История почвоведения. Докучаевский этап в истории почвоведения.
История почвоведения. Докучаевский этап в истории почвоведения.
Периоды в истории почвоведения:
1) Накопление знаний о почвах в процессе развития земледелия: От эпохи неолита (8-5тыс до н.э.) – до эпохи Возрождения (15-16век)
· Огородное земледелие -> пашенное
2) Период агропочвоведения (агрогеологии, агрохимии, агрономии): От эпохи возрождения до конца XIX века
· Почва изучалась только в утилитарных целях
· Средневековье закончилось вXIV-XV веках и наступила эпоха Возрождения с высоким уровнем культуры, науки.
· Началась эпоха Великих географических открытий: экспедиции Христофора Колумба, Васко Да Гамы, Магеллана.
· Мир расширился, стал сложнее, возросла необходимость в новых знаниях в области географии, астрономии, а вместе с тем появились новые представления о своеобразии растительного и животного мира.
В конце XVIII — начале XIX в. возникла АГРОНОМИЯ — наука о приемах обработки почв и выращивании культурных растений.
Агропочвоведение: Три направления учения о роли почвы в питании растений:
o Первое - француз Бернар Палисси - питание растений солями в почве
o Второе - голландец Ван-Гельмонт - теория питания растений водой.
o Третье - шведский ученый Валериус – теория питания растений содержащимся в почве органическим веществом - почвенным гумусом (+ Й.Я. Берцелиус)
Юстус Либих «Органическая химия в ее приложении к земледелию и физиологии» (1840 г.)
· Теория минерального питания растений
· Закон возврата
· Классификация растений по особенностям аккумуляции элементов питания (калиевые, кальциевые, кремниевые, азотные) – предвосхитил учение о биологическом круговороте
· Законы минимума, оптимума, максимума – важнейшие законы экологии
· Разработка теории и практики использования минеральных удобрений
· Три кита плодородия Либиха: N, P, K
3) Период становления почвоведения как самостоятельной естественно-исторической науки:
· С 80-х годов XIX века – до наших дней
Развитие науки о почве в России:
· История развития в России была связана с русским черноземом
· Славянские племена развивали земледелие в приграничной полосе, где степь соседствует с лесом
· В приграничной полосе расположены самые плодородные лесостепные черноземы, которые в наименьшей степени поражаются засухой
Грозный (1533-1584):
· Приказ по владению землей, содержащий сведения о количестве, качестве, расположении земельных участков
· Земли делили на 3 категории: добрые, средние, худые -> основы для бонитировки почв
Пётр I
· Научные основы земледелия
· Увеличение с/х культур (лён конопля, табак, овощные культуры)
· Создание Академии наук в СПб члены – иностранные ученые
· Первый русский академик – Ломоносов
Открытия Ломоносова в почвоведении:
· Теория растит-наземного генезиса почв в результате воздействия растительности на ГП
· Положение о генезисе верховых работ в результате последовательного нарастания вверх мха
· Мысль о генезисе осадочных ГП в результате выветривания массивных ГП и их переотложения
· Наличие в слоях земных погребенных почв и указание на их значение для восстановления эпох
· Обоснование губительности процессов эрозии для развития почв и их плодородия
· Описание большого географ. разнообразия почв–от северных болот до песков и солончаков пустыни
Вольное экономическое общество
· Во второй половине XIIIв. потребность в изучении почв для их использования в с/х значительно возросла
· 1765 – организация ВЭО (колыбель русского генетического почвоведения)
Почвоведение как научная дисциплина:
· Сформировалось в России в конце XIXв.
