирании на ладони вызывают ощущение мучнистости (глинистые и тонкопылеватые частицы) и слабой шероховатости (песчаные частицы) - тяжелосуглинистая почва.

3.Комки и структурные отдельности раздавливаются между пальцами

струдом. При растирании ощущается шероховатость (песчаные частицы) и мучнистость (глинистые и пылевые частицы) - среднесуглинистая почва.

4.Комки и структурные отдельности раздавливаются при небольшом усилии. При растирании образца на ладони хорошо заметны песчаные частицы (шероховатые), пылевые и глинистые (мучнистые) - лёгкий суглинок.

5.Комки легко раздавливаются. При растирании возникает преобладающее ощущение шероховатости (песчаные частицы) - супесчаная почва.

6.Комки очень легко раздавливаются в раздельно-частичную сыпучую массу. При растирании появляется ощущение шероховатости, преобладают песчаные частицы, хорошо заметные невооруженным глазом - песчаная почва.

7.Почва наряду с мелкоземом (частицы менее 1 мм) содержит обломки горных пород величиной более 3 мм, которые легко прощупываются при растирании образца - каменистая почва.

2. Определение гранулометрического состава почвы во влажном состоянии по пробам на скатывание шнура и шара.

Из каждого генетического горизонта или пахотного слоя берут небольшую пробу и увлажняют несколькими каплями воды, чтобы придать ей мягкопластичную консистенцию (густой пасты). Хорошо перемешивают почву пальцами и раскатывают на ладони или фанерной пластинке в шнур толщиной примерно 3 мм, свёртывают его в кольцо диаметром около 3 см и после этого определяют гранулометрический состав почвы, пользуясь основными показателями, представленными в табл. 1.2.

9

Таблица 1.2 - Определение гранулометрического состава почвы во влажном состоянии по пробам на скатывание шнура и шара

Таблица 1.3 - Влияние гранулометрического состава почвы на удельное сопротивление и износ рабочих органов почвообрабатывающих орудий при вспашке отражено

Работа 4. Определение плотности твердой фазы почвы

Плотностью твердой фазы почвы называют массу абсолютно сухой почвы в объеме твердой фазы. Она выражается в т/м3 и зависит от гранулометрического состава материнской породы и содержания в почве органических веществ. Чем больше органического вещества в почве, тем

10