Основные факторы почвообразования

ВВЕДЕНИЕ

Почвоведение — наука о почвах, их образовании (генезисе), строении, составе и свойствах; о закономерностях их гео­графического распространения; о процессах взаимосвязи с внешней средой, определяющих формирование и развитие глав­нейшего свойства почв — плодородия; о путях рациональ­ного использования почв в сельском и народном хозяйстве и об изменении почвенного покрова в агрикультурных усло­виях.

Накопление эмпирических знаний о почве началось с того времени, когда человек перешел от сбора дикорастущих рас­тений к выращиванию их на полях, к возделыванию почвы. Первые попытки обобщения знаний о почве, накоплен­ных земледельцами, относятся к античному периоду. Так, в сочинениях древнегреческих философов Аристотеля и Теофраста встречается разделение почв на прекрасные, хорошие, плодородные, приемлемые, истощенные, бедные, бесплодные. Однако развитие почвоведения как науки на­чалось значительно позднее.

В конце XVIII в. и в первой половине XIX в. в Запад­ной Европе возникло два представления о почве — агрогеологическое и агрикультурхимическое.

В данной курсовой работе мы рассматриваем основные морфологические характеристики описания почв, механические состав почвы и классификацию почвы, водно-физические свойства почвы, содержание органического вещества и химические свойства почвы.

Целью курсовой работы по почвоведению является:

· приобретение навыков выполнения основных агрохимических анализов почв;

· выработка умений интерпретировать результаты лабораторных анализов почвы, давать заключение о водно-физических и химических свойствах почвы, которые определяют ее плодородие;

· разработка предложений по улучшению агрохимических свойств почвы (на примере лесного питомника) и расчет доз внесения удобрений и извести.

Глава 1. Краткая характеристика основных факторов почвообразования. Основные почвы района исследований.

1.1. Основные факторы почвообразования района исследований.

Почвы лесов Европейского Севера развиваются под влиянием общеизвестных шести главных факторов почвообразования, установленных со времен В.В. Докучаева. Эти факторы так тесно взаимодействуют, что с изменением одного из них изменяется воздействие на почву и остальных факторов.

Климат на территории северной подзоны тайги изменяется в сторону похолодания в двух направлениях: с юга на север и с запада на восток, а по усилению континентальности – с севера на юг и с северо-запада на юго-восток. Важным элементом климата для почвообразования является температура воздуха и почв. Количество выпадающих осадков в обеих подзонах преобладает над количеством испаряющейся влаги. Это определяет промывной водный режим подзолистых почв и интенсивное заболачивание огромных лесных территорий в рассматриваемой подзоне.

Климат северной подзоны тайги влажный и холодный. В связи с этим худшими оказываются лесорастительные условия в северной подзоне тайги. Широко развито временное избыточное увлажнение ряда подлесных почв. Оно ослабляет действие промывного водного режима почв, что проявляется, в частности, в укороченности почвенного профиля и слабой выщелоченности карбонатов из почвообразующей породы.

В условиях волнисто-холмистого и карстового рельефа, а также на почвах, развивающихся на мощных песчаных отложениях, большое количество атмосферных осадков в период вегетации не создает перенасыщения почв влагой. При временном избытке влаги в подзолистых почвах, развивающихся на мореных суглинках, происходит восстановление окисных соединений железа и алюминия с последующим выносом части их из почвы поверхностным или внутрипочвенным стоком. В результате верхние минеральные горизонты обедняются железом, алюминием и тонкими коллоидными частицами других веществ, что приводит к облегчению механического состава верхних горизонтов и образованию почв двучленного профиля. В условиях Севера в верхних горизонтах почв могут накапливаться железо и алюминий. Это наблюдается, например, в перегнойно-глеевых почвах дерново-глеевого типа. Накопление железа происходит и в некоторых болотных почвах.

Очень широко распространены почвообразующие породы двучленного профиля (двухслойные). При этом верхний слой обычно намного легче нижнего слоя породы. В таких условиях поры и капилляры верхних слоев значительно большего диаметра, чем нижние. В суглинистых почвах, развивающихся на одночленных почвообразующих породах, нет препятствий капиллярному поднятию почвенных растворов из нижних горизонтов в верхние, и кальций почвенных растворов вовлекается в процесс почвообразования. Это хорошо видно на слабоподзолистых, особенно дерново-подзолистых суглинистых почвах, развивающихся на карбонатных породах. Эти почвы имеют более высокое содержание обменных кальция и магния, меньшие показатели кислотности (всех видов) и более высокую степень насыщенности основаниями, нежели одноименные почвы, развитые на бескарбонатных породах. Изредка встречаются двучленные почвообразующие породы, у которых верхние слои по механическому составу тяжелее нижних.

