ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОУ ВПО «ВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНЖЕНЕРНО- ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
advertisement
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОУ ВПО «ВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНЖЕНЕРНОПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» КОНДРАТЮК Е.В. ПОЧВОВЕДЕНИЕ ОРГАНИЗАЦИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ, Учебно-методическое пособие Нижний Новгород 2007 ББК 40.3 К-64 К-64 Кондратюк Е.В. Почвоведение. Организация практических занятий: Учебно-методическое пособие. – Н. Новгород: ВГИПУ, 2007. – с. Рецензенты: Данилова Ирина Борисовна – кандидат географических наук, доцент (Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского). Иваньковская Наталья Александровна – кандидат педагогических наук, доцент (Волжский государственный инженерно-педагогический университет). Настоящее пособие представляет собой учебно-методическое пособие, где приведены темы практических занятий; некоторые теоретические материалы и справочные материалы. Для подготовки к практическим занятиям приводятся соответствующие методические указания, список учебной и научной литературы, необходимой для подготовки по соответствующей теме. В пособие включены задания по соответствующим разделам курса, вопросы для самоподготовки. Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 013400 – Менеджмент и маркетинг в природопользовании. © Кондратюк Е.В., 2007 © ВГИПУ, 2007 2 ВВЕДЕНИЕ Настоящее учебно-методическое пособие разработано для студентов специальности: 013400 – Менеджмент и маркетинг в природопользовании. Пособие предназначено для организации практических занятий по учебной дисциплине «Почвоведение». Почвоведение – это наука, созданная русскими учёными, именно об этом свидетельствует история её становления и развития. Русские исследователи-почвоведы создали эту науку, определили её содержание и задачи. Впервые в мире профессор В.В. Докучаева (1846 – 1903 гг.), сформулировал в конце 70-х и начале 80-х годов ΧІΧ века основные научные положения почвоведения, заложив тем самым основы науки. Дальнейшее развитие и становление почвоведения связано с именами: П.А. Костычева, Н.М. Сибирцева, К.Д. Глинки, В.Р. Вильямса, И.Н. Антипова-Каратаева, К.К. Гедройца, Е.А. Домрачева, Н.Н. Лебедева, П.А. Земятченского, А.А. Роде, Л.И. Прасолова, Н.Н. Розова, К.С. Кауричева, И.С. Кауричева, В.А. Ковды и многих других. В.В. Докучаев дал первое научное определение почвы: «Почвой следует называть «дневные» или наружные горизонты горных пород (всё равно каких), естественно изменённые совместным действием воды, воздуха и различного рода организмов, живых и мёртвых» (Докучаев В.В. 1950). Он установил, что все почвы планеты образовались путём сложного взаимодействия климата местности, растительности и живых организмов, состава и строения материнских горных пород, рельефа местности и возраста страны. Идеи В.В. Докучаева получили дальнейшее развитие в представлениях о почве как о биноминальной («биокосной») динамической системе, находящейся в постоянном материальном и энергетическом взаимодействии с внешней средой и частично замкнутой через биологический круговорот. 3 Почвоведение – неотъемлемая часть современного естествознания. Это наука, которая изучает объективные закономерности образования и функционирования почвы. Почва обеспечивает существование на планете множества живых организмов, в том числе и человека. Почвенноклиматические условия обеспечивали развитие и процветание человеческого общества в течение многих тысячелетий. Чем благоприятнее были эти условия, тем богаче и сильнее было государство, так как основой процветания было развитие сельское хозяйство, а именно земледелие и/или скотоводство, которое определялось в первую очередь плодородием почвы, а также и температурным режимом территории. Для эколога-природопользователя знания о почве, её образовании, функционировании и развитии являются фундаментом в понимании общеэкологических проблем планеты, основ природоохранной деятельности, а также тех локальных экологических проблем, которые постоянно возникают в производственной и бытовой деятельности человека, в значительной степени оказывая влияние на среду его обитания и Природу в целом. Настоящее пособие разработано таким образом, чтобы студенты, обучающиеся по специальности 013400 – Менеджмент и маркетинг в природопользовании, пользуясь учебной, научной и справочной литературой, лекционным почвоведению, материалом, получили необходимые им как основополагающие для изучения знания по специальных экологических дисциплин, так и для профессиональной деятельности в будущем. В пособии приводятся дополнительные справочные и теоретические материалы, которые необходимо изучить и использовать при подготовке к практическим занятиям. Практические занятия проводятся для того, чтобы студенты, самостоятельно изучив теоретический материал по учебной литературе, подготовили сообщения по обсуждаемым учебным вопросам. Студенту при 4 этом следует самостоятельно проанализировать и систематизировать полученную информацию, сделать выводы. На практических занятиях каждый вопрос рассматривается, обсуждается, уточняются ключевые моменты, основные положения, законы, проводится работа с почвенными образцами. При подготовке к практическим занятиям, помимо учебной литературы, необходимо изучить материал, из настоящего пособия в приложениях или в соответствующих теоретических сведениях. Проработка материалов приложения и свободное владение ими необходимо для подтверждения теоретических выводов и утверждений по обсуждаемым вопросам на занятиях. В ходе изучения курса «Почвоведение» предусмотрены следующие формы контроля знаний: - входной контроль по общим знаниям, полученным при изучении физики, химии, биологии, геологии, географии и другим дисциплинам, изученным ранее (на первом курсе обучения в вузе); - текущая оценка степени подготовки студента к практическим занятиям; - контрольные работы или тестирование по индивидуальным карточкам по итогам изучения разделов курса; - оценка результатов самостоятельной работы; - экзамен. 5 ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ Темы практических занятий и вопросы для изучения приводятся в настоящем пособии. Тема очередного занятия сообщается во время предыдущего занятия. Каждое занятие предусматривает обсуждение отдельной темы курса по поставленным вопросам. Некоторые теоретические вопросы кратко рассматриваются в настоящем пособии, для полного их рассмотрения необходимо обязательно использовать соответствующую литературу. Подготовка к практическому занятию заключается в том, что студент самостоятельно изучает соответствующую тему, готовит ответы на вопросы. Для этого использует рекомендованную учебную литературу (список приводится к каждому занятию), изучает материалы приложений, приведённых в данном учебно-методическом пособии. В настоящее время существует большое количество разнообразной литературы по почвоведению, по отдельным его разделам, поэтому при рассмотрении некоторых вопросов разнообразными необходимо источниками, при подготовке имеющимися в пользоваться библиотеках, но с обязательной ссылкой (например, при рассмотрении вопросов касающихся минералов почвы – литературой по геологии; животных почвы – биологии и т.п.). Общий список рекомендованной учебной и научной литературы приводится в конце пособия, для каждого из занятий из этого списка приводятся необходимые источники. В различных учебниках, учебных пособиях и научных публикациях могут быть высказаны различные точки зрения на тот или иной вопрос. В этом случае необходимо обязательно указать альтернативные мнения, сделав ссылки на авторов, сравнить, если возможно с современными воззрениями. Допускается использование публикаций и сообщений в средствах массовой информации, сведений из сети Интернет с обязательной ссылкой на источник. 6 Студент составляет краткий конспект в соответствии с планом, где отражает основные положения, позволяющие рассмотреть поставленный вопрос. В плане ответа необходимо предусмотреть следующее; - сформулировать задачу, проблему, определить направление доклада; - выделить главные положения (сформулировать определения, законы); - выделить ключевые понятия, слова и дать им определения; - подобрать соответствующие примеры, сделать, если необходимо, рисунки, графики, схемы; - сделать выводы или сформулировать главные положения. Студент на занятии при ответе на вопрос должен отвечать свободно, при этом допускается использование конспекта, но не чтение. Выступление должно быть логически выстроено, время изложения вопроса не должно превышать 10-12 минут. При использовании демонстрационных материалов, в том числе и материалов приложения (схемы, рисунки, диаграммы, графики, которые можно подготовить самостоятельно), необходимо заранее предупредить преподавателя и подготовить их демонстрацию (нарисовать рисунок или начертить график на доске, найти иллюстрации в соответствующей книге, сделать тематическую подборку файлов в ПК и т.п.). Приводимые примеры должны быть знакомы, легко объяснимы, соответствовать теме доклада. После сообщения докладчик отвечает на заданные вопросы, уточняет или даёт пояснения по отдельным моментам. Все студенты активно участвуют в обсуждении вопроса, дополняют ответ, вносят поправки или уточнения, задают вопросы. Подготовленный конспект даёт возможность подготовиться не только к практическому занятию, но и к контрольной работе, тесту, экзамену. В составленный самостоятельно конспект во время обсуждения соответствующего вопроса при необходимости вносят поправки, уточнения, замечания, которые были выявлены во время дискуссионного обсуждения. 7 ЗАНЯТИЕ 1 ВЫВЕТРИВАНИЕ И КЛИМАТ Вопросы: 1. Выветривание и его формы. 2. Влияние географических условий и климата на выветривание. 3. Большой и малый круговорот веществ в биосфере. 4. Аккумуляция и вынос веществ при почвообразовании. 5. Типы элементарных процессов почвообразования. Методические указания для подготовки к занятию: Проработайте материалы лекций и учебной литературы. Ознакомьтесь с теоретическим материалом, приведённым в настоящем пособии и экспериментальными данными, приводимыми в приложениях (таблицы 1 и 2), используйте их для подготовки к занятию. Используйте следующие источники из списка рекомендуемой учебной и научной литературы № 1, 3, 5, 7-10, 18, 21, 24, 27-29, 33, 35, 38, 39. Почва – особое природное образование, являющаяся одним из главных факторов, обеспечивающих существование живого на суше. Одновременно это ценнейший природный ресурс и богатство, которое используется человечеством не одну тысячу лет. Экономически выгодное и экологически правильное ведение производственно-хозяйственной деятельности невозможно без глубоких и конкретных знаний о почве как о природном теле и основном средстве производства. Многолетние исследования почвоведов позволили установить основные закономерности образования и развития почв, их эволюцию, причины деградации и действие различных факторов, в том числе и антропогенного, которые оказывают влияние на процессы почвообразования. 8 Деятельность человека становится всё более значимым фактором. В последние 50-70 лет на почву и её жизнедеятельность оказывает влияние не столько ведение животноводство), сельскохозяйственного но всё более производства значительна роль (земледелие, промышленных предприятий и человеческих поселений (мегаполисов, городов, посёлков). Необходимо правильно использовать почвы как особый природный ресурс, для этого нужно хорошо изучить их, найти способы сохранения и повышения плодородия, используемых в сельском хозяйстве земель; предотвращения от различных видов загрязнений и деградации пригородных территорий и зон отдыха. Следует определить пути рационального использования земельных участков как для хозяйственно-бытовой деятельности человека, как то: размещения жилья и промышленных объектов, прокладки дорог, разработки полезных ископаемых, ведения сельского хозяйства, определения зон отдыха и восстановления здоровья населения, – так и для природоохранной: создание заповедных и охраняемых территорий. ОСНОВОПОЛОЖНИКИ НАУКИ О ПОЧВЕ Жизнь человечества неразрывно связана с почвой. На поверхности почвы происходит формирование первичного органического вещества (растительных организмов, количество и разнообразие которых зависит, в том числе и от климата, где находится данный участок почвы), которое впоследствии обеспечивает существование всего животного мира и человека в том числе. Роль почвы в развитии цивилизаций огромна, именно земледелие обеспечило процветание народов Древнего мира: Египта, Китая, Месопотамии, Иудеи, Греции, Индостана, цивилизаций инков, ацтеков и многих других. Почвы покрывают почти всю сушу рыхлым тонким слоем и обладают особым свойством – плодородием. Именно это отличает их от бесплодных 9 горных пород. Плодородие – это величайшее природное богатство, которое в сочетании с климатом обеспечивает богатство растительного и животного мира суши практически на всей Земле. Формирование почвы шло миллионы лет, этот процесс не прекращается и ныне. Началом почвообразования можно считать момент образования на Земле литосферы, так как в тот же самый момент начался процесс её преобразования (выветривание). В.И. Вернадский рассматривал почву как неотъемлемую часть биосферы, определяя как биокосное вещество, то есть вещество, в составе которого присутствует абиотический (косное вещество – горные породы, газы, вода) и биотический (живое и биогенное вещество) компоненты. Абиотический компонент создает условия для биотического компонента, а второй, в свою очередь, – обеспечивает существование первого. Взаимодействие этих составляющих создаёт особые свойства почвенного покрова планеты. Некоторые свойства почвы были известны земледельцам-практикам с древних времён. Знания были необходимы для обеспечения выживания людей, они накапливались и передавались из поколения в поколение, однако, долгое время науки о почве как самостоятельного раздела естествознания не существовало. Почвоведение как самостоятельная наука возникла и утвердилась в конце XIX − начале XX века. Для её создания потребовались знания физики, химии, биологии, географии, земледелия, истории и многих других. Образование почвы из рыхлых продуктов выветривания связывает почвоведение с геологическими науками. Биологические факторы (растения, животные, микроорганизмы) и физико-химические процессы, обуславливающие формирование почв связывают процессы образования почвы с целым рядом биологических и физико-химических наук. В свою очередь протекание и интенсивность протекания биологических и физикохимических процессов напрямую связаны с географическими науками. Знания о почве были необходимы в практике агрономии, так как почва была, есть и будет основой сельскохозяйственного производства. 