· Докучаев, Костычев, Сибирцев
Докучаев (1846—1903)
· Основоположник научного почвоведения, определивший его предмет и основные методы исследования
· Родоначальник геоботаники, лесоведения, экологии, зоологии почв жив, геохимии, ген. минералогии, биогеохимии, геоморфологии, четвертичной геологии, ландшафтного направления в физ. географии
· 1846 – рождение, с. Милюково, Смол губерния
· Окончил дух семинарию, СПб университет
· 1879 – защита магистрской диссертации «Способы прохождения речных долин Европ России»
· 1877-1881 – возглавил черноземную экспедицию
· 1883 – «Русский чернозем»
· 1890 – «Наши степи прежде и теперь»
· 1882 – Нижегородская земельно-оценочная экспедиция с группой студентов + Вернадский
· 1898-1899 – «Место и роль современного почвоведения в науке и жизни», «О зональности в минер. Царстве» «К учению о зонах природы»
Работы Докучаева:
· Новые представления о почве
· Выяснил происхождение, свойства, изменчивость и пределы распространения чернозема
· Создал сравнительно-геогр. метод исследования
СМОТРЕТЬ ВОПРОСЫ 10, 7, 9, 8, 11
7. Климат как фактор почвообразования
С климатическими условиями связаны: энергетика почвообразования, скорость и направление превращений органического вещества, тепловой и водный режимы почв, накопление запасов доступной растениям влаги, продолжительность промерзания почвы и наличие в ней вечной мерзлоты.
Основным источником энергии для почвообразования является солнечная радиация.Она многократно превышает все прочие источники тепла (тепло глубинных слоев Земли, энергию естественного радиоактивного распада элементов).
Энергия Солнца в почве расходуется на испарение и транспирацию влаги, выветривание минералов, аккумулируется в органическом веществе почвы.
Поступающее в почву количество энергии изменяется по географическим поясам:
в более теплом и влажном климате почвы имеют большую мощность и более развиты,
в холодных и сухих климатических условиях формируются маломощные почвы, минеральная часть которых мало отличается от исходных горных пород.
Роль теплового баланса почв:
| - · Отраженная солнечная радиация · Излучение почвой тепла · Поток тепла в почву · Конвективный нагрев приземного слоя атмосферы · Потери тепла на испарение и транспирацию | + · Прямая солнечная радиация · Рассеянная солнечная радиация · Противоизлучение атмосферы |
Роль температуры:
| Экологическая: • Возможность протекания биологических процессов • Законы кардинальных точек Либиха (max, min, optimum) • Продуктивность – функция суммы активных температур (Т> 10O) • Условия жизни животных | Почвенно-генетическая: • Интенсивность выветривания • Скорость физико-химических процессов • Автодиссоциация воды • Растворимость солей и газов • Трансформация орг. вещества, гумусо-накопление |
Типы температурного режима почвна глубине 20 см:
• Мерзлотный Тср.год <0о С - Формирование сезонно-талого слоя
• Длительно сезонно-промерзающий Тср.год> 0о - Промерзание более полугода
• Сезонно-промерзающий Тср.год> 0о С - Промерзание менее полугода
• Непромерзающий весь год Т> 0о С
• Постоянно- теплый весь год Т> 10о С
• Постоянно жаркий весь год Т> 20о С
Коэффициент увлажнения -соотношение между количеством выпадающих атмосферных осадков за год или другое время и испаряемостью определенной территории.
По Н. Н. Иванову, вычисляется по формуле K=(R/E), где R осадки, Е величина испаряемости (потенциальной):
• Зона избыточного увлажнения, где К > 1
• Зона неустойчивого увлажнения, где К –1,0
• Зона недостаточного увлажнения , где К <1,0
Типы водного режима почв атмосферного увлажнения:
• Промывной Ку>1
• Периодически промывнойКу=1
• НепромывнойКу<1
Типы водного режима почв грунтового увлажнения:
• Периодически водозастойный
• Водозастойный
• Выпотной
• Пульсационный
• Мерзлотный
Водный режим почв:
• Промывной (таежные и лесные почвы)
• Периодически промывной (почвы лесостепи, луговых степей, прерий)
• Непромывной (почвы сухих степей, полупустынь и пустынь)
• Водозастойный (болотные, тундровые почвы)
• Периодически водозастойный
• Выпотной (солончаки)
• Пульсационный (Луговые, солонцы, солоди)
• Периодического затопления (почвы речных пойм, приморских маршей, рисовых полей)
8. Рельеф как фактор почвообразования.
Влияние рельефа:
· Перераспределение тепла и влаги (с растворенными в ней веществами), а при развитии эрозии -твердых почвенных масс
· Формы макрорельефа обуславливают высотную поясность почв - закономерную систему одних почвенных разностей другими
· Формы мезо- и микрорельефа обуславливают разнообразные сочетания и комплексы почв
Учение о взаимосвязи отдельных ландшафтов и почв Б.Б. Полынова по элементам рельефа:
· Представление об элементарном ландшафте
· Определенный одновозрастный элемент рельефа, сложенный одной и той же материнской породой и покрытый в каждый отдельный момент своего существования определенным растительный сообществом
Все разнообразие элементарных ландшафтов и приуроченных к ним почв делится по условиям миграции:
· элювиальные
· транзитные
· супераквальные
· субаквальные
· аквальные
9. Биота как фактор почвообразования.