Основные лесообразующие породы лесов области – ель, сосна и береза. Сосновые леса в северотаёжной подзоны тайги представлены одним видом – сосной обыкновенной. Еловые леса обычно разновозрастные с характерной для ельников примесью березы, осины и сосны. Следует отметить, что еловые и сосновые леса представлены значительным количеством типов. В сосняках преобладают: сосняк–черничник и сосняк сфагновый, а в ельниках – ельник-черничник и ельник-долгомошный. Березовые и осиновые леса обычно вторичного происхождения: они образовались после вырубки или пожара сосновых или еловых лесов. Так как на Севере преобладают хвойные леса, а растительный опад состоит из: хвои, листьев, древесины и т.д. Они содержат много смол, воска, клетчатки, дубильных веществ и других сложных органических соединений. При разложении опада грибами образуются фульвокислоты и различные органические кислоты (уксусная, щавелевая, муравьиная). С осадками они попадают в минеральные горизонты и начинают реагировать с первичными минералами по трем направлениям:

· Кислоты взаимодействуют с легкорастворимыми соединениями (соли калия, кальция, магния) образуют комплексы и вымываются за пределы почвенного профиля.

· Кислоты взаимодействуют с труднорастворимыми соединениями (железа, марганца, алюминия) с ними образуются комплексы и вымываются за пределы почвенного профиля.

· Кислоты взаимодействуют с алюмосиликатами, разрушают их и выводят из почвы алюминий.

В результате остается один кремнезем SiO₂ .

Леса Европейского Севера, согласно почвенно-географическому районированию, располагаются в умеренно холодном (бореальном) почвенно-биологическом поясе северного полушария, в Центральной таежно-лесной зоне этого пояса в северотаежной подзоне. По вышеупомянутому районированию, северная граница северотаежной подзоны проходит близ Полярного круга, а южная граница доходит до 63 – 64° с. ш. В этой подзоне преобладают глееподзолистые почвы, значительно распространены подзолистые иллювиально-гумусовые почвы. В северотаежной подзоне находится Онежско-Тиманская провинция, располагающаяся в северной части Архангельской области к югу от тундровой зоны и доходит до 63 – 64° с. ш. на юге.

1.2. Основные почвы района исследований.

Автоморфные почвы.

Тип подзолистые почвы.

Подзолистый тип почв в лесах средней и северной тайги Европейского Севера представлен тремя подтипами: 1) подзолистые почвы, 2) глее-подзолистые, и 3) дерново-подзолистые почвы. Наиболее широко распространен подтип подзолистых почв. Он делится на роды: а) подзолистые почвы обычные, развитые на одночленных глинистых и суглинистых почвообразующих породах, б) подзолистые почвы на двучленных почвообразующих породах (контактно-глееватые, по классификации Почвенного института им. В.В. Докучаева), в) иллювиально-гумусовые подзолистые почвы на одночленных почвообразующих породах, г) иллювиально-гумусовые подзолистые почвы на двучленных почвообразующих породах, д) иллювиально-железистые подзолистые почвы на песках и супесях, е) подзолистые почвы на известняках, ж) пестроцветные подзолистые почвы обычно на красно-бурых суглинках пермских или девонских, з) подзолистые почвы на известковых песках, и) подзолистые почвы на маломощных мелкоземистых отложениях, подстилаемых гипсами, к) неполноразвитые подзолистые почвы, л) слабо дифференцированные подзолистые почвы глинистые с очень слабо выраженными чертами подзолистого процесса.

По степени оподзоленности подзолистые почвы представлены следующими видами: подзолы, сильноподзолистые почвы, среднеподзолистые и слабоподзолистые.

Подзолы, в свою очередь, делятся на: а) маломощные, имеющие под лесной подстилкой сплошной горизонт А2 мощностью до 15 см; б) среднемощные, имеющие сплошной горизонт А2 от 15 до 25 см; в) мощные (встречаются редко) с горизонтом А2 больше 25 см.

Полугидроморфные почвы.

Тип дерново-глеевые почвы.

Дерново-глеевый тип почвообразования включает подтипы дерново-глеевых и перегнойно-глеевых почв.

В средней и северной подзонах тайги в пределах Архангельской области встречаются дерново-глеевые и перегнойно-глеевые почвы. Оба названных подтипа почв обычно развиваются на почвообразующих породах тяжелого механического состава.

В условиях Севера одним из главных факторов образования дерново-глеевых почв является солнечный свет.