10 Во всём мире признана огромная роль русских исследователей в создании нового научного знания – почвоведения. Основы научного почвоведения были заложены русским учёным-естествоиспытателем В.В. Докучаевым (1846 – 1903 гг.). Основные положения новой науки В.В. Докучаев сформулировал в конце 70-х начале 80-х годов XIX века, изучая почвы Нижегородской (1882 – 1887 гг.) и позже Полтавской губерний. Материалы этих и других экспедиций составили основу дальнейшей работы для изучения почв нашей страны. Он смог установить законы почвообразования, объяснил возникновение неодинаковых почв в разных условиях. Методами, которые созданы В.В. Докучаевым и другими русскими почвоведами, пользуются в разных странах. Учение о почве стало впоследствии отправной точкой в создании учения о биосфере учеником В.В. Докучаева В.И. Вернадским (1845 – 1945 гг.) – природоведом, минералогом, геохимиком, который распространил идеи учителя на более широкую сферу реальности. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ УЧЕНИЯ О ПОЧВЕ Знания о почве человек начал накапливать уже в глубокой древности, возможно задолго до того момента, когда он стал возделывать нужные ему растения. Эти знания были разрозненного, одностороннего характера, но были необходимы для выживания (о местах произрастании съедобных или лекарственных растений, их количестве на определённых участках; трудности добывания из почвы кореньев и клубней и т.д.). В дальнейшем при переходе к земледелию и животноводству человек вынужден был пополнять сведения о почве для того, чтобы различать и оценивать различные участки для более продуктивного ведения хозяйства. Почвоведение (педология) – наука о почвах, изучает их образование, развитие, эволюцию, функционирование, состав, строение и свойства, взаимосвязь с живыми организмами и окружающей средой, географию 11 распространения, пути рационального использования и повышения плодородия. Таким образом, в истории развития знаний о почве можно выделить несколько исторических этапов, которые хотя и разрознены территориально, но связаны исторически с развитием человеческого общества: Как было уже сказано, во время неолита и бронзы происходит становление приёмов земледелия в различных местах обитания человека (1011 тыс. лет до н.э.). С развитием рабовладельческого строя (2500 – 800 лет до н.э.) наблюдается дальнейшее развитие и совершенствование земледелия. Человеку уже известно о почвенном разнообразии, оценка земли зависит от её качества, участки используются дифференцировано. Создание орошаемого земледелия приводило к изменению направления почвообразовательных процессов на данных территориях, в связи с этим возникают проблемы засоления сельскохозяйственных земель, которые научились решать уже в Древнем мире. В этот период в разных государствах вводятся законы о пользовании землёй и водой. В период греко–римской цивилизации (VIII в. до н.э.−III в. до н.э.) накопленные знания обобщаются, вырабатываются первые научно-практические рекомендации и создаются труды по отдельным вопросам земледелия Аристотелем, Теофрастом, книга Катона «О земледелии», и 12 книг Коллумелы «О сельском хозяйстве» – первой сельскохозяйственной энциклопедии, где был обобщён опыт античного земледелия в Средиземноморье. Другой этап связан со странами Европы (VI−XVII вв.) и Россией (XV−XVII вв.), где в это время происходило становление феодальных отношений, идёт изучение почв и проведение земельно-кадастровых работ, ведётся оценка земель различных территорий. Новые знания о почве дополняют данные римлян, утерянные в Средние века, и которые удалось восстановить. Одновременно формируются новые идеи об участии растений в почвообразовательном процессе (Леонардо да Винчи), водном и солевом питании растений (Ф. Бекон, Б. Палисси). 12 Следующий огромный шаг в создании нового знания был сделан в XVIII веке, который связан с развитием экстенсивного земледелия. В это время зарождаются современные воззрения на почвы, начинается углублённое экспериментальное изучение их плодородия. Нарастающие потребности человечества в продуктах питания и сырья для промышленности настоятельно требовали увеличения их количества, но уже был очевиден дефицит сельскохозяйственных площадей, а крестьяне сетовали на «истощение земли». Н. Валериус изучал роль воды в питании растений, а А.Тюрго (Франция 1766 г.) заложил основы химического земледелия, ввёл и определил понятие «гумус» и выдвинул идею «закона убывающего плодородия почв». В России идёт становление идей о формировании почв, их использовании и плодородии М.В. Ломоносовым (1763), А.Т. Болотовым (1766 г.). Бурное развитие капитализма предшествовало возникновению современного генетического почвоведения как науки в XIX веке. В начале XIX века А. Тэер выдвинул гумусовую теорию питания растений, которая пришла на смену теории питания растений солями, водой и «питательным соком». В дальнейшем Ю. Либих (1840 г.) опроверг её, доказав, что растения питаются минеральными солями, содержащимися в почве. Именно в это время начинается формирование агрономической химии и создание научного направления – агрикультурхимии. Одновременно идёт возникновение и развитие агрогеологии (основоположник – академик В.М. Севергин – описал отдельные почвы с геолого-минералогических позиций, собрал коллекцию почв из 54 образцов, положил начало русской почвенной терминологии). Впервые введены в научную литературу термины, обозначающие название будущей науки – «почвоведение» и «педология» (от греческого pedo − почва). Использование этих терминов в литературе К. Шпренгелем в 1837 и Ф.Фаллу в 1862 годах. 13 Возникает и начинает бурно развиваться почвенная картография, при обобщении она смогла отразить закономерности пространственного распространения почв. Составлены геолого-геоморфолого-почвенные карты польским учёным С. Сташицем в 1806 году от Балтийского моря до Дуная и Днепра и в 1856 году почвенные карты от Прута до Ингула А.И. ГроссулТолстым, где были выделены четыре широтные полосы: 1 – «настоящая чернозёмная полоса», 2 – «супесчано-чернозёмная полоса», 3 – «суглинистая полоса с более значительной примесью чернозёма», 4 - «глинистоизвестковая полоса с незначительной примесью чернозёма». Сложившаяся ситуация в почвоведении в Западной Европе В.В. Докучаевым была охарактеризована как разделение на несколько школ, первая признавала преимущественно химизм почвы, вторая – физическую сторону почвенных процессов, третья – геологию с гранулометрическим составом и др., четвёртая – подвергала почвы механическому, физическому и химическому анализу, но не рассматривала генезис, то есть происхождение, мощность, строение и другие вопросы; таким образом, никто в мире не изучал почву как единое естественно-историческое тело, не исследовал все важнейшие её свойства во взаимосвязи. Рождение современной науки о почве связано с публикацией труда В.В. Докучаева в 1883 году «Русский чернозём» и ряда последующих работ. В.В. Докучаев первым доказал, что почва – это самостоятельное историческое тело, которое качественно отличается от других природных тел (горных пород). Было подтверждено утверждение М.В. Ломоносова, что чернозём не является первозданной породой и не существует извечно, а образовался с течением времени при гниении тел растений и животных, хотя в тот период почву считали геологическим образованием, своеобразной горной породой. В.В. Докучаев сформулировал научное определение почвы, установил закономерности и факторы почвообразования, создал учение о зональности почвенного покрова, показал, что каждая почва имеет свой профиль, состоит из горизонтов, которые отражают историю её развития, 14 заложил основы современной классификации почв, разработал основные приёмы повышения почвенного плодородия. Одновременно идёт создание и развитие русской школы почвоведения В.В. Докучаевым. Последователи и ученики продолжили и развили идеи учителя; Н.М. Сибирцев, В.И Вернадский, К.Д. Глинка и многие другие продолжили работы в начатом направлении. За рубежом приняли, и начали развивать направление русской школы последователи В.В. Докучаева создают свои школы почвоведения, возникает научный обмен полученными знаниями. Одновременно с В.В. Докучаевым проводил исследования П.А. Костычев, который заложил основы научного почвоведения и агропочвоведения, и начинает работы по почвенной микробиологии С.Н. Виноградский. В период между мировыми войнами наблюдается интенсивное развитие и становление докучаевского учения о почвах как новой науки, её дифференциация и оформление специализированных направлений. Повсеместно проводятся многочисленные и разносторонние исследования почв. Генетическое почвоведение укрепляет свои позиции. Идёт бурное развитие новых направлений в почвоведении. Международные связи расширяются и укрепляются, почвоведы объединяются в Международное общество (существует и поныне), начинается проведение конференций и конгрессов различного ранга. В СССР создается в 1927 году Почвенный институт им. В.В. Докучаева, создаётся Всесоюзное общество почвоведов. Закреплён приоритет русской школы почвоведения в мировой науке . После окончания Второй Мировой войны и примерно до 90-х годов XX века идёт интенсивное изучение почвенного покрова планеты, поднимаются вопросы охраны почв, окультуривания и рационального использования, расширенного воспроизводства почвенного плодородия. Применением в исследованиях новейших разработок и методов исследования, математического моделирования, разрабатываются экологические подходы к 15 изучению почв и их использованию. Формирование и развитие дочерних дисциплин и новых научных направлений. Продолжение международного сотрудничества. Создана почвенная карта мира (ФАО-ЮНЕСКО). Отдельно следует отразить период распада СССР и переход общества к рыночной экономике. Изменение политической ситуации в стране негативно отразилось на развитии всей науки, в том числе и почвоведения. Недостаток финансирования привел к свёртыванию многих направлений исследований, из-за нехватки научных кадров, современного оборудования и ряду иных трудноисправимых последствий. Однако развитие новых отношений в землепользовании, формирование стратегии экономически выгодного ведения сельскохозяйственного производства дали новый толчок к изучению почв, почвенного плодородия и их сохранению. Немало этому способствовала и законодательная база. Особую актуальность приобрело изучение управления почвообразовательными процессами, сохранение и повышение почвенного плодородия, рекультивация земель и рациональное их использование в условиях рыночной экономики, а именно: в связи с арендой земли и частной собственности на землю. Всё это связано с усилением антропогенного влияния на процессы почвообразования, так как происходит создание новой антропогенной структуры почвенного покрова. В настоящий период придаётся огромное значение вопросам будущего почвы как природного тела и средства производства во всём мире. ОСНОВОПОЛОЖНИКИ ПОЧВОВЕДЕНИЯ Практически невозможно показать все научные достижения, сделанные учёными, которые позволили создать новую науку – почвоведение, так как его основу создавали тысячелетиями. В этом разделе рассматривается вклад лишь некоторых российских и зарубежных учёных–естествоиспытателей в создание и развитие почвоведения, их влияние на становление новой науки. Естествоиспытатели XVIII–XX вв. так или иначе занимались 16 исследованиями, связанными с почвой, но чаще всего эти работы не выделялись отдельным направлением, а составляли некоторую часть интересов каждого учёного (М.В Ломоносов., Ю Либих, А.Т. Болотов и т.д.). Биографические подробности приводятся очень кратко, отмечаем основные направления и вклад каждого в создание почвоведения и накопление соответствующих знаний. Андрей Тимофеевич Болотов (1737-1833) – основатель агрономической науки в России. После отставки из армии в 1762 г. А.Т. Болотов занялся сельским хозяйством в области растениеводства и животноводства, опираясь в своих исследованиях и на опыт крестьян. А.Т. Болотов заложил основы учения о севооборотах, правилах обработки почвы и посеве культурных растений, о борьбе с сорняками. Он был сторонником корневого питания растений, высказывал правильные взгляды на участие органического вещества, воды и воздуха, в питании растений, был основателем учения об удобрении почв для «исправления и удобрения земель». В своих исследованиях учёный уделял особое внимание вопросам лесоводства и влиянию леса на окружающие пространства. Работы А.Т. Болотова носили в основном, прикладной характер, но значение их для развития почвоведения, несомненно, так как в них затронуты вопросы сохранения и повышения почвенного плодородия. Жан Батист Буссенго (1802 – 1882) – один из создателей агрономической химии, то есть химии почв, растений и удобрений, впервые ввел в агрономию «весы», то есть точные методы химического анализа почв, растений и удобрений. Свои исследования начинал в Южной Америке, изучая залежи чилийской селитры и состав газов в кратерах вулканов, продолжил свои исследования на родине во Франции (Лион). Впервые установил, что из почвы с урожаем выносится больше азота, чем его было во внесённых удобрениях. Был сторонником повсеместного применения удобрений, содержащих азот (навоза, гуано и т.п.). Положил начало опытному делу во всех странах мира. 17 Юстус Либих (1803 – 1873) – крупнейший немецкий химик, один из основателей агрономической химии. Доказал несостоятельность теории гумусового питания, сделав вывод о том, что углерод растения получают из воздуха, так как гумус (перегной) не растворим в воде. Сделал верный вывод о минерализации органического вещества (навоза и т.п.) в почве, о выносе с урожаем значительных количеств питательных веществ. Установил законы сохранения почвенного плодородия. Сформулировал «закон возврата» в почву всех минеральных веществ, взятых растением в процессе жизнедеятельности, то есть доказывал необходимость вносить, наряду с навозом, минеральные вещества, обвиняя хозяев, не выполняющих «закон возврата» в разграблении плодородия почвы, в беспечности и равнодушию к благу потомства. Установил другой важнейший закон земледелия – «закон минимума», позднее названный «законом ограничивающих факторов». Разработал основы научного подхода к питанию человека и животных. Василий Васильевич Докучаев (1846 – 1903) – выдающийся русский минералог, географ и почвовед, один из основоположников научного почвоведения. Свою научную деятельность начал, изучая причины обмеления рек в бассейнах Днепра и Западной Двины, впервые связав это явление с вырубкой лесов. Он впервые установил влияние леса на водный режим и сохранение плодородия почвы. Участвуя в различных экспедициях по территории России в 1877-1878 годах, собрал и обобщил полученный материал в книге «Русский чернозем», где обосновал свою теорию происхождения почв. Теория почвообразования В.