Флора:
Высшие зеленые растения - основные продуценты и поставщики органического вещества в экосистеме:
растительная масса надземных и подземных остатков в почве разлагается под воздействием микроорганизмов.
3 пути разложения органического вещества:
· минерализация (Часть растительного опада превращается в простые соединения - углекислоту, воду, азот, оксиды азота и выносится из почвы или вовлекается в новые циклы жизнедеятельности биоты. Cn (H2O)m + n O2 =>n CO2 + m H2O )
· гумификация (Другая часть органических остатков трансформируется в гумусовые вещества)
· консервация и брожение (При затрудненном доступе кислорода происходит неполное разложение)
Азотфиксация:
· поглощение из воздуха молекулярного азота (N2)и перевод его в доступную для усвоения растениями форму (Денитрификация, деаммонификация)
Две группы азотофиксирующих бактерий:
1. Свободно живущие в почвенной среде (до 30 кг азота на 1 га почвы)
2. Симбиотические (клубеньковые) - питают растения соединениями азота в обмен на сахара (продукт фотосинтеза) (200–300 кг на 1 га)
Почвенные микроорганизмы.
· Разнообразные по составу и биологической деятельности: бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли и простейшие.
· Суммарная масса микроорганизмов только в поверхностном горизонте достигает нескольких тонн на гектар.
· Численность микроорганизмов - сотни тысяч и миллионы в 1 грамме почвы.
Геохимические функции микроорганизмов:
· Окисление-восстановление соединений азота
· Окисление-восстановление соединений Feи Mn (глеегенез, оксидогенез)
· Окисление-восстановление соединений СЕРЫ
· Окисление-восстановление микроэлементов
Бактерии:
· разложение мертвого органического вещества
· освоение легкоподвижных соединений
· закрепление их в почве
· фиксация азота воздуха
Низшие почвенные грибы:
· Наиболее распространены плесневые грибы, а в лесных почвах – гриб мукор.
· Грибы разрушают органические вещества, повышают почвенную кислотность.
· Мицелий грибов часто развивается на корнях и даже в клетках высших растений.
Актиномицеты:
· Их деятельность направлена на разложение различных органических веществ.
· Некоторые актиномицеты выделяют антибиотики, подавляющие деятельность бактерий.
Болезнетворные микробы:
· Попадают в почву при разложении погибших животных, из желудочно-кишечного тракта животных и человека, с поливной водой.
· Некоторые сохраняются в почве длительное время (сибиреязвенные бациллы, возбудители столбняка).
Водоросли:
· Сотни тысяч в 1 г почвенной массы.
· Бывают сине-зеленые, желто-зеленые и диатомовые водоросли.
· Водоросли развиваются на поверхности почвы, причем наибольшее их количество наблюдается во влажные сезоны.
Фауна:
Нанофауна:
· Самые мелкие живые организмы. (менее 0,1-0,2 мм)
· Одноклеточные простейшие, живущие в воде, заполняющей почвенные поры.
Микрофауна:
· Мельчайшие многоклеточные организмы, также живущие в почвенной воде. (от 0,2 до 1-1,5 мм)
· Ногохвостки, клещи, нематоды, тихоходки, коловратки
Мезофауна:
· Самая многочисленная часть почвенных животных: насекомые, моллюски, мокрицы и др. (от 1,5 до 10 мм)
Макрофауна:
· Менее разнообразный состав: крупные личинки насекомых и дождевые черви. (от 10 до 80 мм)
Мегафауна:
· Роющие позвоночные животные-змеи, ящерицы, кроты, слепыши, сурки, слепушонки, суслики, мыши (более 80мм)
Деятельность почвенной фауны.