Дерново-глеевые почвы встречаются в следующих типах леса: в ельниках травяных, в березняках травяных и в ельнике таволговом, ельнике приручейниковом, ельнике – лог, ельнике чернично-папоротниковом, на вырубке ельника травяного, осиннике травяном и в пойме реки на разнотравном лугу.

Тип болотно-подзолистые почвы.

Этот тип включает следующие подтипы: а) торфянисто-подзолистые поверхностно-глееватые, б) торфянисто-подзолистые грунтово-глееватые, в) торфянисто-подзолистые грунтово-глеевые, г) торфяно-подзолистые поверхностно-глеевые и д) торфяно-подзолистые грунтово-глеевые. Эти почвы полугидроморфные. Развиваются такие почвы под воздействием процессов, свойственных двум типам почвообразования, - болотному и подзолистому. В результате почвы имеют одновременно признаки болотных (торфяный горизонт и оглеение) и подзолистых почв (подзолистый и иллювиальный горизонт).

Болотно-подзолистые почвы развиты на одночленных и двучленных почвообразующих породах различного механического состава и генезиса. Нередко они формируются на почвах сплошь вскипающих от 10 % HCl на глубине 60-80 см. Торфяной горизонт у всех видов торфянисто-подзолистых почв имеет мощность до 20 см, а у торфяно-подзолистых почв от 20 до 30 см.

Данные выше подтипы болотно-подзолистых почв представлены следующими родами: 1) обычные, 2) иллювиально-гумусовые, 3) иллювиально-железистые и 4) на двучленных породах (контактно-глеевые).

Степень оподзоленности болотно-подзолистых почв выражена от торфянистых и торфяных подзолов до торфянисто-слабоподзолистых почв.

Водный режим торфянистых- и торфяно-подзолистых поверхностно-глеевых и глеевых почв сложный. В этих почвах преобладает избыток атмосферной влаги, что создает условия для заболачивания почв и образования у них торфяного горизонта. В меньшей мере на развитие почв влияет промывной тип водного режима, в результате которого в почве протекают процессы, типичные для почв подзолистого типа.

Гидроморфные почвы.

Тип болотные низинные почвы.

В типе болотных низинных почв выделяют подтипы: 1) торфянистые перегнойно-глеевые низинные почвы, 2) торфяно-глеевые низинные почвы, и 3) торфяные низинные почвы. Роды низинных почв: а) травяные, б) древесно-травяные и в) мохово-травяные. Виды почв выделяются по мощности торфяного слоя: торфянисто-глеевые с торфяным слоем мощностью до 30 см, торфяно-глеевые с мощностью торфа от 30 до 50 см, торфяные маломощные с торфяным слоем мощностью от 50 до 100 см, торфяные среднемощные с торфяным слоем от 100 до 200 см, торфяные мощные более 200 см торфа. Виды делятся на разновидности по механическому составу почв.

Торфянистые перегнойно-глеевые почвы низинные почвы развиваются в условиях длительного избыточного увлажнения минерализованными почвенно-грунтовыми водами. Почвообразующие породы обычно тяжелые и карбонатные. Мощность от 14 до 30 см. Под торфяным горизонтом залегает хорошо выраженный перегнойный горизонт, мощность которого от 7 до 26 см. В отдельных случаях он достигает 38 см. Встречаются эти почвы под ельниками таволговыми, ельниками травяными, ельниками приручейниковыми и др. Эти почвы, по существу, представляют собой дальнейшее развитие заболачивания перегнойно-глеевых почв.

Торфяно-глеевые низинные почвы развиваются в природных условиях, близких к вышеуказанным, и характеризуются мощностью торфяного горизонта от 30 до 50 см. Торфяные низинные почвы имеют мощность торфяного слоя от 50 см и больше.

Тип болотные верховые почвы.

Болотные верховые почвы в лесах северной и средней подзон тайги Европейского Севера распространены очень широко. Пространства, занятые ими, в основном представляют собой верховые болота. Болотные верховые почвы делятся на подтипы: 1) торфяно-глеевые верховые, 2) торфяные верховые, 3) торфянистые перегнойно-глеевые переходные, 4) торфяно-глеевые переходные, 5) торфяные переходные. Виды почв, как и в низинных почвах, выделяются по мощности торфяного слоя, а разновидности почв – по механическому составу.

Болотные верховые почвы по рельефу располагаются на равнинных недренируемых или слабо дренируемых водораздельных пространствах. Увлажнение избыточное атмосферными осадками. В увлажнении почв переходных подтипов возможно участие слабо минерализованных почвенно-грунтовых вод. Нередко в нижней части толщи болотной верховой почвы лежат горизонты болотных почв низинного типа. Особо выделяются пространства болотных верховых почв, занятых редкой низкорослой сосной (сосна по болоту).