В. Докучаева имеет большое значение для рационального использования земель в сельском хозяйстве, лесоводстве, размещении промышленных и жилых объектов, дорог и т. д. Уже при жизни В.В.Докучаева в России были открыты кафедры почвоведения при Петербургском университете и в Ново-Александрийском сельскохозяйственном институте (ныне Харьковский сельскохозяйственный институт им. В.В. Докучаева). В.В. Докучаев развил и обосновал теорию посадки лесных полос в степной зоне для защиты сельскохозяйственных 18 культур от суховеев на полях летом и накопления влаги в осенне-зимневесенний период, добился организации бюро по почвоведению при департаменте земледелия, где сосредоточилось руководство изучением почв страны, ныне это почвенный институт им. В.В. Докучаева в Москве и Почвенный музей в Санкт- Петербурге. В Воронежской области (Каменная степь) на базе Каменноостровской опытной станции был создан Институт земледелия центрально-чернозёмной полосы им. В.В. Докучаева. Павел Андреевич Костычев (1845 – 1895) – один из основоположников современного почвоведения. Был учеником профессора А.Н. Энгельгардта в Петербургском земледельческом институте (позже Лесной). А.Н. Энгельгардт, будучи сторонником взглядов Ю. Либиха, пропагандировал применение фосфоритной муки (тонкоразмолотых фосфатов) в качестве удобрений. П.А. Костычев развил учение об образовании чернозёмов и в работе «Почвы чернозёмной области России, их происхождение, состав и свойства» (1886 г.) доказал, что перегной чернозёмов образовался путём разложения в почве корневых остатков степных растений под действием микроорганизмов, став первым русским агромикробиологом, установил решающее значение микроорганизмов при разложении органического вещества. Он считал, что образование почв – это биологический процесс, напрямую связанный с развитием растительности, особенности происхождения почвы влияют на её свойства. Большое внимание учёный уделял значению структуры почвы, предложил агротехнические приёмы, способствующие её сохранению. Популяризировал применение навоза и суперфосфата на всех почвах и особо подчёркивал роль удобрений на плодородных чернозёмах, вопреки господствовавшему мнению, что чернозём не нуждается в удобрении. Организовал три государственные сельскохозяйственные опытные станции Энгельгардтовскую в Смоленской губернии, Шатиловскую в Орловской и Валуйскую в Самарской губернии. 19 Василий Робертович Вильямс (1863 – 1939) – потомок коренных жителей Америки. После завершения обучения в Петровской земледельческой и лесной академии (ныне Московская сельскохозяйственная академия им. Тимирязева) продолжал совершенствовать знания во Франции и Германии. После возвращения преподавал в Тимирязевской сельскохозяйственной академии. Собрал уникальный гербарий растений России, коллекцию образцов всех видов почв нашей страны. Именно эта коллекция стала основой Почвенно-агрономического музея им. В.Р. Вильямса. Учёный дополнял изучение почв историческим методом исследования, то есть рассматривал почву, её плодородие в историческом развитии. Создал учение о луговодстве и луговедении, заложил основы научного луговодства. Основная заслуга В.Р. Вильямса – это изучение законов образования и разрушения органического вещества почвы, что позволило вскрыть сущность процесса почвообразования. Он утверждал, что знание и правильное применение закона почвообразования позволяет повышать плодородие почвы. Вильямс считал органическое вещество почвы основным компонентом, регулировать при деятельность помощи почвенных которого можно сознательно микроорганизмов; добиваться структурности, улучшать физические и химические свойства почвы. На основании своих исследований В.Р. Вильямс создал стройное и оригинальное учение – агробиологическое почвоведение, учение о системе восстановления плодородия почв. Система включает три компонента – рациональную обработку почвы, научно обоснованную систему удобрений и правильные севообороты. Эта система не только не потеряла, напротив приобрела ещё большую актуальность и значимость при ведении сельскохозяйственного производства в условиях рыночной экономики. Рекомендовал травопольную систему земледелия. Константин Каэтанович Гедройц (1872 – 1932) – окончил Петербургский лесной институт и Петербургский университет. Долгие годы руководил Долгопрудным опытным полем под Москвой (ныне 20 Долгопрудненская опытная станция). Изучал почвенный раствор, коллоиды почвы, их свойства, в том числе и поглотительную способность почвы, связанную с составом, количеством и состоянием коллоидов. Установил, что существует, пять видов поглотительной способности, ввел понятия: обменные или поглощённые катионы, почвенный поглощающий комплекс (ППК). Огромное значение имеют работы Гедройца по изучению обменной и гидролитической кислотности почв, исследованию засоленных почв (солончаков). Заслуга учёного состоит в том, что им было установлено происхождение солонца из солончака. Гедройц научно обосновал вопросы мелиорации солонцов путём внесения гипса, доза которого рассчитывается по содержанию в солонце поглощённого натрия. Прогипсованные солонцы отличаются высоким плодородием, не изымаются из сельскохозяйственного оборота, напротив эти земли дают высокий урожай. Изучением почвы занимались Н.М. Сибирцев, К.Д. Глинка, П.С. Коссович, С.А. Захаров, Д.Г. Виленский, Д. Рассел, Д. Камбел, М.Э. Вольни, С.С. Неуструев, И.П. Герасимов, В.А. Ковда, А.А. Роде И. С. Кауричев и многие другие, чей вклад в эту науку переоценить невозможно. 21 ЗАНЯТИЕ 2 ЛЕГКОПОДВИЖНЫЕ ПРОДУКТЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И КРУГОВОРОТ. Вопросы: 1. Характеристика легкоподвижных продуктов почвообразования. 2. Общие закономерности распределения по поверхности продуктов почвообразования. 3. Круговорот продуктов почвообразования в природе. 4. Круговорот газов и солей в природе. Методические указания для подготовки к занятию: Проработайте рекомендованной материал учебной и лекций научной по данной литературы. тематике Ознакомьтесь и и проанализируйте таблицу 3 приложений, используйте настоящие данные для подготовки к практическому занятию. Используйте следующие источники из списка рекомендуемой учебной и научной литературы №1-3, 5, 8, 10, 12, 18, 24, 27-29, 33-35, 38. 22 ЗАНЯТИЕ 3 КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ ПО МЕХАНИЧЕСКОМУ СОСТАВУ Вопросы: 1. Классификация почв и пород по механическому составу. 2. Фракции почвы и их соотношения. 3. Петрографический состав почвенных масс. 4. Распределение первичных и вторичных минералов по фракциям почвы. Методические указания для подготовки к занятию: Проработайте материал лекций и учебной литературы. Используйте указанную в списке учебную литературу, а также учебную литературу и конспект лекций по геологии. Дайте характеристику и покажите химический состав первичных и вторичных минералов (рассмотренных в таблицах 4, 5, 9-11). Укажите, какие из этих минералов и почему легко или наоборот трудно подвергаются механическому и/или химическому выветриванию. Ответ обоснуйте с приведением примеров и пояснений. Используйте следующие источники из списка рекомендуемой учебной и научной литературы № 1, 3, 5, 6, 8, 11, 13, 18, 24, 28-31, 33-38. 23 ЗАНЯТИЕ 4 МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВЕННОГО СКЕЛЕТА И МЕЛКОЗЁМА Вопросы: 1. Минералы почвенного скелета. 2. Минералогический состав почвенного мелкозёма. 3. Значение первичных и вторичных минералов для почвы. Методические указания для подготовки к занятию: Проработайте материал лекций и учебной литературы. Ознакомьтесь с теоретическим материалом приведёнными ниже, и с экспериментальными данными в приложениях (таблицы 4 – 11), используйте их для подготовки к практическому занятию. Используйте следующие источники из списка рекомендуемой учебной и научной литературы № 1, 3, 5, 6, 8, 11, 13, 17, 18, 24, 25, 28-31, 33. 35-38. МИНЕРАЛЫ ПОЧВЕННОГО СКЕЛЕТА Кварц. В большинстве почв кварц играет в составе скелета существенную роль; количество его может достигать 90 и более процентов. Различают первичный и вторичный кварц, последний образуется при кристаллизации геля кремнезёма, выпадающего при выветривании силикатов и алюмосиликатов, часто обнаруживается в виде хорошо сформированных кристаллов. Кварц встречается в виде зёрен, окатанных, угловатых, иногда в виде пластинок. Бесцветен или окрашен в желтоватые, буроватые и красноватые цвета гидратами окиси железа, окутывающими поверхность зёрен. Под микроскопом в тонких плёнках даёт неяркие поляризационные цвета. Показатель преломления примерно таков как у канадского бальзама. 24 Твёрдые, жидкие и газообразные включения встречаются нередко. Спайности нет. Удельный вес равен 2,651 г/см3. Полевые шпаты. Чаще всего встречаются ортоклаз и микроклин, реже известково-натривые плагиоклазы (характерно для русских почв, лежащих на ледниковых наносах). Ортоклаз встречается в виде зёрен, обычно менее окатанных и округлённых, чем кварц. Цвет зёрен от мясокрасного до белого. Обладает ясно выраженной спайностью в двух направлениях, образующих прямой угол. Под микроскопом в зависимости от ориентировки шлифа наблюдается одна система прямых параллельных трещин спайности или две взаимно пересекающиеся. Поляризационные цвета низкие, синевато-серые. Соляная кислота не действует даже при нагревании, плавиковая кислота разлагает. Плавится трудно и в тонких осколках. Зёрна микроклина неотличимы внешне от зёрен ортоклаза, так как окрашены в те же цвета. Под микроскопом в поляризационном свете обнаруживает характерную решётчатую структуру (микроклиновая решётка). Реакции те же, что и у ортоклаза известково-натровые плагиоклазы характеризуются полисинтетическими двойниками. Поляризационные цвета несколько выше, чем у ортоклаза. Соляная кислота разлагает при нагревании тем легче, чем богаче плагиоклазы известью. Слюды. Чаще всего встречаются мусковит и биотит. Мусковит встречается в виде бесцветных пластинок, с ясной пластинчатой структурой, благодаря хорошо выраженной спайности. Структура ясно выражена по краям пластинок, особенно при помощи окраски фуксином. Кислоты, за исключением плавиковой, действует слабо. Биотит встречается чаще всего в виде желтобурых пластинок, обнаруживающих по краям такую же хорошую спайность, как и мусковит. Сильно плеохроичен в разрезах, не параллельных; на спайных листках плеохроизм почти отсутствует. Небольшой угол оптических осей. Соляная кислота действует при высокой температуре. Плеохроизм (от греческих слов pleôn – больше + chrös – цвет) – свойство некоторых двупреломляющих минералов неодинаково поглощать лучи света 25 в разных направлениях, в результате чего в этих направлениях появляется различная окраска. Большинство слюдяных пластинок, особенно биотита, находящихся в почве, в значительной степени утратили упругость, присущую этим минералам в свободном состоянии. Причиной этого может быть обогащение их водой с образованием промежуточных кислых солей. Роговые обманки. Зёрна их окрашены в разные оттенки зелёного цвета, иногда встречаются почти чёрные. Форма более или менее столбчатая. Раздавливание зерна в капле воды даёт призматические осколки, обнаруживающие ясный плеохроизм, который мало заметен в светлозелёных разностях (лучистый камень) и наиболее ясен в тёмнозелёных и буроватозелёных. Угол погасания меньше 100, или между 13 и 180. Антофиллит и жедрит (бесцветные) встречаются редко. В группе тяжёлых минералов почвы роговые обманки играют значительную роль (на севере страны и в Голландии). Авгиты. Отличаются от роговых обманок большими углами погасания (36 – 550). Цвета изменяются в зависимости от химического состава (бесцветный, зелёный, буроватый). Поляризационные цвета выше, чем у роговых обманок, плеохроизм же значительно слабее. Кислоты на них действуют слабо. Встречаются в северных почвах, но реже чем роговые Гранаты. Наиболее распространенным из этой группы минералов является альмандин. Встречается в виде светло-розовых прозрачных зёрен. Под микроскопом осколки зёрен почти бесцветным. Благодаря высокому показателю преломления, дают резкий рельеф. Чаще всего изотропны. После сплавления разлагаются соляной кислотой. Титанит. Бесцветный до белого, иногда желтоватый и красноватый, в основном малопрозрачный. При светлой окраске плеохроизм едва заметен. Показатель преломления очень высок, поэтому рельеф очень резкий. Разлагается серной кислотой; при действии перекиси водорода становится оранжевокрасным. Поляризационные цвета не выше, чем у кварца. 26 Хлориты. Встречаются в виде светло- или тёмнозелёных просвечивающих листочков. Показатель преломления немного выше, чем у канадского бальзама, поэтому рельеф не резкий. Плеохроизм перпендикулярно спайным пластинкам слаб, а поляризационные цвета не высоки. Немного разлагаются холодной концентрированной соляной кислотой с выделением студенистого кремнезёма. Лимонит. Образует охристожёлтые, желтобурые и агрегаты других оттенков, обычно покрывающие другие минеральные зёрна почвы. Соляная кислота, особенно при нагревании, растворяет лимонит, освобождая те зёрна, к которым он был прикреплён. Турьит. Распространён в красноцветных почвах тропиков и субтропиков. Похож на красный железняк. Красноватого цвета, часто окутывает и проникает в зёрна и агрегаты других минералов. Легко растворим в соляной кислоте. Другие гидраты оксида железа (гетит, ксантосидерит) встречаются редко. Апатит. Встречается в виде бесцветных зёрен, но иногда бывает окрашен в желтоватые и буроватые оттенки, в этом случае наблюдается ясный плеохроизм. Абсорбция небольшая для обычного луча и более значительна для необыкновенного. Двупреломление небольшое, поляризационные цвета не высоки, растворяется в кислотах и в растворе молибденового аммония с образованием жёлтого осадка. Кальцит. Показатель преломления небольшой, рельеф в канадском бальзаме не особенно резок. Двупреломление значительное, поляризационные цвета яркие. В холодной соляной кислоте растворяется с выделением углекислого газа. Не меняет цвет при непродолжительном нагревании и кипячении в растворе азотнокислого кобальта, в отличие от арагонита, который в данных условиях принимает синевато-фиолетовую окраску. В почве встречается в виде скоплений, которые при разделении на механические фракции рассыпается в мелкозём или растворяется в воде. 27 Доломит. По оптическим признакам сходен с кальцитом. Труднее растворяется в холодной НСl. Смесь уксусной кислоты и фосфорнокислого аммония действует с выделением углекислого газа, но реакция прекращается, после того как на поверхности минерала образуется плёнка аммиачномагнезиальной соли. Кроме вышеперечисленных минералов, в почвах часто встречаются: эпидот, глауконит, магнетит, рутил. Редко встречаются: циркон, анатаз, тальк, серпентин, диаспор, дистен, ставролит и другие. Большинство минералов оседает в бромоформе (кроме кварца и полевых шпатов) в первых фракциях. Химический состав почвообразующих минералов обычно изучают по отношению к наиболее распространённым минералам, которые встречаются в большинстве почв. Тяжёлых минералов в почвах содержится около 1 % (см табл. 8), такое содержание характерно для почв севера, образованных на ледниковых наносах, в почвах, образованных на кристаллических породах их содержание иное. Петрографический анализ показывает, что тяжелые минералы в составе почвенного скелета встречаются в небольшом количестве, исключение – почва № 2 (табл. 8) в которой содержится много гидрооксида железа. Количество кварца повышается с уменьшением размеров частиц, но до определенного размера зёрен (до 0,05, или между 0,25 и 0,05), среди более мелких частиц количество кварца низкое. Эти данные приводятся для почв подзолистого типа, для чернозёма Рязанской области распределение несколько иное (табл. 7). Изучение петрографического состава дюнных песков в окрестностях Эберсвальде с количественной стороны и степени выветривания минералов верхних почвенных горизонтов показало (табл. 10), что наибольшему выветриванию подвергаются известковые алюмосиликаты, меньше выветриваются калийные и магнезиальные. 