· ускоряет разложение растительных остатков
· изменяет солевой режим и реакцию почвы
· повышает пористость. водо- и воздухопроницаемость
· способствует углублению горизонтов и их перемешиванию
· создает водопрочную зернистую структуру почвы
· для повышения плодородия почвы во многих странах проводят интродуцирование полезных видов
10. Почвообразующие породы как фактор почвообразования
Горные породы:
· Массивно-кристаллические Магматического и Метаморфического происхождения:
o Образовались в глубоких недрах Земли при очень большом давлении и высоких температурах.
o При выходе на земную поверхность, в сферу выветривания и почвообразования оказываются весьма неустойчивыми и претерпевают глубокие изменения;
o В процессе выветривания массивно-кристаллические породы теряют монолитность и распадаются на отдельности - от крупных каменистых обломков до мелких частиц, меняется их минералогический и химический состав.
o Вместо первичных минералов образуются разнообразные вторичные минералы, часть химических элементов выносится за пределы зоны выветривания, другая часть образует новые соединения.
o Скорость и направленность превращений массивно-кристаллических пород зависят от внешних условий, от исходного состава (соотношения более устойчивых и менее устойчивых первичных минералов.
o На кислых массивно-кристаллических породах, почвы каменистые, в них много первичных минералов (особенно кварца).
o На основных породах почвы приобретают специфический состав, обусловленный накоплением продуктов выветривания.
· Плотные осадочные (песчаники, сланцы, известняки, мергели):
o Это сцементированные продукты измельчения и преобразования массивно-кристаллических пород, терригенные, химические, биологические осадки, а также вулканогенно-осадочные породы.
o Они могут быть континентального и морского происхождения.
o Плотные осадочные породы обусловливают иной характер почвообразования по сравнению с массивно-кристаллическими породами.
o В плотных осадочных породах из первичных минералов сохраняются лишь наиболее устойчивые - кварц и кислые полевые шпаты.
o Из вторичных минералов во многих типах плотных осадочных пород присутствуют глинистые образования, легко и труднорастворимые соли.
o По химическому составу цемента плотные осадочные породы делятся на углистые, глиноземные, железистые, кремнистые, карбонатные, засоленные.
o По особенностям слагающих их физических компонентов они подразделяются на конгломераты, брекчии, песчаники, алевриты, глины, известняки, мергели, доломиты.
o В составе осадочных пород участвуют: минералы остаточные, первичные, унаследованные от массивно-кристаллических пород; минералы новообразованные,вторичные и диагенетические, образовавшиеся в условиях земной поверхности: глинистые минералы, простые соли, органические вещества.
· Рыхлые осадочные:
o Наибольшие площади на поверхности Земли
o Чаще других оказываются почвообразующим субстратом, молоды, имеют четвертичный возраст
o Образованы преимущественно в континентальных условиях
o Генезис связан с процессами накопления и переотложения продуктов выветривания массивно-кристаллических и плотных осадочных пород.
o Прошли длительный цикл развития в условиях земной поверхности
o Испытали на себе воздействие разнообразных агентов выветривания, многократно переоткладывались
o Их состав отличается относительно небольшой долей первичных минералов и высоким содержанием вторичных
o По происхождению рыхлые наносы делятся на: эоловые, гравитационные, ледниковые, водные
o Направленность почвообразования связана с гранулометрическим составом пород
o Рыхлые осадочные породы могут быть глинистыми, суглинистыми, супесчаными, песчаными, гравийными, щебневыми, галечниковыми и валунными, что сказывается на характере водопроницаемости почв
11. Время как условие почвообразования
Докучаев: почва — это естественно-историческое тело, у нее есть прошлое, настоящее и будущее, она находится в состоянии постоянного развития, эволюции.
В числе факторов почвообразования наряду с климатом, горной породой, живыми организмами и рельефом местности Докучаевым было названо время или возраст страны. Докучаев определил почву как естественно-историческое тело, подчеркнув темсамым идею изменения почв во времени или эволюции почв.
Однако в настоящий момент с точки зрения современной научной методологии эта позиция требует корректировки. Дело в том, что время в отличие от других докучаевских факторов почвообразования не является причиной или источником вещества или энергии для формирования почв. Оно не может материально влиять на почвенные процессы. Но это не принижает значение времени в анализе закономерностей образования почв. Статус времени имеет более общий характер, чем статусы других факторов.
Время - это некоторый множитель, на который умножается действие остальных факторов(работы Герасимова,Роде,Глазовской,Ковды):
П = f (П.П.; Ж.О.; К; Р) * Т - Формула Докучаева – Иенни,
где П-почва, f-функция, П.П.-почвообразующие породы, Ж.О.-живые организмы, К-климат, Р-рельеф, Т-время.