2.1. Основные морфологические признаки используемые при описании почв.

Для описания почв используют такие основные морфологические признаки:

а) Строение почвенного профиля - это внешний облик, обусловленный определенной сменой горизонтов в вертикальном направлении.

Обычно выделяют следующие почвенные, генетические горизонты:

Органогенные горизонты:

А0 – лесная подстилка или степной войлок. Обычно залегает под пологом леса или степной целиной растительности, состоящий из органических остатков опада растений на различных стадиях разложения – от свежего до полностью разложившегося.

А_д – дернина, формируется под травянистой растительностью. Встречается на лугах и в степях густо переплетенный корнями растений.

А – гумусово-аккумулятивный. Характерен для тех почв (черноземов), где нет вмывание гумуса (где непромывной тип водного режима). Окраска интенсивно – черная, структура зернистая.

А₁ – гумусово-элювиальный (дерновый). Встречается где тип водного режима промывной. Характеризуется нестабильным гумусом, имеет более светлую окраску чем А, с мелко – комковатой структурой.

Апах – пахотный горизонт, сформированный на глубине постоянной обработки почв.

Т – органогенный торфяной горизонт.

Минеральные горизонты:

А2(Е) – элювиальный(вымывания, подзолистый) горизонт, формирующийся под влиянием кислотного или щелочного разрушения минеральной части. Это сильно осветленный, бесструктурный или слоевато-рыхлый горизонт, обедненный гумусом и другими соединениями, а также илистыми частицами за счет вымывания их в нижележащие слои и относительно обогащенный остаточным кремнеземом.

В – иллювиальный(вмывания, переходный) горизонт располагающийся под элювиальным горизонтом. Это бурый, охристо-бурый, красновато-бурый, уплотненный и утяжеленный, хорошо оструктуренный горизонт, характеризующийся накоплением глины, окислов железа, алюминия и других коллоидных веществ за счет вмывания их из вышележащих горизонтов. Горизонт является переходным слоем к почвообразующей породе.

С – материнская горная порода, из которой сформировалась данная почва, не затронутая специфическими процессами почвообразования.

G – глеевый горизонт, характерен для почв с постоянно избыточным увлажнением, которое вызывает восстановительные процессы в почве и придает горизонту характерные черты – сизую, серовато-голубую или грязно-зеленую окраску, наличие ржавых и охристых пятен, слитость, вязкость и т. д.

Д – подстилающая горная порода – это горная порода залегающая ниже материнской породы. Она выделяется там, где профиль сформировался на одной породе, а глубже его располагаются порода с другими свойствами.

Так же выделяют переходные горизонты, совмещающие свойства близ лежащих горизонтов. Каждый из горизонтов, в свою очередь, может быть подразделен на подгоризонты:

T+G – торфяно-глеевая почва

Ад +А1+В+С – дерновая почва

б) Мощностью почвенного горизонта называется толщина от поверхности почвы вглубь, до слабо затронутой почвообразовательными процессами материнской породы. У различных почв мощность различна, с колебаниями от 40 – 50 до 100 -150 см.

в) Цвет (окраска): по окраске почву относят к тому или иному типу, а также судят о процессах которые в ней происходят. Интенсивность окраски зависит от освещенности, влажности и структуры. По окраске выделяют следующие генетические горизонты:

1) Черный (обусловлен наличием перегноя).

2) Белый (обусловлен наличием извести, каолина, кремнезема).

3) Красный (обусловлен наличием оксидов железа).

4) Желтый (наличием водных оксидов железа).

Цвет определяется по треугольнику Захарова, а также по шкале цветов предложенной институтом почвоведенья им. В.В. Докучаева.

г) Механический состав – это совокупность минеральных частиц разных размеров выраженных в %.

Частицы почвы близкие по размерам объединяют в группы или фракции. Такая группировка называется классификацией. Наиболее часто применяют классификацию Ткачинского:

Все фракции объединяют в 2 группы:

1) Физический песок (размерами 1 – 0,1 мм.).

2) Физическая глина (размерами менее 0,1мм.)

Шкала для почв подзолистого типообразования:

д) Структура – это способность почвы естественно распадаться на структурные отдельности и агрегаты, состоящие из склеенных перегноем и иловатыми частицами механических элементов почвы. Характеристики структуры почвы можно увидеть из таблицы 2.1.

Таблица 2.1. Классификация структурных отдельностей почв по С.А. Захарову

е) Сложение почвы: под ним понимают внешние выражение степени плотности, пористости и трещиноватости почвы.


29-04-2015, 00:39