28 В ледниковых песках в группе тяжёлых минералов роговая обманка преобладает над гранатами, а в аллювиальных песках наоборот. СОСТАВ ПОЧВЕННОГО МЕЛКОЗЁМА Минералогический состав почвенного мелкозёма включает в основном новообразования, остатки выветривания, то есть то, что называется вторичными минералами почвы. Почвенный ил изучать микроскопически практически невозможно, из него можно выделить центрифугированием только тяжёлые минералы, которые в дальнейшем и подвергают анализу. В почвенном иле содержится значительное количество гумуса, который удаляется прокаливанием при температуре 80 – 1050 С, однако при этом многие минералы могут значительно измениться. Состав почвенного ила устанавливается при химическом анализе, который показывает, что в его состав входят наряду с вторичными образованиями, такими как – гидроксиды железа, оксиды марганца, гидроксиды алюминия, и некоторые магнезиальные алюмосиликаты, гумусовые вещества, а также мельчайшие частички первичных минералов ила или промежуточных продуктов распада. Химический состав иловатых частиц изменяется с уменьшением их диаметра (табл. 10, почва на третичной глине и почва на лёссе). С уменьшением размеров иловатых частиц резко уменьшается количество кремнезёма и увеличивается количество гумуса и полуторными оксидами марганца. Количество оснований понижается либо незначительно, либо заметно. В почве на лёссе наблюдается значительное количество извести в виде СаСО3. Среди иловатых частиц почвы присутствуют первичные минералы (табл. 11). Щелочные и щёлочеземельные металлы содержатся в почвенном иле преимущественно в виде труднорастворимых соединений. Железо находится в основном в виде закиси, причём растворяется слабо, что 29 свидетельствует о том, что в иле содержатся первичные минералы (гранаты, роговые обманки, авгиты и другие). Известно, что после предварительного, даже слабого прокаливания гранаты и роговые обманки, не разлагающиеся до этого соляной кислотой, легко реагируют с ней. После слабого прокаливания каолинит также легко растворяется в высококонцентрированной щёлочи. После прокаливания действием растворов КСl и HCl можно удалить всю химическую глину, оксиды железа и глинозёма и железисто-магнезиальные силикаты (их большее количество). В остатке можно найти: кварц, мусковит, ортоклаз и минералы, на которые применяемые реактивы не действуют (например рутил, турмалин, циркон). По количеству этого остатка судят о роли первичных минералов в составе почвенного ила и глин вообще. Обработка пластичной красной девонской глины давала 45,28 % белого осадка, который содержал калийные алюмосиликаты (ортоклаз, мусковит), рутил и турмалин. Аналогичная обработка или из почвенных горизонтов валунной глины (частицы 0,01–0,005 мм) Псковской области дала 37,65 % белого осадка приблизительно того же состава. Исследования частиц диаметром мельче 0,005 мм аналогичным способом дало 11,8 % остатка. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что среди иловатых частиц почвы содержатся различные первичные минералы. В группу «первичных минералов» в данном случае исследователи относили и промежуточные кислые соли, которые образовывались при выветривании силикатов и алюмосиликатов. При образовании кислых солей силикаты и алюмосиликаты подвергаются механическому выветриванию, образуя тончайшие, неделимые агрегаты, которые попадают в группу иловатых частиц. 30 ЗАНЯТИЕ 5 МАКРО-, МИКРО- И УЛЬТРАМИКРОЭЛЕМЕНТЫ ПОЧВЫ Вопросы: 1. Количественное содержание химических элементов в почве и источники поступления в почву. 2. Характеристика основных макро- и микроэлементов почвы. 3. Ультрамикроэлементы и их основные характеристики. 4. Значение макро–, микро– и ультрамикроэлементов. Методические указания для подготовки к занятию: Проработайте материал лекций и учебной литературы. Для общей характеристики элементов групп макро-, микро- и ультрамикроэлементов используйте учебную литературу по ранее изученному курсу химии. Определите, к какой группе (металлы, неметаллы) относятся: макро –, микро–, и ультрамикроэлементы почвы. Используйте следующие источники из списка рекомендуемой учебной и научной литературы № 1, 3,5, 8-13, 17, 18, 24, 27-31, 33-38. 31 ЗАНЯТИЕ 6 МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ Вопросы: 1. Методы определения физико-химических свойств почвы. 2. Определение физико-химических свойств почвы в полевых условиях. 3. Физико-химические свойства почвы и её хозяйственная оценка. Методические указания для подготовки к занятию: Проработайте материал лекций и учебной литературы. Ознакомьтесь с теоретическими материалами, приведёнными ниже экспериментальными данными, приведёнными в приложениях (табл. 13 – 45), используйте их для подготовки к занятию. Используйте следующие источники из списка рекомендуемой учебной и научной литературы № 1, 3, 5-9, 13, 17, 18, 24, 28-31, 33, 36-38. НЕКОТОРЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ И МЕТОДЫ ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Рассмотрим некоторые физические свойства почвы, определяющие её плодородие. Несомненно, что не только рассмотренные здесь, но и другие свойства имеют огромное значение для почвы, однако в настоящем разделе уделено внимание лишь тем показателям и методам их определения, которые в учебной литературе освещены недостаточно полно. Воздухопроницаемость почвы – один из показателей, от которого зависит целый ряд физико-химических свойств, определяющих ценность почвы как природного ресурса. Изучение воздухопроницаемости различные исследователи проводили путём пропускания воздуха под давлением сквозь 32 почвенные слои одинаковой высоты. Результаты таких опытов были неодинаковы, а порой и прямо противоположны. Именно поэтому Вольни предпринял попытку устранить возникшие противоречия предыдущих исследований. Построив прибор и проведя ряд опытов с различными веществами, такими как каолин, торф, кварцевый песок, суглинок, гумусовая известковая почва, известковый песок, – Вольни пришёл к следующим выводам 1. Пропорциональность между количеством протекшего сквозь почву воздуха и давлением наблюдается при: – тонкозернистом материале (< 0,5 мм в диаметре); – при грубозернистом материале (> 0,5 мм в диаметре), если для опыта берут высокие столбики почвы; – если давление воздуха, пропускаемого через столбик почвы невысоко. 2. Проницаемость увеличивается и уменьшается вместе с размерами частиц; если в состав почвы входят разные частицы, то проницаемость её в первую очередь обусловлена мелкозернистыми частицами. 3. Наибольшей проницаемостью обладает кварцевый песок, наименьшей – глина. Прибавление 10 % (по объёму) глины к песку значительно снижает его проницаемость. 4. Проницаемость почвы падает при увеличении её влажности и тем сильнее, чем больше воды может удержать почва. 5. Проницаемость почвы падает с увеличением температуры. Пластичность почвы включает определение нескольких показателей (границ текучести, клейкости, скатывания в проволоку) и количественно может быть определена достаточно простым способом. К порошку тонкоразмолотой почвы (глины) прибавляют понемногу воду (в лабораторных условиях дистиллированную, в полевых условиях отфильтрованную или прокипяченную). При различном содержании воды 33 почва обнаруживает различные формы консистенции, при этом устанавливаются несколько границ таких состояний: – верхняя граница текучести, при этом смесь глины (почвы) с водой течёт как вода; – нижняя граница текучести, когда два куска глинистого теста, помещённые в фарфоровой чашечке раздельно на расстоянии между ними 3-4 мм, сливаются вместе при лёгком ударе рукой о внешнюю поверхность чашки; – граница клейкости – это состояние глинистого теста, когда оно перестаёт прилипать к пальцам или никелевой лопаточке (шпателю). – граница скатывания в проволоку – это состояние глинистого теста, в котором содержание воды близко к границе текучести или ниже её, но при этом его можно раскатать руками на ровной поверхности в шнур, диаметром 3 мм. Количество воды, находящееся в каждом случае в глине (почве), выраженное в весовых процентах, и есть граница, определяющая то или иное состояние. Разница в количествах воды, содержащихся в почве (глине) при нижней границе текучести и границе скатывания, в проволоку и есть показатель, определяющий пластичность почвы. Определение нижней границы текучести проводят следующим образом (по Аттербергу). В маленькую фарфоровую чашку с округлым дном диаметром 10-12 см помещают 5 грамм глинистого порошка (абсолютно сухой или воздушно-сухой почвы, растёртой до порошкообразного состояния) и постепенно по каплям из бюретки приливают воду. Тесто с помощью никелевой лопаточки формуется на дне чашки в виде лепёшки, а затем разделяется на две части, отделяя их на расстояние 3-4 мм. По чашке с разделённым тестом снаружи ударяют несколько раз рукой, пока обе части не соединятся. Затем определяют количество воды, содержащееся в тесте, в весовых процентах (высушиванием в сушильном шкафу). Определение 34 количества воды проводится по стандартной методике определения влажности почвы. При определении пластичности опыт проводят не менее чем в четырёх повторностях, при этом наиболее отличающийся результат отбрасывают, учитывая только три определения. Если значительные расхождения наблюдаются в двух повторностях из четырёх, то опыт повторяют. Границу скатывания определяют следующим образом: небольшой кусочек глинистого теста (примерно 2-3 грамма, шарик размером с вишню), оставшегося после определения на пластичности (невысушенного), помещают на ровную, не впитывающую воду поверхность. К тесту понемногу, осторожно прибавляют сухой глинистый порошок (очень немного, а иногда этого делать не нужно). Для этого сухой порошок предварительно тонким слоем равномерно рассыпают с помощью сита на поверхности. Глинистое тесто руками начинают осторожно раскатывать в тонкую проволоку (диаметром примерно 3 мм), стараясь «вмесить» весь рассыпанный порошок, по мере впитывания порошка его прибавляют маленькими порциями (на кончике скальпеля). Раскатывание прекращают тогда, когда проволока начинает разделяться на куски. Содержание воды в глине в данный момент определяет границу скатывания и в то же время показывает границу пластичности. Определение проводят в четырёхкратной повторности. Оценка результатов опыта проводится аналогично определению нижней границы текучести. Следует отметить, что почва может обладать текучестью, но быть не пластичной, к таким почвам относятся пески и лёгкие суглинки. У пластичных почв граница клейкости ниже границы текучести, у малопластичных почв граница клейкости выше границы текучести. Сопоставление этих двух границ позволяет судить о вязкости почвы, если граница клейкости лежит выше границы текучести, вязкость невелика, в противном случае наоборот. 35 Связность почвы – это способность противостоять силе, стремящейся разъединить частицы почвы. Связность почвы обусловлена, прежде всего, механическим составом почвы, то есть тонкостью частиц, их внешней формой и в некоторой степени химизмом почвенного раствора. Связность возрастает с увеличением клейкости и вязкости, увеличивается при высыхании почвы. Связность почвы изучают в твёрдом состоянии, когда почвенные образцы перед определением высушивают при температуре 1000 С. Связность почвы может быть определена следующими способами: 1. Раздавливанием призматического или цилиндрического столбика почвы. 2. Разламыванием посредине столбика, покоящегося своими концами на подставках. 3. Вдвиганием клина или металлического штифта в почвенную массу. Определение «числа твёрдости» по Аттербергу проводят следующим образом. Из почвы готовят кубик размерами 2 х 2 х 2, используя специальную формочку, с возможно меньшим количеством воды, и высушивают его при температуре 1000 С. Кубик почвы должен сохранять свою форму и не рассыпаться или расплываться при вынимании из формочки. Дальнейшее определение проводят путём раздавливания или вдвигания клина или штифта. Определение проводят в четырёхкратной повторности. Оценка результатов опыта проводится аналогично определению нижней границы текучести. 36 ЗАНЯТИЕ 7 ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ ПОЧВЫ И ИХ РОЛЬ В ПОЧВООБРАЗОВАНИИ И ФУНКЦИОНИРОВАНИИ ПОЧВЫ Вопросы: 1. Живые организмы почвы. 2. Микроорганизмы почвы и их роль в процессах почвообразования. 3. Животные почвы и их роль в процессах почвообразования. 4. Значение живых организмов для почвы. Методические указания для подготовки к занятию: Проработайте материал лекций и учебной литературы. Сделайте подробный конспект, используйте его для подготовки к занятию. Для подготовки конспекта необходимо обязательно вновь проработать материал учебной литературы из курса биологии. Используйте следующие источники из списка рекомендуемой учебной и научной литературы № 1, 35, 8-14, 17-19, 21-26, 28-31, 33-34, 35. 37 ЗАНЯТИЕ 8 СОВРЕМЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ Вопросы: 1. Классификация почв в додокучаевский период развития почвоведения. 2. Классификация почв В.В. Докучаева и его современников. 3. Принципы построения классификации почв 1977 года. 4. Принципы построения классификации почв 2000 года. 5. Горизонтальные и вертикальные почвенные зоны и комплексы. Методические указания для подготовки к занятию: Проработайте материал лекций и учебной литературы. Ознакомьтесь с теоретическим материалом, приведённым ниже в приложениях (табл. 47), используйте их для подготовки к занятию. Сравните приведенные ниже классификации между собой, определите, что в приведённых классификациях общего и в чём различия, которая из них наиболее правильная окончательной? и останется Используйте ли следующие классификация источники 2007 из года списка рекомендуемой учебной и научной литературы № 2, 3, 8, 15-18, 24, 28-30, 33, 34, 36, 38. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ В РАЗВИТИИ КЛАССИФИКАЦИИ ПОЧВ Классификация почв является достаточно трудной и сложной задачей, но любую науку невозможно изучать без приведения в определённую систему, порядок имеющиеся знания о предмете исследования на данном этапе её развития. 38 Несмотря на недостаточность знаний в этой постоянно развивающейся науке, отсутствие классификации не является серьёзной причиной невозможности её построения. Очевидно, что в какой – то мере даже современная классификация является лишь временной, которая может и должна подвергаться изменениям и переработкам, по мере роста знаний в этой области. Попытки составить классификации предпринимались многими исследователями, наиболее известны и научны – это классификации Тэера, Фаллу, Ритгофена, Кнопа, Докучаева, Сибирцева и Коссовича, Высоцкого, Глинки и многими другими. При проведении классификации почв необходимо, прежде всего, разработать, установить и точно сформулировать её принципы, то есть: – разработать систему соподчинённых таксономических единиц (тип, подтип и т.д.); – составление классификационной схемы или систематического списка почв с установлением признаков, по которым почвы каждого классификационного подразделения могут быть найдены в природе (диагностика почв) и выделение почвенных картах. Принципы и методы классификации почв эволюционировали и расширялись с развитием почвоведческой науки. Первые почвенные классификации были основаны на изучении литографических особенностей верхних горизонтов почв и получили название агрогеологических, при этом учитывались только свойства твёрдой фазы почвы. В мировом почвоведении существовали и до сих пор существуют различные классификационные схемы, причём в каждой из них рассматриваются различные стороны явлений, что и обусловило разные подходы к классификации почв. В связи с этим группировка классификаций может быть следующая: – эколого (или географо-) генетические; – морфогенетические; 39 – факторно-генетические; – эволюционно-генетические и историко-генетические. В развитии проблемы классификаций в конце XIX– XX века выделялись два направления: классификационные схемы, предложенные русскими почвоведами и зарубежные классификации, последние подразделяют на западноевропейские и американские. В основу эколого-генетических классификаций почв положено докучаевское учение о генетических типах почв, которые разрабатывались В.В. Докучаевым в период 1879 – 1900 гг., Я.Н. Афанасьевым в 1922 – 1931 гг. В этих классификационных схемах связь между генетическими типами почв устанавливалась не только по их свойствам, но и по особенностям залегания и географического распространения. Первая эколого-генетическая классификация почв была предложена В.В. Докучаевым в 1879 году, а затем в 1886 году была дополнена и расширена. Классификация В.В. Докучаева в 1895 году была дополнена Н.М. Сибирцевым, выделившим 3 крупных отдела почв. 40 Таблица 1. КЛАССИФИКАЦИИ ПОЧВ В.В. ДОКУЧАЕВА Способ Основной зональный происхождения ряд (взаимодействие (класс почвы) почвообразователей) Классификация 1876 года Серые северные Чернозёмные 1 класс сухопутноА – Нормальные растительные (идут неизменные Каштановые динамические процессы Красные солончаковые почвообразования) 2 класс – сухопутно-болотные 3 класс – перемытые Б – Почвы анормальные 4 класс – наносные Классификация 1886 года 1 класс Светло-серые северные сухопутноСерые переходные растительные Каштановые переходные А – Нормальные (идут неизменные Бурые солонцовые динамические процессы 2 класс – почвообразования) сухопутно-болотные 3 класс – типичные болотные 4 класс – перемытые Б – Переходные 5 класс – наземно-наносные 5 класс В – Анормальные – наносные Способ залегания почвы 41 Таблица 2 КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ Н.М. СИБИРЦЕВА (1895 г.) Класс почвы Название почв (отдел) А Полные (зональные), мелкозёмистые–перегнойные Б Интразональные (полузональные) В Неполные (азональные), *Внепойменные переходные к горным *Аллювиальные породам Тип почвы Латеритные Атмосферно–степные Пустынно–степные (почвы сухих степей) Чернозёмные Серые лесные Дерново–подзолистые Солонцовые Болотные Перегнойно-карбонатные Скелетные Грубые Пойменные * – класс В делится на два подкласса К этой же группе относятся ранние классификации К.Д Глинки (позднее К.Д. Глинка предложил морфогенетическую классификацию в 1924 году), Г.Н. Высоцкого и С.А. Захарова., Я.Н. Афанасьева. К.Д. Глинка предлагал делить почвы по влиянию внешних факторов почвообразовния (экзодинамоморфных), где различает 6 классов по увлажнению, и развивающихся под действием состава почвообразующих пород (эндодинамоморфных). Г.Н. Высоцкий (1906) делит почвы на классы зональных, интразональных и неразвитых почв с дальнейшим подразделением по климатическим условиям, рельефу и почвообразующим породам. 42 Таблица 3 КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ Я. Н. АФАНАСЬЕВА (1922 г.) Тип 1 Латеритный Подзолистый Степной 1 Болотный Название почв 2 Типичные латериты Краснозёмы субтропических широт Краснозёмы и жёлтозёмы теплоумеренных широт Бурозёмы Подзолисто-глеевые, переход к болотному виду Торфяно-подзолистые Первичные скрытоподзолистые лесные Первичные подзоличтые лесные Луговые подзолистые и горно-луговые Чернозёмовидные – переход от луговых подзолистых к чернозёмным Вторичные подзолистые Чернозёмы и их аналоги (выщелоченный, обыкновенный, приазовский, южный) Каштановые и их аналоги Бурые Красноцветные пустынных субтропических степей 2 Лугово-болотные Собственно-болотные Солончаково-болотные Солончаки Солончаковые Солончаковатые Выщелоченные Солонцовые Солонцы Солонцеватые Эколого-генетические классификации отражают реальные природные закономерности: свойства почв, режимы почвообразования и их связь с окружающей средой. Морфогенетические классификации основаны на важнейших свойствах почв, но при этом авторы проводили анализ условий почвообразования. 43 Таблица 4 КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ П.С. КОССОВИЧА (1903, 1910) Тип почвообразования Класс почвы Тип почвы (группы почв) Пустынный Пустынно-степной (солонцового типа) А – Генетически самостоятельные (элювиальные) Степной (чернозёмный) Подзолистый Тундровый Латеритный Болотно-моховой Грунтового увлажнения пониженных мест сухих степей Б – Генетически подчинённые (иллювиальные) Грунтового увлажнения чернозёмной зоны Болотных и полуболотных почв подзолистой зоны Болотных почв влажных тропических и субтропических областей Пустынные корки Сухие солонцы Пески и хрящевые почвы пустынь Эолово-лёссовые почвы сухих степей Светлые почвы сухих степей Красные почвы сухих степей Серо-бурые почвы сухих степей Каштановые Чернозёмы Тёмноцветные почвы степных западин Деградированные чернозёмы Перегнойнокарбонатные Серые лесные Подзолистые лесные Подзолистые луговые Тундровые Почвы горных вершин Желтозёмы Краснозёмы Латериты Моховые болота Бесструктурные солонцы Мокрые белые солонцы Столбчатые солонцы чернозёмной области Солоди чернозёмной полосы Полуболотные Луговые торфяники – 44 П.С. Коссович (1903, 1910) является автором наиболее полной генетической классификации почв. Все почвы он делит на два генетически самостоятельных класса, в пределах которых и выделяют почвы; в первом классе по типу почвообразования, во втором по типу увлажнения. В основе классификации лежат процессы превращения минеральной массы, разложения и накопления органического вещества почвы. К.Д. Глинка (1924) в основу предложенной им морфогенетической классификации положил главные типы почвообразования. Он выделил пять типов почвообразования, близких к типам П.С. Коссовича. Таблица 5 КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ К.Д. ГЛИНКИ (1924) Тип почвообразования Почвы Типичные латериты Краснозёмы субтропических широт Латеритный Краснозёмы и желтозёмы теплоумеренных широт Бурозёмы Подзолисто-глеевые почвы (переход к болотному типу) Торфяно-подзолистые Первичные скрытоподзолистые почвы (лесные) Подзолистый Первичные подзолистые почвы (лесные) Луговые подзолистые почвы и горно-луговые Чернозёмовидные почвы (переход от луговых подзолистых к чернозёмным) Чернозёмы и их аналоги (выщелоченный, обыкновенный, приазовский, южный) Каштановые и их аналоги Степной Бурые Красноцветные почвы пустынных субтропических степей Лугово-болотные Собственно болотные Солончаково-болотные Болотный Солончаки Солончаковые Солончаковатые Выщелоченные Солонцовый Солонцы Солонцеватые 45 Следует отметить и классификацию, предложенную К.К. Гедройцем (1927), в основу которой положено рассмотрение характера физикохимических явлений, обусловленных составом поглощённых катионов. К.К. Гедройц выделил четыре процесса почвообразования: чернозёмный (ППК насыщен Са2+ и Mg2+), солонцовый (ППК кроме Са2+ и Mg2+, содержит Na+), подзолистый и латеритный (ППК содержит кроме Са2+ и Mg2+, ион Н+). Латеритный процесс соответствует ферраллитному процессу в современном понимании. Эволюционно-генетические классификации рассматривают процесс почвообразования во времени, где первоначальной стадией является щелочное почвообразование, впоследствии переходящее в стадию кислого почвообразования (классификация П.С. Коссовича 1903, 1906; Б.П. Полынов, 1933); либо от гидроморфной фазы почвообразования к автоморфной (Б.П. Полынов, 1933; В.А. Ковда, 1933). К историко-генетическим классификациям относится классификация почв, предложенная В.Р. Вильямсом в 1914 и в 1936 гг. В основе этой классификации лежит идея о том, что типы почв связаны в одну непрерывную цепь развития и должны рассматриваться как стадии единого исторического процесса воздействия биологических элементов на поверхностные горизонты суши. Его представления тесно соприкасались с биогеохимическими представлениями В.И. Вернадского о роли живого вещества в биосфере. В 1949 году И.П. Герасимов попытался проследить эволюцию почвообразования на планете по геологическим периодам возникновения жизни. Западноевропейские классификации в своей основе являются агрогеологическими, так как исходят из свойств почвообразующих пород. Их разделяют на геолого-петрографические (в основе – минералогический состав почвообразующей породы – Фаллу, 1857, Рихтгофена, 1868); химические (в основе – деление по химическому составу почвы – Кноп, 46 1871); физическому составу – Тэера и Шлюбера, 1876 и смешанные – Зенфта, 1877. Все западноевропейские классификации конца XIX века были составлены до создания В.В. Докучаевым учения о почве, впоследствии его идеи оказали огромное влияние на эти работы. Таблица 6 КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ ФАЛЛУ (1857 г.) І – первичные или коренные почвы Класс 1 Род 2 Почвы 3 Кварцитовые и кремнисто-сланцевые почвы Почвы кварцево-конгломератных пород 1 – кварцевых пород Почвы кварцевых песчаников (почвы квадерного песчаника грауваккового, кейперского, пёстрого и рета) Глинисто-каменистые и порфирнотуфовые Глинистых сланцев 2 – глинистых пород Граувакковых сланцев Глинисто-мергелевых пород Слюдно-сланцевые почвы Гнейсовые 3 – слюдяных пород Известково-слюдяно-сланцевые Хлоритово-сланцевые Гранитовые Гранулитовые Сиенитовые 4 – полевошпатных пород Порфировые Трахитовые Фонолитлвые Юрского и раковитового известняка; известково-конгломератные, меловые, 5 – известковые, плереновые известняковые. известково-магнезиальные породы Юрские доломитовые; цементно-доломитовые Базальтовые; базальтовоконгломератные, базальтово-лавовые и 6 – авгитовых и долеритовые роговообманковых пород Зелёнокаменные Серпентиновые 47 1 2 ІІ – наносные почвы 1 – кремнистые 2 – мергелистые 3 – суглинистые 3 Силикатные Наносные обыкновенные кремнезёмистые пески гравельно-песчаСиликатные или ные, раковистопесчаные, галечнообыкновенные песчаные кремнезёмистые: Связные песчаные с разностями: гравельные или кремнистые Известково-мергелистые Глинисто-мергелистые Песчано-мергелистые, лёссово-мергелистые Обыкновенные суглинки с разностями, слюдяные суглинки Слоисто-суглинистые Глинисто-болотные Пресноводно-болотные 4 – болотные Известково-болотные Песчано-болотные Таблица 7 КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ РИХТГОФЕНА (1868 г.) Тип почвы 1 А – элювиальные Название почвы 2 Неперемещённые обломки пород Распавшиеся Обломки горных пород породы Щебнёвые наносы горных склонов Глубоко разложенные породы Элювиальные равнинных стран Суглинки склонов Латерит Растительные (гумус, болото, торф) Остатки от растворения 48 1 2 Грубые осадки Конусы накопления горных ручьёв материковых Щебневики террасовые по рекам пород Песок Тонкозернистые осадки материковых вод Химические осадки пресных вод Б – наносные Морские почвенные типы Ледниковая щебёнка Вулканические Лёсс Лёсс и эолоЛёссовидные почвенные типы вые наносы Чернозём, регур и им подобные К химическим классификациям относится классификация Кнопа, основанная на делении почв по химическому составу, в 1871 году. Таблица 8 КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ КНОПА (1871) Тип почвы Название почв Глинозёмно-силикатные Железисто-силикатные Одноокисно-силикатные Известковые Доломитовые Гипсовые Ангидритовые Силикатные Карбонатные Сульфатные Таблица 9 КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ ТЭЕРА (1876) Род 1 Класс 2 1 2 1 – глинистые почвы 3 4 Почвы 3 Чёрная глинистая почва; жирная пшеничная почва; маршевая польдеровая почва. Сильная пшеничная почва; белая пшеничная почва. Слабая пшеничная почва; вязкая суглинистая почва; вялая холодная суглинистая почва. Тощая пшеничная; овсяная почва; тощая глинистая почва; горная; грубая суглинистая почва. 49 1 2 1 2 3 1 2 3 4 1 2 3 2 – суглинистые почвы 3 – песчанистосуглинистые почвы; слабые ячменные и овсяные почвы 4 – песчаные почвы 1 5 – гумусовые почвы 2 3 4 3 Различают по продуктивности Песчанистые суглинки То же с менее благоприятными свойствами Суглиносто-песчаные почвы То же с менее благоприятными свойствами Различают по продуктивности Мягкие чёрные ячменные почвы Низинные луговые почвы Чёрные низинные ржаные или чёрные овсяные почвы Кислотные низинные почвы Болотные почвы Научные идеи В.