12. Соотношение антропогенного фактора и факторов почвообразования.
Существенную роль в почвообразовании играют антропогенные воздействия. В условиях современности хозяйственная деятельность человека из локального фактора преобразования почв превращается в мощный глобальный фактор.
Это связано с:
· Химизацией сельского и лесного хозяйства
· Осуществлением широких проектов орошения и осушения больших территорий
· Развитием промышленности, транспорта
· Усилением техногенной нагрузки на Землю.
Таким образом, при анализе почвообразования нельзя не принимать во внимание антропогенную деятельность человека.
Но антропогенный фактор нельзя рассматривать на уровне с традиционными четырьмя факторами (П.П.,Ж.О.,К.,Р.),
Так как антропогенный фактор по масштабу и характеру воздействия сопоставим со всей природной средой в целом, но не как не с отдельными 4 факторами.
Также он может реализовываться через каждый из этих почвообразователей путем:
· Видоизменения форм рельефа (карьеры, насыпи)
· Характера почвообразующих субстратов (рекультивационные наносы)
· Особенностей гидротермических условий (парниковый эффект)
· Типа биоты (лесопосадки, посевы культурных растений)
13. Типы коры выветривания (по Б. Полынову):
1. Обломочная: сохранены все химические элементы, вторичных минералов нет
2. Обызвестковая: вынесены освобождающиеся при выветривании хлориды и сульфаты, но сохранились карбонаты кальция. Распространены в степях и пустынях.
3. Кислая сиаллитная: распространена во влажном климате умеренных широт, на молодых элементах рельефа, в субтропиках и тропиках преимущественно в лесной зоне. Кора оглинена, содержит много первичных минералов. Обеднена кальцием.
4. Аллитная: наиболее зрелая стадия, в которой не сохранились первичные минералы, они замещены каолинитом. До такой стадии выветривания породы доходят только во влажном климате, где выветривание обгоняет денудацию.
14. Основные методы исследования почв:
Сравнительно-географический- изучение почв в совокупности с факторами почвообразования.
Сравнительно-аналитический
Метод стационарных исследований
Моделирование
15. Почва как многофазное тело:
Почва - сложная полидисперсная открытая система, имеющая профильное строение и состоящая из твёрдой, жидкой, газовой и живой фаз. Фазы почв находятся в постоянном взаимодействии друг с другом.
16. Состав и свойства жидкой фазы почв. Почвенные растворы:
Форма воды в почве: лёд, химически связанная вода, жидкая(пленочная(адсорбированная), капиллярная(поровая), гравитационная влага, газообразная.
Прочносвязанная вода - нерастворяюший объём, Количество воды зависит от гранулометрических частиц. Недоступна для растений, содержится на поверхности частиц, не замерзает при отрицательных температурах, находится под давлением.
Рыхлосвязанная влага - способна перемещаться от частицы, где пленка влаги больше, к частицам, где плёнка влаги меньше.
Капиллярная влага- чем тоньше капилляры, тем выше поднятие вверх.
Из минеральных веществ наиболее обычны простые соли катионов (+) и анионов (-):
Катионы: Ca, Mg, Na, K, NH4, иногда Fe
Анионы: HCO3, CO3, Cl, SO4, SiO4, NO2, NO3
В большинстве незасоленных почв доминирует гидрокарбонат кальция Ca(HCO)3
Методы изучения состава почвенных растворов: водная вытяжка, вытеснение, лизиметрический метод- вытеснение почв растворов атмосферными осадками, ионометрический метод- изучение на месте.
17. Газовая фаза почв. Атмосферные экологические функции почв.
Почвенный воздух близок по составу к атмосферному по содержанию азота, но отличается от него более высоким содержанием углекислого газа, более низким кислорода, наличием в некоторых почвах CH4, H2S и др.
Методы изучения состава почвенного воздуха и и газового "дыхания" почв: колба Макарова, газовый пробоотборник, инфракрасные газы, анализаторы.
Почвы лучше остальных объектов поглощает различные газы, такие как CO2, N2O, CO, метан
18. Гранулометрический и минералогический состав почвы.