В. Докучаева оказали влияние на более поздние работы по классификации почв учёных Западной Европы, то есть шёл творческий синтез почвенно-минералогического подхода к систематике и классификации почв с принципами генетического докучаевского почвоведения (Раманн, 1918; Зигмонд, 1933; 1938; Кубиена, 1953; Дюшафур, 1962). Почвоведы Америки в начале ХХ – го века подходили к вопросу классификации почв с эмпирических позиций, который был основан на опыте местного населения и учёте урожайности культур. В систему почв ими было введено понятие «почвенные серии», устанавливаемые по механическому составу и некоторым другим свойствам почв (точно не определённым). Одновременно с этим независимо разрабатывались общие генетические классификации почв, например Гильгардом в 1893 г.; Уитнеем в 1895 г.; Кофеем в 1912 г. Марбут применил идеи русского генетического почвоведения к изучению почв США. В результате были установлены таксономические категории «больших почвенных групп», которые близки к понятию докучаевского почвенного типа. 50 Впоследствии классификации исходили из схемы Марбута, но в них в ещё большей степени подчёркиваются географо-генетические принципы. Таким образом, в американской системе почвенной классификации существует двойственный подход к определению сущности таксономических единиц. Для высших (больших почвенных групп) характерен генетический принцип выделения, для низших (почвенных серий) агроэмпирический. В американской системе классификации сопоставить почвенные серии между собой очень трудно, и тем более затруднительно соединить их в более высокие категории (почвенные семейства, большие группы). Современная американская классификация разработана в Государственной почвенной службе США (разработчики Келлог, Смит). Основные принципы её построения заявлены как генетические, но практически она проводится в пределах первых двух высших уровней (почвенные порядки и подпорядки) по морфологическим признакам, исходя из принципа характерного «диагностического горизонта». В двух следующих таксономических единицах (группах и подгруппах) используются в основном генетические принципы. В последнее время международная организация ФАО и ЮНЕСКО разработали для мировой почвенной карты общую классификацию почв, которая является в большой степени генетической. КЛАССИФИКАЦИЯ И ДИАГНОСТИКА ПОЧВ СССР (1977) Классификация почв в советский период развития русского почвоведения разрабатывалась, с одной стороны, на основе изучения процессов и режимов почвообразования, связанных с особенностями внешней среды и в значительной степени определяющих почвенное плодородие. На этом фоне изучался почвенный профиль и его реликтовые признаки. С другой стороны, в основу классификации был положен анализ 51 почвенного профиля, его геохимические и исторические особенности, на фоне которых рассматривались процессы и режимы почвообразования, резко различающиеся между собой в пределах выделенных геохимических и исторических групп. Эти различия касались высших классификационных подразделений. Классификация почв 1977 года базировалась на следующих принципах: 1. Классификация должна опираться на основные свойства и режимы почв с обязательным учётом процессов, их создающих, условия почвообразования, то есть должна быть генетической, объединяя экологический, морфологический и эволюционный подходы. 2. Классификация строилась из строго научной системы таксономических единиц. 3. Обязательно учитывать признаки и свойства, приобретённые почвами в результате хозяйственной деятельности. 4. Необходимо раскрывать производственные особенности почв и способствовать их рациональному использованию. Классификация почв, разработанная в 1977 году и более поздняя (современная), принятая в 2000 году, по сравнению с прежними более полно учитывают морфологическое и микроморфологическое строение почвенного профиля, состав и свойства почв, главные процессы и режимы почвообразования, экологические условия и хозяйственную деятельность человека (особенно классификация 2000 года). Особое внимание уделяется изучению качественного состава органического вещества, особенности биологического круговорота веществ, внутрипочвенного выветривания и энергетики почвообразования. Именно такой подход позволил определить генетические особенности почв, их агрономические характеристики, провести сравнительную оценку их плодородия (бонитировку). 52 На основе вышеперечисленных принципов Почвенным институтом им. В.В. Докучаева в течение длительного периода были разработаны несколько схем классификации почв СССР. Последний вариант этих разработок, приведён в руководстве «Классификация и диагностика почв СССР» (1977), и использовался в течение длительного периода (до 2000 года) использовался, да и в настоящее время применяется в почвоведении. В данной классификации приведена детальная диагностика примерно 80 типов почв СССР (не включены почвы Крайнего Севера и мерзлотных областей Сибири). Основные типы почв СССР сгруппированы по зональноэкологическим группам и рядам увлажнения (кроме почв арктических, тундровых и аллювиальных) (приложения табл. 41). Для каждой зональноэкологической группы характерны: – тип растительности (таёжно-лесной, лесостепной, степной и т.д.); – суммой температур почвы на глубине 20 см от поверхности; – длительностью замерзания почвы на той же глубине в месяцах; – коэффициентом увлажнения. Внутри зонально-экологических групп почвы делятся по: – био-физико-химическим свойствам (состав гумуса, реакция почв, карбонатность, солонцеватость, засоление, осолодение и т.д.); – условиям увлажнения (автоморфные, полугидроморфные, гидроморфные). Система таксономических единиц в почвоведении, применённая для классификации и диагностики почв СССР, выполненной в 1977 году (и более ранние её модификации), была установлена Межведомственной комиссией по номенклатуре, систематике и классификации почв при Академии наук СССР в 1958 году, на основе обобщения материалов, полученных научными учреждениями в области классификации почв. Основная таксономическая единица – генетический почвенный тип, предложенный В.В. Докучаевым. Определение генетического типа дал Л.И. 53 Прасолов, который считал, что для него характерно единство происхождения, миграции и аккумуляции веществ. В соответствии с этим к одному генетическому типу относятся почвы, развивающиеся в однотипно-сопряжённых биологических, климатических и гидрологических условиях на определённой группе почвообразующих пород. В этом случае основной процесс почвообразования сочетается с другими процессами. Для почвенного типа характерны следующие черты: – однотипность поступления органического вещества, процессов его превращения и разложения; – однотипностью комплекса процессов разложения минеральной массы и синтеза минеральных и органно-минеральных новообразований; – однотипным характером миграции и аккумуляции веществ; – однотипным строением почвенного профиля; – однотипной направленностью мероприятий по повышению плодородия почв; – однотипность почвенных режимов. Разработка классификации почв на генетической основе предполагала одновременную типизацию и группировку главных вышеперечисленных почвенных свойств и процессов. Предусмотрены следующие также более низкие таксономические единицы: подтип, род, вид, разновидность, разряд почв. Эту нисходящую ветвь почвенной классификации часто определяют как систематику почв. Подтипы почв выделяют в пределах типа. Это группы почв, которые качественно отличаются по проявлению основного и налагающегося процессов почвообразования и являются переходными ступенями между типами. При выделении подтипов обязательно учитывают процессы, связанные с подзональной и фациальной сменой природных условий. 54 Деление на фациальные подтипы проводится с учётом суммы активных температур почвы на глубине 20 см и продолжительности периода отрицательных температур почвы на той же глубине (в месяцах). Под суммой активных температур (от латинского activus – деятельный, действенный) в агрономии, агропочвоведении, растениеводстве и других сельскохозяйственных науках, понимают сумму температур воздуха, которая обеспечивает жизнедеятельность организма (для растений – период вегетации; для почвенных микроорганизмов активная температура обеспечивает их активную жизнедеятельность), которая должна превышать биологический минимум. В почвоведении существует термин СТП – сумма температур почвы, подробнее (приложение ссылка к табл. 45). Для номенклатурного обозначения фациальных подтипов используют термины, связанные с их температурным режимом: теплые, умеренные, холодные, глубокопромерзающие и др. Роды выделяют в пределах подтипа, при этом учитывают качественные генетические особенности, которые определяются влиянием комплекса местных условий: среди них состав почвообразующих пород, химизм грунтовых вод, и т.д., причём учитываются свойства почвенного субстрата, которые были приобретены в процессе предыдущих фаз выветривания почвообразования. Виды выделяют в пределах рода, различаются они по степени развития почвообразовательных процессов (степени подзолистости, глубине и степени гумусированности, засоления и т.д.), их взаимной сопряжённости. Разновидности определяют по механическому составу верхних почвенных горизонтов и почвообразующих пород. Разряды обусловлены генетическими свойствами почвообразующих пород (плотные, моренные, аллювиальные, покровные и т.д.) Приведённая система таксономических единиц установлена была в течение длительного периода и просуществовала до 2000 года, хотя в 55 настоящее время почвоведы продолжают пользоваться в основном ей, а не классификацией 2000 года. 56 ЗАНЯТИЕ 9 ПОЧВЫ РОССИИ И НИЖЕГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ Вопросы: 1. Общая характеристика почвенного покрова России. 2. Почвы арктической и тундровой зоны. 3. Почвы лесной и лесостепной зоны. 4. Почвы степной зоны. 5. Почвы пустынь и полупустынь. 6. Почвы горных областей. 7. Почвы Нижегородской области. Методические указания для подготовки к занятию: Проработайте материал лекции и учебной литературы. Используйте следующие источники из списка рекомендуемой и научной литературы № 13, 7, 8, 10, 11, 15-18, 24, 28-30, 32-35, 36, 38, 39. 57 Вопросы для самоподготовки по курсу дисциплины «Почвоведение» 1. Почвоведение как наука, её место и связь с другими естественными науками. Этапы развития почвоведения, основоположники почвоведения. 2. Понятие о почве. Выветривание и его значение в процессах почвообразования. 3. Влияние географических и климатических условий на выветривание. 4. Процесс почвообразования. Минеральная и органическая часть почвы, их роль в почвообразовании. Роль гумуса в процессе почвообразования. 5. Перемещение и удержание веществ в почве. Понятие об истинных и коллоидных почвенных растворах. Биологическая и физикохимическая поглотительная способность почв. 6. Основные факторы, влияющие на процессы почвообразования. Сущность почвообразовательного процесса. 7. Влияние материнской породы на формирование минеральной части почвы. 8. Химическое выветривание соединения; алюминаты минералов и в природе ферриты; (сернистые алюмосиликаты и феррисиликаты; группа цеолитов; фосфорные соли, карбонаты, сульфаты, галоидные соли; азотнокислые соли). 9. Илистая фракция почв, её распределение в горизонтах различных почв. Каолинит и его значение для почвы. 10. Глина, суглинок. Механический состав суглинка в зависимости от содержания его компонентов. Глинозём. 11. Выветривание горных пород: массивные кристаллические; кластические, известняковые и доломитовые. Доломит. 58 12. Выветривание горных пород: лёсс; глины; диллювий; ледниковые глины; органогенные породы. Антропогенный фактор выветривания. 13. Круговорот легкоподвижных продуктов почвообразования в природе (СО2, N2, S, Cl, K2O, Na, соли H2CO3, Mg, H3PO4). 14. Основные закономерности в распределении по земной поверхности продуктов почвообразования. 15. Состав и свойства почв. Морфология почв. Строение почвы. 16. Почвенные горизонты, характеристика, обозначение почвенных горизонтов. 17. Механический состав почв, явление коагуляции, факторы, влияющие на процесс коагуляции. Теория коагуляции. 18. Почвенные коллоиды. Теория коагуляции. Факторы, влияющие на процесс коагуляции. 19. Классификация почв по механическому составу. 20. Петрография, определение. Петрографический состав почвенных масс 21. Минералы почвенного скелета (перечислить, рассмотреть подробно 5-6 различных минералов). 22. Состав почвенного мелкозёма и химический состав почв. Макро- и микроэлементы почвы. 23 Макроэлементы почвы, их основные формы в почве, источники поступления, количественное содержание в почве. 24. Основы оценки почв В.В. Докучаева и её развитие на современном этапе. 25. Животный мир почвы и его роль в функционировании и поддержании плодородия почвы. 26. Значение кальция для почвы. 27. Содержание и значение K, Mg, S, C, Fe, Al, Si для почвы. 59 28. Тепловые свойства почв; тепловые свойства различных почв (суточные изменения, изменения температуры почвы на различных глубинах у разных почв). 29. Тепловые свойства почв; влияние на температуру почвы её покрова. 30. Тепловые свойства почв; влияние цвета почвы, положения наклона почвы на её нагревание. 31. Тепловые свойства почв; теплопроводность, излучение и поглощение тепла почвой. 32. Тепловые свойства почв; теплоёмкость почвы и её компонентов. 33. Почвенные растворы. Кислотность почв в растворах и суспензиях. 34. Воздушный режим почвы. Почвенный воздух. 35. Влажность почвы. Влияние леса на водный режим почвы. 36. Обменная абсорбция в почве. Ёмкость поглощения, энергия поглощения. 37. Поглощение почвой газов и жидкостей. Понятие о механическом, физическом, химическом и биологическом поглощении. 38. Водные свойства почвы. Просачивание воды в почве. 39. Водные свойства почвы. Передвижение воды в почве. 40. Водные свойства почвы. Влагоёмкость и водоподъёмная способность почвы. 41. Водные свойства почвы. Влагоёмкость почвы и формы нахождения воды в почве. 43. Водные свойства почв: испарение влаги почвой и факторы, влияющие на испарение. 44 Водные свойства почв: водный режим и пути поступления воды в почву. 45. Физические свойства почв; твёрдость почвы. 46. Физические свойства почв; границы текучести и клейкости, связность почв. Зависимость вязкости, текучести и клейкости от содержания гумуса. 60 47. Физические свойства почв; границы текучести и клейкости, скатывания, пластичность почвы. 48. Физические свойства почв; воздухопроницаемость почвы. 49. Физические свойства почв; порозность почвы. 50. Физические свойства почв; удельный вес почвы. 51. Систематика и номенклатура почв. Почвы России (почвы тундровой зоны). 51. Почвы России (почвы лесостепи). 52. Почвы России (почвы степи). 53. Закономерности территориального распределения почв. Почвы Нижегородской области. 54. Почвы России (почвы лесной зоны). 61 РЕКОМЕНДУЕМАЯ УЧЕБНАЯ И НАУЧНАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. Абдурахманов Г.М., Криволуцкий Д. А., Мяло Е.Г., Огуреева Г.Н. Биогеография: Учеб. для студ. вузов. – М.: Академия, 2003. – 474 с. 2. Атлас почв СССР. – М.: Колос, 1975. 3. Белобородов, В.П. и др. География почв с основами почвоведения: Учеб. пособие для студ. пед. вузов. – М.: Издательский центр Академия, 2004. – 352 с. 4. Вахненко Д.В., Гарнизоненко Т.С., Колесников С.И. Биология с основами экологии: Учебник для вузов / Под общ. ред. проф. В.Н. Думбая. – Ростов н/Д: Феникс, 2003. (серия «Высшее образование») – 512 с. 5. Вильямс. В.Р. Почвоведение. Земледелие с основами почвоведения. – М.: Сельхозгиз, 1949. – 579 с. 6. Воронин А.Д. Основы физики почв. – М.: Изд-во Моск. ун-та. 1986. 7. Генезис и свойства пахотных почв Нечерноземья: Сборник научных трудов. – Горький.: ГСХИ, 1989. – 136 с. 8. Глинка К.Д. Почвоведение.– М.–Л.: Гос. Сельскохоз. изд-во, 1931. – 612 с. 9. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Экологические функции почвы. – М., 1986. – 136 с. 10. Докучаев В.В. Соч. Т. IV. – М.-Л. Изд-во АН СССР, 1950. – 849 с. 11. Докучаев В.В. Избранные сочинения. Т. 1-3. – М.: Сельхозгиз., 1955. 12. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. – М.: 1989. – 176 с. 13. Калесник С.В. Краткий курс общего землеведения. Государственное изд-во географической литературы. – М.: 1957. – 264 с. 62 14. Каменский А.А., Ким А.И. и др. Биология. Высшее образование. – М.: Слово: ЭКСМО, 2003. – 640 с. 15. Классификация и диагностика почв СССР. – М.: Колос, 1977.– 345 с 16. Классификация почв России. – М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 2000. – 243 с. 17. Ковда В.А. Основы учения о почвах. Т 1 и 2. – М.: Наука, 1973. – 547 с. 18. Ковриго В.П., Кауричев В.С., Бурлакова Л.М. Почвоведение с основами геологии – М.: Колос, 2000. – 729 с. 19. Кормилицин В.И., Цицкишвилли М.С., Яковлев Н.И. «Основы экологии», М.: Интерстиль, 1977. – 368 с. 20. Краткая географическая энциклопедия в 4-х томах Главн. ред. А.А. Григорьев – М.: Сов. энциклопедия, 1960. 21. Криволуцкий Д.А. Животный мир почвы. – М.: Знание, 1969.– 83 c. 22. Мамонтов С.Г., Захаров В.Б. Общая биология: Учебник для студентов средних спец. уч. заведений. – М.: Высшая школа; 2004 – 317 с. ил. 23. Моисеев Н.Н. Человек и биосфера, – М., 1990. – 175 с. 24. Муха В.Д., Картамышев Н.И., Муха Д.В. Агропочвоведение /Под ред. В.Д. Мухи. – М.: КолосС, 2003. – 528 с. 25. Никитин Б.А. Плодородие почвы, его виды и методы оценки. – Горький, 1981. – 84 с. 26. Никитин Б.А. Окультуривание пахотных почв Нечерноземья и регулирование их плодородия. – Л., 1986. – 277 с. 27. Орлов Д.А., Малинина М.С., Мотузова Г.В. и др. Химическое загрязнение почв и их охрана. – М.: Агропромиздат, 1991. – 303 с. 28.. Кауричев К.С., Панов Н.П., Розов Н.Н. и др. Почвоведение /Под ред. И.С. Кауричева. – М.: Агропромиздат, 1989. – 719 с. 29. Почвоведение. /Под ред. А.С. Фатьянова и С.Н. Тайчинова– М.: Колос, 1972. – 480 с. 63 30. Почвоведение. Ч. 1 и 2. / Под ред. В.А. Ковды и Б.Г. Розанова –М.: Высшая школа, 1988. 31. Практикум по почвоведению. /Под ред. И.С. Кауричева. – М.: Агропромиздат, 1986 – 236 с. 32. Почвы Горьковской области. Волго-Вятское кн. изд-во. 1978 – 192 с. 33. Роде А.А., Смирнов В.Н. Почвоведение. – М.: Высшая школа, 1972. – 480 с. 34. Розов Н.Н., Строганова М.Н. Почвенный покров мира. - М.: МГУ, 1979. –267 с. 35. Савцова Т.М. Общее землеведение: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений., – М.: Академия, 2003. – 416 с. 36. Сибирцев Н.М. Почвоведение. Избр. Соч. Т 1. М., 1951. – 472 с. 37. Современные физические и химические методы исследования почв. / А.Д. Под ред. Воронина, Д.С. Орлова – М.: 1987.– 303 с. 38. Толковый словарь по почвоведению. – М.: 1975. – 543 с. 39. Энциклопедический словарь географических терминов Главн. ред. С.В. Калесник – М.: Сов. Энциклопедия, 1968. – 439 с. 64 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Современное состояние учения о почве и его отдельных отраслей позволяет студенту, обучающемуся по специальности: 013400 – Менеджмент и маркетинг в природопользователь природопользовании, при изучении курса квалификация эколог– почвоведения получить теоретические знания о почве, её генезисе, функционировании и эволюции. В результате практических занятий, на которых студенты подробно знакомятся с отдельными, наиболее важными прикладными вопросами почвоведения, происходит формирование представления о почве как особом природном образовании, обладающем уникальным свойством – плодородием. Почва, являясь результатом компонентов взаимодействия Биосферы, в абиотического значительной мере и биотического обеспечивает её функционирование и эволюцию. Почва как компонент биосферы не может оставаться в неизменном, стационарном состоянии. Огромное влияние на состояние почвенного покрова в современных условиях оказывает производственно–хозяйственная деятельность человека, причём не всегда наблюдается рациональное использование почвы, её плодородия, восстановление которого невозможно достичь быстрыми темпами в короткие сроки. Именно по этой причине одна из главных задач, решаемых в курсе изучения почвоведения – показать роль и значение почвы для обеспечения жизни всех живых организмов на суше, в том числе и самого человека. Настоящее учебно-методическое пособие позволяет правильно ориентироваться в имеющейся литературе при подготовке к практическим занятиям, получить дополнительные знания по некоторым разделам и отдельным темам. Приведённый список учебной и научной литературы позволяет получить необходимые знания не только по изучаемым темам, а также дополнительные сведения по агрохимии, агропочвоведению, земледелию и другим практическим и теоретическим вопросам. 65 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение…………………………………………………………………………...3 Практические занятия ……………………………………………………………6 Общие указания.…………………..………………………………………..6 Занятие 1 Выветривание и климат………………………………..……….8 Занятие 2. Легкоподвижные продукты почвообразования распределение и круговорот…………………………………22 Занятие 3. Классификация почв по механическому составу…………..23 Занятие 4. Минералогический состав почвенного скелета и мелкозёма……………………………………………..…….24 Занятие 5. Макро-, микро и ультромикроэлементы почвы…………….31 Занятие 6. Методы определения физических свойств почвы………….32 Занятие 7. Живые организмы почвы и их роль в почвообразовании и функционировании почвы…………...37 Занятие 8. Современная классификация почв…………………………..38 Занятие 9. Почвы России и Нижегородской области…………………..57 Вопросы для самоподготовки по курсу дисциплины «Почвоведение»……...58 Рекомендуемая учебная и научная литература…………………………………62 Заключение………………………………………...……………………………..65 Приложения………………………………………………………………………67 66 ПРИЛОЖЕНИЕ Таблица 1 СООТНОШЕНИЕ ГЛИНА : ПЕСОК В РАЗЛИЧНЫХ ПОЧВАХ Глина (< 0,01 мм) : песок (> 0,01 мм) (частей) 1 : 0,5 – 1 1 : 2 –3 1:4 1 : 5 –6 1 : 7 – 10 1 : 11 - 30 Название почвы Глинистая почва Тяжёлый суглинок Средний суглинок Лёгкий суглинок, суглино-супесь Супесь Глинистый песок Таблица 2 СРАВНЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОЧВ Кол-во глины (< 0,01 Песчаная пыль (0,1мм) 0,01мм) Почва А 6,44 7,37 Почва В 5,97 70,47 Соотношение глина/песок А = 1:14,5; В = 1:15,8 Группы: А – лессовидный суглинок В – глинистый песок Вариант Песок (0,13мм) 86,19 23,56 Таблица 3 СОДЕРЖАНИЕ СОЕДИНЕНИЙ АЗОТА В ПОЧВАХ РАЗНОГО ГЕНЕЗИСА (слой 0-20 см), кг/га Форма N Весь N Азот аминогрупп Аммонийный азот (NH4+) Азот аминосахаров Негидролизуемый азот ДерновоТипичный Серозём подзолистая почва чернозём 3560 (100 %) 9890 (100 %) 3420 (100 %) 425 1010 400 500 1040 650 400 670 220 1080 (30 %) 4340(40-45 %) 1400 (40 %) 67 Таблица 4. УДЕЛЬНЫЙ ВЕС НЕКОТОРЫХ МИНЕРАЛОВ, г/см3 Название минерала Кварц Ортоклаз Плагиоклазы Каолинит Удельный вес 2,65 2,54 – 2,57 2,67 – 2,74 2,6 – 2,63 Таблица 5 УДЕЛЬНЫЙ ВЕС НЕКОТОРЫХ ТЯЖЁЛЫХ МИНЕРАЛОВ (> 3-4 г/см3) Название минерала Мусковит (калиевая слюда) Биотит Роговые обманки и авгиты (Al) Гранаты Лимонит (Fe) Турьит (Fe) Удельный вес 2,76 – 3,0 2,7 – 3,1 2,9 – 3,4 3,15 – 4,3 3,5 – 3,95 3,54 – 3,74 Таблица 6 ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ МИНЕРАЛОВ НА УДЕЛЬНЫЙ ВЕС ПОЧВЫ, (г/см3) Почва Тяжёлый подзолистый суглинок Средний подзолистый суглинок Лёгкий подзолистый суглинок Чернозём с 10,3 % гумуса Чернозём с меньшим количеством гумуса Удельный вес 2,65 2,65 2,64 2,37 2,4 – 2,5 68 Таблица 7 ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОЧВЫ (чернозёмные почвы Рязанской области, по анализу Трусова) Горизонт почвы Диаметр частиц Тяжёлые минералы, уд. вес, (г/см3) >3,2 А С А С >0,25 0,05-0,01 ПолевоКварцевая шпатогруппа товая группа 3,2-2,79 2,79-2,67 2,67-2,6 0,97 0,90 3,89 5,42 0,97 3,60 90,18 89,56 2,66 0,3 0,24 2,6-2,5 Более лёгкие минералы 2,5-2,4 1,7 3,78 96,11 94,34 <2,4 0,36 0,03 Таблица 8 Минералы и сростки с уд. весом ≈ 2,7 Кварцевополевошпатов ая группа Группа с преобладание м полевого шпата Более лёгкие ингредиенты 1 2 3 4 № 1. Супесь 5 6 7 2 мм 1 мм 0,5 мм 0,25 мм среднее 1,31 0,51 0,85 1,16 0,96 2,85 1,53 0,61 0,77 1,44 70,17 77,69 85,27 78,94 78,01 12,93 10,25 7,85 8,98 10,00 9,43 6,92 4,90 5,68 6,73 – 1,29 0,71 1,55 0,90 – 9,61 5,79 – – – – – Кварцевая группа Название почв и размер зёрен Тяжёлые минералы ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОЧВЫ (псковские почвы) № 2 Лёгкий суглинок 2 – 1 мм 1 – 0,5 мм 0,5 – 0,25 мм среднее 8,54 0,77 4,55 4,62 34,615 2,30 15,85 17,58 56,41 85,38 80,15 73,98 – – – – № 3 Глинисто-гравельный песок 2 – 1 мм 1 – 0,5 мм 0,5 – 0,25 мм среднее 1,91 0,34 0,394 0,88 3,35 1,04 1,37 1,92 56,93 67,70 95,36 73,33 23,92 18,05 – 13,99 13,40 12,84 2,26 9,5 1,43 – – 0,48 69 1 2 2 – 1 мм 1 – 0,5 мм 0,5 – 0,25 мм среднее 0,7 2,27 0,735 1,235 № 4 Суглино-супесь 3 4 5 4,16 3,40 2,94 3,50 76,38 80,68 82,14 79,73 12,5 11,36 10,50 11,15 6 7 – – – – 5,55 3,40 1,47 3,47 – – – – – – – – 0,326 0,081 – – – – – – – – – – – – № 5 Лёгкий суглинок 2 – 1 мм 1 – 0,5 мм 0,5 – 0,25 мм 0,25– 0,05 мм среднее 1,40 0,64 0,99 0,65 0,92 3,73 1,92 0,82 0,326 1,70 65,19 74,35 86,40 86,27 79,04 26,16 18,05 11,27 10,15 16,48 № 6 Средний суглинок 2 – 1 мм 1 – 0,5 мм 0,5 – 0,25 мм среднее 1,10 1,11 1,14 1,12 6,54 1,92 1,51 3,32 70,0 51,11 81,06 77,39 22,83 16,66 17,04 18,84 № 7 Тяжёлый суглинок 2 – 1 мм 1 – 0,5 мм 0,26 0,61 5,98 4,36 69,82 74,03 23,93 20,96 70 71 72 Таблица 11 ПЕРВИЧНЫЕ МИНЕРАЛЫ ИЛОВАТЫХ ЧАСТИЦ (исследования ила ледникового мергеля Лауфера и Ваншаффе в солянокислой вытяжке) Первичные минералы Al2O3 Fe2O3 K2O Na2O MgO Валовый состав,% 16,64 6,38* 3,38 2,38 1,15 Вытяжка,% 1,60 0,75 0,08 следы 0,48 *– железо находится главным образом в виде закиси Таблица 12 АБСОЛЮТНЫЙ И КАЖУЩИЙСЯ ВЕС ПОЧВЫ Почва Грубозернистая песчаная почва Тонкозернистая песчаная почва Подзолистый лёссовидный суглинок Болотная песчаная почва Болотная иловато-суглинистая почва Чернозём полтавский Абсолютный вес (г/л) 1800 1660 1240 Кажущийся удельный вес 1,8 1,66 1,24 1160 1150 1,16 1,15 1095 - 1183 1,095 – 1,183 Таблица 13 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРОЗНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ПОЧВ (по данным Шварца) % Почва Болотная почва Песок Суглинок Глина Порозность 84,0 39,4 45,1 52,7 73 Таблица 14 ПРОНИЦАЕМОСТЬ ПОЧВЫ (по данным Ренка) Состав Тонкий песок Средний песок Грубый песок Тонкий хрящ Средний хрящ Размер зёрен, мм < 0,3 0,3 – 1 1–2 2–4 4-7 Объём пор 55,5 55,5 37,9 37,9 37,9 Давление воды, мм 20 20 20 20 20 Относительная проницаемость 1 84 961 5195 11884 Таблица 15 ГРУППИРОВКА ПОЧВ ПО СТЕПЕНИ СОЛОНОВАТОСТИ По Н.Г. Зырину, Д.С. Орлову рNa измерение в Степень водной солонцеватости суспензии >3 Несолонцеватые По Л.А. Чаусовой рNa измерение в водной суспензии >3 2,4 – 3,0 Слабосолонцеватые 2,6 – 3,0 1,5 – 2,4 Среднсолонцеватые 1,85 – 2,6 < 1,5 Солонцы < 1,85 Степень солонцеватости Несолонцеватые Остаточносолонцеватые Средне- и сильносолонцеватые Солонцы Таблица 16 ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МИНЕРАЛОВ, ВЗЯТЫХ В КАЧЕСТВЕ «Коллоидного ила» НА ПЛАСТИЧНОСТЬ ПОЧВЫ Минерал Биотит Тальк Хлорит Каолин Гематит Мусковит Лимонит Ортоклаз Кварц Граница текучести 85 76 72 63 36 91 36 39 35 Граница скатывания 53 48 47 43 20 77 27 Нет Нет Величина пластичности 32 28 25 20 16 14 9 0 0 74 Таблица 17 ГРАНИЦЫ ТЕКУЧЕСТИ И СКАТЫВАНИЯ; ПЛАСТИЧНОСТЬ РАЗНЫХ ПОЧВ (поАттербергу), весовые % Граница Граница текучести скатывания 1-й класс пластичности Силурийская глина Оланда 67 40 Анциловая глина Упсалы 57 30 Ледниковая глина Bergqvara 51 26 Межморенная глина Кальмара 44 23 Послеледник Saltkallan 42 25 2-й класс пластичности Пресноводная глина Nygarde 52 37 Почва Mariberg 42 30 Почва Akerstad 31 21 3-й класс пластичности Почва Hard 58 52 Почва Waholm 64 58 Почва Lomma 27 21 Не пластичные Почва Moholm 31 30 Почва Величина пластичности 27 27 25 21 17 15 12 10 6 6 6 1 Таблица 18 ГРАНИЦЫ ТЕКУЧЕСТИ И КЛЕЙКОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ПОЧВ, весовые % Граница текучести 1-й класс пластичности Силурийская глина Оланда 67 Анциловая глина Упсалы 57 Ледниковая глина Bergqvara 51 2-й класс пластичности Почва Akerstad 31 Почва Mariberg 42 3-й класс пластичности Почва Hard 58 Почва Waholm 64 Почва Lomma 27 Не пластичные Почва Moholm 31 Почва Kuntstorp 35 Почва Граница клейкости Разница 44 45 35 - 23 - 12 - 16 31 37 0 -5 73 77 35 + 15 + 13 +8 41 41 + 10 +6 75 Таблица 19 ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ ЧАСТИЦ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ ВДВИГАНИЮ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ШТИФТА (по данным Баггера) Минерал Величина частиц, мм 0,05 – 0,01 0,05 – 0,01 0,05 – 0,01 0,05 – 0,01 Кварц Ортоклаз Каолин Биотит Величина нагрузки, г 5,7 7,6 12,1 558,0 Таблица 20 ТВЁРДОСТЬ НЕКОТОРЫХ ПОЧВ (по Аттербергу) Почва Ледниковый суглинок Суглинистая почва Лёсс из Вены Грубопесчаная почва Тонкопесчаная почва Число твёрдости 28 16 16 3 2 Число пластичности 0 0 0 0 0 Таблица 21 ЗАВИСИМОСТЬ НАИБОЛЬШЕЙ ВЛАГОЁМКОСТИ ОТ МЕХАНИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОЧВЫ Размеры зёрен, мм 0,010 – 0,071 0,071 – 0,114 0,114 – 0,171 0,171 – 0,250 0,250 – 0,500 0,5 – 1,0 Величина влагоёмкости объёмной, % весовой, % 44,90 32,05 44,46 32,05 42,30 28,87 40,20 25,99 38060 24,67 37,10 22,95 76 Таблица 22 ВЛИЯНИЕ КОЛЛОИДНЫХ ЧАСТИЦ НА ВЛАГОЁМКОСТЬ (подзолистый суглинок Московской обл., по данным Качинского) Генетический подгоризонт и глубина А1 (1 –10 см гумусов) А1 – А2 (10 – 18 см) В1 (36 –46 см) В2 (65 – 75 см) Полная (весовая) влагоёмкость абсолютно сухой почвы, % 63,7 34,1 24,6 19,8 Таблица 23 ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ВЛАГОЁМКОСТЬ ПОЧВ С РАЗНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ГУМУСА (данные Ульриха) Почва Суглинок Супесь Гумусовая почва Количество удержанной воды (% от воздушно сухой почвы) 00 100 200 300 46,75 45,93 45,18 44,62 25,15 24,65 23,93 23,34 47,50 48,51 49,90 50,53 Таблица 24 ЗАВИСИМОСТЬ ВЫСОТЫ И СКОРОСТИ ПОДНЯТИЯ ВОДЫ ОТ МЕХАНИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОЧВЫ (Мейстер, деления 1/2000 фута,в опыте трубка однофутовая) Почва Глинистая почва Песчаная почва Кварцевый песок 30 мин 340 450 440 Высота поднятия воды через 5час. 30 6 час. 30 21 час. 30 мин. мин. мин. 1100 1150 2000 620 660 900 920 970 1170 77 Таблица 25 ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ ПОЧВЫ НА ВЫСОТУ ПОДНЯТИЯ ВОДЫ (данные Вольни) Время наблюдения 20.01 8 час 30 мин. 20.01 10 час. 30 мин. 21.01. 8 час. 26.01. 8 час. 31.01. 8 час. 05. 02. 8 час. 10. 02. 8 час. 15. 02. 8 час. 20. 02. 8 час. 25. 02. 8 час. 01.03. 