Гранулометрический состав почвы определяет водно-физические свойства (водо и воздухопроницаемость), физико-механические свойства, химико-минералогический состав, характер процессов почвообразования (оглеение, лессиваж, закрепление или миграция гумуса)
Гранулометрический состав(механический)- процентное содержание и соотношение частиц различного размера.
Частицы различного размера подразделяются на фракции:
· Камни >3 мм
· Песок 1(2-3) - 0,05 мм
· Пыль 0,05-0,001 мм
· Ил <0,001 мм
Классификация пород по гранулометрическому составу; соотношение между физ. Песком (>0,01 мм) и физ. Глиной (<0,01 мм) является главным критерием для классификации почв и пород по гранулометрическому составу.
Методы определения гран. Состава: полевой, ситовой, плиточный, лазерно-дифрактометрический.
Качественное полевое определение гранулометрического состава: песок, супесь, легкий суглинок, средний суглинок, тяжёлый суглинок, глина.
Минералогический состав: в состав твёрдой фазы минеральной части почв входят первичные и вторичные минералы.
Первичные минералы- унаследованы почвообразующими породами и почвами от магматических пород. Наиболее устойчивы по отношению к процессам выветривания минералы: кварц, микроклин, ортоклаз, полевые шпаты
Вторичные минералы по происхождению делятся на: 1. Вторичные, связанные с постмагматическими гидротермальными процессами 2. Вторичные, связанные с гипергенными процессами (выветривание и т д). Это глинистые минералы, соли (карбонаты, фосфаты, сульфаты и хлориды), оксиды( кварц) и гидроксиды, силикаты( оливин).
19. Первичные и вторичные минералы почв:
В состав твёрдой фазы минеральной части почв входят первичные и вторичные минералы.
Первичные минералы- унаследованы почвообразующими породами и почвами от магматических пород. Наиболее устойчивы по отношению к процессам выветривания минералы: кварц, микроклин, ортоклаз, полевые шпаты
Вторичные минералы по происхождению делятся на: 1. Вторичные, связанные с постмагматическими гидротермальными процессами 2. Вторичные, связанные с гипергенными процессами( выветривание и т д). Это глинистые минералы, соли( карбонаты, фосфаты, сульфаты и хлориды), оксиды( кварц) и гидроксиды, силикаты( оливин).
20. Почвенный гумус, его состав и свойства.
Гумус- сложный комплекс органических соединений, в состав которого входят 2 главные группы веществ:
1. Неспецифические органические соединения- встречаются не только в почвах, но и в других объектах
2.Специфические для почвы- комплексы органических соединений- гумусовые вещества.
Гумификация - это совокупность биохимических и физико-химических процессов, в результате которых органические вещества индивидуальной природы превращаются в специфические гумусовые вещества
Смена основных групп микроорганизмов на разных стадиях разложения остатков и образования гумусовых веществ
1. плесневые грибы и неспороносные бактерии
2. споровые бактерии
3. целлюлозные миксобактерии
4. актиномицеты.
В состав собственно гумусовых веществ входят две основные группы:
1) группа гуминовых кислот,
2) группа фульвокислот
Свойства гумусовых веществ
Гуминовые кислоты:
· Темные
· Труднорастворимые
· Гидрофобные
· Не агрессивные
· Доля ароматического
· ядра относительно больше
Фульвокислоты:
· Светлые
· Легкорастворимые
· Гидрофильные
· Агрессивны по отношению к минеральной части
· Доля ядра относительно меньше
· Молекулярная масса больше
Гумус почвы - динамическая система, постоянно обновляющаяся за счет поступления и гумификации новых органических остатков и минерализации ранее образовавшегося гумуса.
21. Групповой состав гумуса:
Групповой состав гумуса ( Сгк/Сфк):
-Фульватный <0,5
-Гуматно-фульватный 0,5-1
-Фульватно-гуматный 1-2
-Гуматный >2
В состав собственно гумусовых веществ входят две основные группы:
1) группа гуминовых кислот,
2) группа фульвокислот
Свойства гумусовых веществ
· Гуминовые кислоты:
· Темные
· Труднорастворимые
· Гидрофобные
· Не агрессивные
· Доля ароматического
· Ядра относительно больше
Фульвокислоты:
· Светлые
· Легкорастворимые
· Гидрофильные
· Агрессивны по отношению к минеральной части
· Доля ядра относительно меньше
· Молекулярная масса больше
22. Почвенные коллоиды:
Коллоиды – особая форма состояния вещества
Дисперсная фаза (распыленные частиц) и дисперсионная среда (вмещающее тело, где распылены частицы)
•Аэрозоли
•Гидрозоли
•Цветное стекло – твердый коллоид (рубиновые звезды)
•Молоко
•Кровь
•Нефть
В состав почвенных коллоидов входят минеральные, органо-минеральные и органические вещества.
Органическая часть почвенных коллоидов - это гумусовые вещества, в том числе и органо-минеральные комплексы, а также клетки наиболее мелких бактерий, диаметр которых лежит в пределах коллоидной фракции.
В большинстве почв преобладают минеральные коллоиды, составляющие 85—90 % их общей массы.
Коллоиды обладают сорбционной способностью, на их поверхности сорбируются газовые частицы, молекулы воды и различные находящиеся в почвенном растворе вещества.
Присутствие коллоидов обусловливает поглотительную и обменную способность почв.
Различают два вида поглощения (адсорбции), связанные с присутствием в почве коллоидных веществ, — это физическая и физико-химическая адсорбция.
Физическая адсорбция
Свойство почвы поглощать из раствора целые молекулы минеральных и органических веществ, а также молекулы воды называется физическим поглощением или физической адсорбцией.
Явление называется физико-химической адсорбцией, при которой в отличие от физической поглощаются не целые молекулы, а отдельные ионы (катионы или анионы).
Коллоиды могут находиться в состоянии золя, т. е. взвесей, или в виде студнеобразного осадка - геля.
Переход коллоида из состояния золя в состояние геля называется коагуляцией (или свертыванием), а обратный переход из геля в золь- пептизацией.
Виды коллоидов: ацидоиды (глинистые минералы, гумус) базоиды (Fe(OH)3), амфолитоиды (Al(OH)3)
23. Поглотительная способность почв:
Вся масса присутствующих в данной почве органических и минеральных коллоидов вместе с поглощенными ими ионами называется почвенным поглощающим комплексом (ППК), который в свою очередь состоит из двух частей:
•адсорбентов-коллоидов и
•адсорбируемых веществ - различных катионов и анионов.
Максимальное количество поглощенных катионов (мг-экв на 100 г почвы), способных к обмену на другие катионы, называется
емкостью поглощения (или обменной емкостью) почв.
В глинистых почвах, богатых органическими коллоидами,
емкость поглощения достигает 60-65 мг-экв на 100г,
в большинстве почв она составляет 15-35 мг-экв,
а в песчаных, бедных коллоидами,
почвах не превышает часто 2-3 мг-экв на 100г
почвы
•Каолинит – 3-15
•Гидрослюды – 10-40
•Монтмориллонит – 80-150
•Максимальна ЕКО у гумусовых веществ
•Фульвокислоты - 600-700
•Гуминовые кислоты – 350-450
24. Водный режим почв и его типы.
ВОДНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВ:
· Промывной (лесные и таёжные почвы)
· Периодически промывной (почвы лесостепи, луговых степей, прерий)
· Непромывной (почвы сухих степей, полупустынь и пустынь)
· Водозастойный (болотные, тундровые)
· Выпотной (солончаки)
· Пульсационный (луговые, солонцы, солоди)
· Периодического затопления (почвы речных пойм, приморских маршей, рисовых полей)
· (Периодически водозастойный (периферии болот, таёжная зона))
Типы водного режим почв атмосферного увлажнения:
· Промывной Ку>1
· Периодически промывной Ку=1
· Непромывной Ку<1
Типы водного режима почв грунтового увлажнения:
· Водозастойный
· Периодически водозастойный
· Выпотной
· Пульсационный
· Мерзлотный
25. Типы температурного режима почв:
Типы температурного режима:
· Мерзлотный: формирование сезонно-талого слоя в летнее время, Т ср. <0 С
· Длительно сезонно-промерзающий: промерзание более полугода, Тср. год >0С
· Сезонно-промерзающий: промерзание менее полугода, Т ср. год >0С
· Непромерзающий: весь год Т>0С
· Постоянно-тёплый: субтропики, тропики, весь год Т>10С
· Постоянно-жаркий: весь год Т>20С
Подтипы температурного режима:
· Умеренный 15-20
· Континентальный 20-25
· Резко-континентальный 25-30
Типы почвенных горизонтов
Переходные горизонты, совмещающие свойства выше- и нижележащих горизонтов, и соответственно индексируемые двойными индексами. Например, горизонты A1Bca, A1A2, ВСса и др.