8 час. Высота поднятия воды, см СУГЛИНОК Порошковатый Комковатый 4,6 5,0 15,0 3,1 43,0 13,9 77,9 22,0 86,0 26,0 92,8 29,0 99,0 31,0 104,0 33,0 110,4 35,0 115,9 36,3 120,0 37,5 Таблица 26 ВЛИЯНИЕ ВЛАЖНОСТИ ПОЧВЫ НА СКОРОСТЬ ПОДНЯТИЯ ВОДЫ, см (данные Вольни) Время наблюдения 05. 01. - 8.45 05.01 – 9.45 05.01 – 12.45 06. 01. 8 00 07. 01. 8 00 08. 01. 8 00 09. 01. 8 00 10. 01. 8 00 Высушенная при 1000 С 1,0 4,2 10,4 23,9 30,8 39,8 52,0 60,6 Скорость поднятия воды Воздушно5,07 % 7,96 % сухая воды* воды** 1,5 2,2 6,5 6,8 6,9 14,0 15,6 15,5 25,1 36,5 36,7 52,0 51,4 51,6 66,5 60,7 60,9 76,5 69,2 69,6 83,4 76,2 76,7 90,7 9,55 % воды** 6,8 15,6 28,0 54,7 68,5 77,3 84,5 91,6 * – соответствует максимальной гигроскопичности данной почвы ** – величины находятся в пределах максимальной молекулярной влагоёмкости 78 Таблица 27 ВЛАЖНОСТЬ РАЗНЫХ ГОРИЗОНТОВ ПОЧВЫ, % (данные Качинского) Подгоризонт и глубина взятия пробы А1 0 – 20 см А2 20 – 31 см 70,3 34,9 3,8 3,2 7,6 6,4 Показатель Полная влагоёмкость Максимальная гигроскопичность Удвоенная максимальная гигроскопичность Абсолютная влажность Физиологически усвояемая вода Абсолютная влажность в %% от полной влагоёмкости 23,2 15,6 21,9 15,5 33,1 62,6 Таблица 28 РАСПРЕЛЕНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ УСВОЯЕМОЙ РАСТЕНИЯМИ ВОДЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МЕСТА ВЗЯТИЯ ПРОБ, % (данные Качинского) Подгоризонт и глубина взятия пробы А0 – 5-8 см А1 - 15 см А2 – 23 см В1 – 40 см В2 – 70 см В3 – 100 см Подошва склона Середина склона 8,0 8,4 11,3 4,8 2,3 -1,6 6,1 4,6 7,2 1,3 1,2 -2,1 Вершина склона. Залежь 5,3 5,0 5,4 2,9 0,1 5,4 Вершина склона. Лес 3,4 3,5 6,9 3,8 7,2 5,4 79 Таблица 29 ТЕПЛОЁМКОСТЬ МИНЕРАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПОЧВЫ (по данным Ульриха) весовая теплоёмкость Минеральный элемент почвы Железный блеск Красный железняк Апатит Авгит Ортоклаз Роговая обманка Хлорит Биотит Кальцит Мусковит Вивианит Теплоёмкость 0,1627 0,1678 0,1833 0,1931 0,1941 0,1952 0,2046 0,2061 0,2067 0,2030 0,2372 Таблица 30 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОЁМКОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ПОЧВ (по данным Сабинина) Почва (глубина указана в вершках) Лёссовый чернозём, 1-4 Лёссовый чернозём, 4-8 Лёссовый чернозём, 8-12 Лёссовый чернозём, 12-16 Серозём (район Баку) Краснозём (о. Куба) Краснозём Чаквы Теплоёмкость 0,2300 0,2131 0,2105 0,2087 0,2165 0,2357 0,2481 80 Таблица 31 ПОГЛОЩЕНИЕ ТЕПЛА РАЗЛИЧНЫМИ ПОЧВАМИ (данные Лоске) Почва Абсолютное поглощение Торфяная почва Красно-бурый песок Жёлто-красная глина Светлосерая глина Мелкий песок Грубый песок Луговая известь 24,40 22,65 21,00 20,00 20,75 20,50 19,77 Относительное поглощение, % 100,00 92,78 80,07 81,97 85,04 84,02 77,90 Таблица 32 ОБОРОТ ТЕПЛА ЗА ГОД В СЛОЕ ДО 260 СМ ГЛУБИНОЙ (по вычислениям Любославского) Покров почвы Обнажённая почва Покрытая почва Показатель 2347,6 грамм калор/см2 1822,9 грамм калор/см2 Таблица 33 СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬЮ СНЕГА И КОЭФФИЦИЕНТОМ ЕГО УПЛОТНЕНИЯ (по данным Абельса) Плотность снега 0,05 0,20 0,40 0,50 0,90 Коэффициент теплопроводности (калорий см/мин) 0,0010 0,0162 0,0650 0,1015 0,3289 81 Таблица 34. НАСТУПЛЕНИЕ ДНЕВНЫХ МАКСИМУМОВ И МИНИМУМОВ (по данным Хомена) Гранит Максимум Минимум 14,00 час. 16,00 час. Песчаная почва Болотная почва На поверхности 13 час 7 мин. 13 час. 28 мин. 16 час. 7 мин. 16 час. 43 мин. Воздух 15 час 16 час. 33 мин. Таблица 35 ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ, 0С (данные Любославского)* Месяц Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь Среднегодовая 0,0 -8,03 -8,81 -4,73 3,81 14,04 20,46 20,85 15,11 8,82 3,89 -1,57 -6,51 4,78 0,1 -7,34 -8,00 -4,46 2,96 12,11 17,76 19,23 15,07 8,95 4,83 -0,63 -5,59 4,57 Глубина, м 0,2 0,4 -6,08 -4,18 -6,93 -5,19 -3,72 -2,93 2,23 1,00 11,17 9,06 17,12 15,29 19,00 17,51 15,30 14,82 9,31 9,69 4,91 5,72 0,59 1,97 -3,97 -1,87 4,91 5,07 0,8 -1,19 -2,32 -1,57 0,21 6,17 12,17 14,87 13,87 10,02 6,85 3,78 0,90 5,31 1,6 2,25 1,35 0,87 0,86 4,09 8,32 10,76 11,36 10,12 8,02 5,96 3,91 5,66 * - средние температуры за 15 лет обнажённой почвы 82 Таблица 36 ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ, 0С (станция Орловка, Воронежская область)* Месяц Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь Среднегодовая 0,0 -7,1 -10,9 -0,2 14,8 17,4 21,8 23,3 25,6 17,2 5,9 2,9 -2,3 9,0 0,1 -,07 -1,9 -0,7 10,6 12,9 17,3 20,2 21,9 16,0 6,1 3,8 0,3 8,9 0,2 0,0 -1,4 0,5 9,7 12,3 16,5 19,4 21,2 16,6 7,2 4,7 1,2 9,0 Глубина, м 0,4 1,1 0,3 0,5 7,8 11,0 14,9 17,7 19,7 16,5 8,8 6,0 2,7 8,9 0,8 2,2 1,6 1,2 6,1 9,4 12,9 15,4 17,6 16,3 10,6 7,6 4,5 8,8 1,6 4,3 3,5 2,8 4,4 7,3 10,0 12,2 14,3 14,8 12,2 9,0 7,3 8,5 3,2 6,7 5,9 5,2 4,8 5,8 7,2 8,7 10,3 11,5 11,6 10,4 9,1 7,9 Таблица 37 ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ, 0С (данные Чаянова, Темирское опытное поле)* Месяц Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь Среднегодовая 0,0 -16,4 -17,2 -11,9 -0,5 15,4 26,6 29,2 25,7 18,7 3,2 -3,6 -12,4 4,7 0,1 -11,6 -8,6 -7,7 -0,9 13,4 21,6 24,0 22,2 16,6 3,0 3,3 4,4 5,4 0,2 -10,7 -7,8 -7,3 -1,3 12,0 19,9 22,5 21,1 16,7 4,4 -2,0 -2,9 5,4 Глубина, м 0,4 -8,4 -6,3 -6,2 -1,8 10,0 17,5 21,1 20,4 17,2 6,6 -0,1 -1,4 5,7 0,8 -5,8 -4,5 -4,8 -2,1 7,1 14,1 18,7 18,9 17,1 9,0 2,5 0,4 5,9 1,6 -0,5 -1,2 -1,6 -0,8 3,2 9,0 14,0 15,5 15,5 11,7 6,5 3,6 6,3 3,2 5,8 4,2 3,2 2,4 2,5 4,6 7,5 9,7 11,1 11,4 10,0 8,0 6,7 83 Таблица 38 ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ РАЗНЫХ ПОЧВ ОДНОЙ ЗОНЫ (данные Келлера, окрестности Краснармейска) Почва Корково-столбчатый солонец Солонцеватый бурый суглинок Темноцветная почва западин Глубина наблюдений, см 32-36 31,5-35,5 31,2-35,2 Температура (16 час.),0С 20,3 19,2 16,3 Таблица 39 ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ РАЗНЫХ СОЛОНЧАКОВЫХ ПОЧВ (данные Келлера) Глубина наблюдений, см Мокрый солончак, менее влажный 31,2-35,2 Мокрый солончак, более влажный 31,8-35,8 Мокрый солончак, наиболее влажный 31,2-35,2 Почва Температура (13 час.),0С 17,9 16,3 16,0 Таблица 40 ЗАВИСИМОСТЬ МЕЖДУ КОЛИЧЕСТВОМ ВЫДЕЛЯЕМОГО ПОЧВОЙ ТЕПЛА И СОДЕРЖАНИЕМ ГЛИНЫ В ПОЧВЕ (опыт Мюнца и Годешон) Содержание глины (%) Выделение тепла, кал/кг 1,9 8,3 12,3 18,1 30,2 36,8 0,9 1,9 2,4 3,9 4,9 6,6 84 Таблица 41 ЗАВИСИМОСТЬ МЕЖДУ КОЛИЧЕСТВОМ ВЫДЕЛЯЕМОГО ПОЧВОЙ ТЕПЛА И КОЛИЧЕСТВОМ ПОГЛОЩЁННОЙ ПОЧВОЙ ВОДЫ Показатель Выделение тепла, кал/кг Вода, поглощённая почвой из воздуха, % песчаная Тип почвы глинистый суглинистая нанос глина глина 0,95 3,28 4,84 6,84 15,20 1,22 3,23 4,90 12,12 17,90 Таблица 42 СОСТАВ ПОЧВЕННОГО ВОЗДУХА (по Буссенго и Леви) Газ O2 N2 CO2 Содержание, % 10,35-20,03 78,8-80,24 0,74-9,74 Таблица 43 ЗАКОНОМЕРНОСТЬ В СОДЕРЖАНИИ СО2 ПО ВРЕМЕНАМ ГОДА (работы Фодора) Месяц Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь min min min min min min max max max max max max 1 6,5 6,8 7,0 9,9 11,5 14,5 15,8 12,8 10,9 9,8 8,4 8,1 Глубина, м 2 12,6, 12,2 12,8 14,9 16,1 21,5 22,8 20,7 19,3 15,0 13,8 12,6 4 25,0 24,8 24,7 27,7 27,2 29,2 35,9 32,6 31,4 29,4 26,5 25,8 85 Таблица 44 ВЫТЕСНЕНИЕ БАРИЯ РАЗЛИЧНЫМИ КАТИОНАМИ (данные Гедройца) Валентность вытесняющего катиона Вытесняющий катион Одновалентный катион Двухвалентный катион Трёхвалентный катион LiCl NH4Cl NaCl KCl RbCl MgCl2 CaCl2 CdCl2 CoCl2 AlCl3 FeCl3 Вытеснено из почвы %% от веса мг-экв/100 г почвы почвы 0,522 3,8 0,886 6,5 0,625 4,5 0,932 6,8 1,062 7,8 1,058 7,7 1,400 10,2 1,505 11,0 1,545 11,3 2,291 16,7 2,492 18,7 Таблица 45 ЭНЕРГИЯ ОБМЕНА Н+ ИЗ НАСЫЩЕННОЙ БАРИЕМ ПОЧВЫ, % (данные Гедройца растворы 0,1 н) Вытесняющий раствор NaCl (0,1н) CaCl2 (0,1н) HCl (0,1н кислота) Вытеснено из почвы бария (в % % от веса почвы)% 0,041 0,165 0,706 86 Таблица 46 ЗАВИСИМОСТЬ СОДЕРЖАНИЯ СО2 ОТ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА, НАПРАВЛЕНИЯ И СИЛЫ ВЕТРА, % (данные Гензеле)* Почва Кварцевый песок с Известковый песок конским навозом с конским навозом Влажность, % Влажность, % 8 16 8 16 Горизонтально 80,2 84,4 60,8 79,6 85,3 88,0 70,0 84,6 90,1 92,6 76,0 89,0 92,0 96,0 84,2 91,3 0 Под углом в 30 к поверхности почвы 76,6 78,6 56, 74,2 80,0 82,0 60,2 80,4 85,4 85,0 68,4 84,3 90,5 93,0 80,2 88,0 Скорость и угол направления ветра относительно поверхности почвы 12 м/сек 9 м/сек 6 м/сек 3 м/сек 12 м/сек 9 м/сек 6 м/сек 3 м/сек * - в % от общего содержания почвенного воздуха 87 Таблица 9 ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДЮННЫХ ПЕСКОВ (исследования Фогель фон Фалькенштейна и Шнейдерхöн) Материнская порода С Фракции по уд. весу Сумма отдельных минералов С А Содержание, % 12,86 Са 9,16 11,84 10,62 К 2,93 2,84 0,11 0,06 Mg 0,37 0,35 и Fe 0,03 0,04 1 0,41 3,18 1,53 – 2 2,80 2,11 1,40 – 3 9,55 6,40 – – 4 0,10 0,15 – 0,11 5 –* – – – 6 – – – – – – – – 0,25 0,12 Авгит – – – – 0,03 Руды – – – – – 0,28 0,28 Апатит – – – – 0,06 – 0,06 Гранат Титанит Мусковит и биотит Кварц – – – – – – – 0,18 0,03 – – – – – – – Плагиоглаз Ортоклаз Микроклин Хлорит Роговая обманка – 7,74 63,55 Почвенные горизонты А 1 0,57 5,42 – – 2 4,03 5,11 – – 3 4,54 – – – 4 0,02 0,09 – 0,06 – – – – – – – – 0,26 – – – – 0,03 – – – – 0,18 0,03 0,17 0,03 – – – – – – – – 5 – – – – 0,2 3 0,0 4 – 0,0 3 – – 0,02 0,02 0,02 – – – 0,02 – – – 71,29 100,00 – – – Р Сумма 76,42 2,18 21,82 51,12 100,00 6 – – – – 0,12 – 0,26 – 0,17 0,03 *«–» - фракция отсутствует либо содержится в микроколичествах, 88 Таблица 10 ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ИЛОВАТЫХ ЧАСТИЦ ПОЧВЕННОГО МЕЛКОЗЁМА (данные Пухнера) На лёссе На третичной глине Размер Почва частиц Химические соединения, входящие в состав иловатых частиц SiO2 Al2O3 Fe2O3 Mn3O4 CaO MgO K2O Na2O P2O5 Гумус Сумма 0,01 87,51 1,63 2,49 следы следы 0,39 4,14 2,35 0,03 0,74 99,28 0,005 72,08 15,20 5,14 0,70 следы 1,42 1,02 2,29 0,08 1,48 99,41 0,0015 63,22 20,48 8,95 1,10 0,04 1,08 0,12 2,01 0,08 2,00 99,08 <0,0015 51,05 27,76 12,50 3,65 следы 0,15 0,01 1,18 0,19 3,32 99,81 0,01 71,45 7,28 3,77 1,54 7,23 2,41 0,81 3,25 0,15 0,11 98,00 0,005 63,95 14,20 4,98 1,88 6,28 2,08 0,70 3,05 0,12 0,76 98,00 0,0015 59,40 19,41 6,86 1,94 4,09 1,45 0,67 3,02 0,17 0,89 97,85 <0,0015 50,23 29,97 9,85 2,79 3,39 1,19 0,56 2,48 0,03 1,97 102,46 89 Таблица 47 Классификация почв СССР (основные типы по «Классификации и диагностике почв СССР, 1977) Зональные экологические группы Био-физико-химические Генетические ряды почв по режиму увлажнения группы автоморфные полугидроморфные гидроморфные 0 Таёжно-лесные-северо и среднетаёжные – очень холодные, холодные – СТП 400–1200 С, ДМП 2–8, КУ 0,77– 1,33 и южнотаёжные – умеренно холодные и умеренно тёплые – СТП 1200–27000 С, ДМП 2–8, КУ 1,00–1,33 Фульватные кислые Подзолистые Болотно-подзолистые – Фульватные кислые Мерзлотно-таёжные Мерзлотно-таёжные – мерзлотные заболоченные Фульватно-гуматные Мерзлотно-таёжные – мерзлотные палевые Гуматно-фульватные Дерновоподзолистые – – Фульватно-гуматные Дерново-карбонатные Дерново-глеевые – Фульватные органогенные – – Болотные верховые Фульватно-гуматные – – Болотные низинные органогенные Бурозёмно-лесные умеренно холодные, умеренные, умеренно-тёплые и тёплые – СТП 1600-14000 С, ДМП 1–5, КУ 1,00–1,33 Влажно-луговые Фульватные кислые Бурые лесные (бурозёмы) Бурые лесные (глеевые) тёмные Фульватно-гуматные ненасыЛуговые – – щенные гумусированные чернозёмовидные тёмные Фульватные кислые Подзолисто-бурые Подзолисто-бурые лесные – оподзоленные лесные глеевые Фульватно-гуматные – – Болотные низинные органогенные 90 1 2 3 4 Лесостепные холодные, умеренно холодные, умеренные, умеренно тёплые и тёплые – СТП 800–44000 С, ДМП 1–8, КУ 0,77–1,00 и степные – умеренно тёплые, тёплые и очень тёплые – СТП 1600–44000 С, ДМП 1–8, КУ 0,44 – 0,77 Фульватно-гуматные поверхностно ненасыщенные Серые лесные Серые лесные глеевые Лугово-болотные гумусированные Гуматно нейтральные Чернозёмы Лугово-чернозёмные Луговые повышенно-гумусированные Гуматно-фульватные Солонцы луговоСолонцы* чернозёмноСолонцы чернозёмные солонцовые чернозёмные луговые Гуматно-фульватные – Солоди луговые Солоди лугово-болотные осолоделые Гуматно-фульватные Солончаки – – засоленные гидроморфные 0 Сухостепные умеренные, умеренно тёплые и очень тёплые – СТП 1600–4400 С, ДМП 1–8, КУ 0,22 – 0,44 Гуматные нейтральные и слаКаштановые Лугово-каштановые Луговые бощелочные гумусированные Гуматно-фульватные Солонцы Солонцы Солонцы каштановые солонцовые лугово-каштановые каштаново-луговые Гуматно-фульватные – Солоди луговые Солоди лугово-болотные осолоделые Гуматно-фульватные Солончаки – – засоленные гидроморфные 0 Полупустынные умеренно тёплые и тёплые – СТП 2100–3400 С, ДМП 1–8, КУ 0,12 – 0,22 Фульватно-гуматные Бурые полупустынные Лугово-бурые Луговые карбонатные 91 1 2 3 4 Гуматно-фульватные Солонцы луговоСолонцы полупустынные – солонцовые полупустынные Гуматно-фульватные Солончаки Солончаки автоморфные – засоленные гидроморфные 0 Пустынные очень тёплые, субтропические и субтропические жаркие – СТП 3400–7200 С, ДМП 0–5, КУ 0,12 Гуматно-фульватные Серо-бурые пустынные Луговые пустынные Луговые пустынные карбонатно-гипсовые Гуматно-фульватные Такыровидные пустынные Такыры – отакыренные Гуматно-фульватные засоленные Солончаки гидроморфные (пустынные) Полупустынные субтропические тёплые, субтропические и субтропические жаркие – СТП 3400–72000 С, ДМП 0–2, КУ 0,12 – 0,22 Гуматно-фульватные Серозёмы Лугово-серозёмные Луговые карбонатные Солончаки Фульватные засоленные Солончаки автоморфные – гидроморфные Солончаки автоморфные – Кустарниково-степные субтропические и субтропические жаркие – СТП 4400–72000 С, ДМП 0, КУ 0,22–0,44 Фульватно-гуматные гумусированные Серо-коричневые Лугово-коричневые луговые Ксерофитно-лесные субтропические – СТП 4400–56000 С, ДМП 0, КУ 0,44–1,00 Гуматные нейтральные Коричневые Лугово-коричневые повышенно гумусированные Влажно-лесные субтропические – СТП 4400–56000 С, ДМП 0, КУ 1,00–1,33 Луговые 92 1 Фульватные кислые ферраллитные Фульватные кислые феррисиликатные Фульватные кислысиаллитныее Фульватные кислые органогенные 2 3 4 Краснозёмы – – Желтозёмы Желтозёмы глеевые – Подзолисто-желтлзёмные Подзолисто-желтозёмные глеевые – – – Болотные низинные Примечания к таблице: СТП – сумма температур почвы выше 100 на глубине 20 см (по В.Н. Димо и Н.Н. Розову) ДМП – длительность отрицательных температур в почве на глубине 20 см в месяцах (по В.Н. Димо) КУ – коэффициент увлажнения по Г.Н. Высоцкому и Н.Н. Иванову Градация сумм температур почв выше 10 0 на глубине 20 см для характеристики их температурного режима: субарктические (0-4000С); очень холодные (400-8000С); холодные (800-12000С); умеренно холодные (1200-16000С); умеренные (1600-21000С); умеренно тёплые (2100-27000С); тёплые (2700-34000С); очень тёплые (3400-44000С); субтропические (4400-56000С); субтропические жаркие (0560-72000С). Солонцы* – по рядам увлажнения выделяются на уровне типа (автоморфные, полугидроморфные и гидроморфные), а по зональным признакам и свойствам – на уровне подтипа (солонцы чернозёмные, солонцы каштановые и т.п.). 93 94