Органогенные горизонты:
АО (или Aо) опад листьев, хвои, веток - лесная подстилка
под травянистыми - степной войлок
болотные почвы - очес О.
Под травянистыми растительными ассоциациями с мощными корневыми системами верхняя часть минерального субстрата (3-10 см) насыщена корнями, уплотнена и связана ими. Этот горизонт выделяется в профиле почв как самостоятельный - дернина Ад (Аv).
Самый верхний минеральный горизонт – гумусово-аккумулятивный обозначается индексом A1. Для него характерна окраска серых тонов разной интенсивности, комковатая или комковато-зернистая структура. Формируется в результате процесса гумусообразования
Горизонт А2 (Е) элювиальный (вымывания) присущ подзолистым почвам, подзолам, солонцам, солодям. Горизонт выделяется в профиле почв белесоватой окраской, горизонтальной слоистостью, непрочной структурой.
Может быть результатом различных процессов
Иллювиальные горизонты (В) от лат. illuviare – вмывать
Многообразны: в зависимости от сочетаний факторов почвообразования могут быть: Bt, Вса, ВtNa и др.
более тяжелого гранулометрического состава, плотные, имеют ореховатую, крупнопризматическую, глыбистую, столбчатую структуру.
обогащены относительно подвижными минеральными, органо-минеральными или органическими веществами
Глеевые горизонты (G)образуются в почвах с плохой аэрацией, часто переувлажненных, где окислительная обстановка сменяется восстановительной. Вследствие восстановления соединений железа и его последующего частичного окисления горизонты имеют сизо-серый, зеленоватый, оливковый цвет, часто чередующийся с охристыми и ржавыми пятнами.
Метаморфические горизонты (Вm)формируются в определенных гидротермических условиях (длительные положительные температуры, достаточная влажность, на породах, богатых первичными минералами).
При физическом и химическом выветривании первичных алюмосиликатов и силикатов в горизонте накапливаются глинистые минералы (размеры – микроны), образуются коллоидные осадки, горизонты оглиниваются, в них накапливаются тонкопылеватые и илистые частицы.
бурый или коричневато-бурый цвет.
С – почвообразующая (материнская порода), слабо измененная процессами почвообразования.
D – подстилающая порода.
СПИСОК ИНДЕКСОВ ПОЧВЕННЫХ ГОРИЗОНТОВ
АО - органогенный (подстилка)
Т - торфяный
A1 — гумусово-аккумулятивные:
А1v — дернина
A1h - гуматного типа
A1f - фульватного типа
А2 (или Е) - элювиальный
Bt - текстурно-иллювиальный
Вса - иллювиально-карбонатный
Вcs. - иллювиально-гипсовый
BtNa - иллювиально- cолонцовый
Bh - иллювиально-гумусовый
Bfe -иллювиально-железистый
Особняком:
Вm - метаморфический (оглиненный)
Вg - оглеенный
G- глеевый
С – почвообразующая порода:
С sial - сиаллитная
Cferal- ферраллитная
Сса - карбонатная
Сcs - гипсоносная
Сsol – засоленная
Арктические почвы
Северное побережье Гренландии, северные острова Североамериканского архипелага, о-ва Шпицберген, о-ва Земля Франца-Иосифа, о. Северная Земля
большая часть суши покрыта ледниками, а процессы выветривания и почвообразования локализуются в узких приледниковых зонах между краем ледников и береговой линией.
Профиль
А1са —Вса —Сса. Маломощная почва - 35—40 см
А1са — (12—15см), серовато-коричневого цвета, легкого гранулометрического состава, бесструктурный, на нижней поверхности щебня имеются карбонатные корочки.
В(m)са —ярко-коричневого цвета, щебнистый, с песчаным или супесчаным заполнителем, обилие карбонатных корочек на щебне и рыхлые новообразования карбонатов
Сса —гравелисто-песчаный нанос серовато-бурого цвета.
Химические и физические свойства
Содержание илистой фракции в арктических пустынных почвах около 6 %, а фракции пыли — 10 %. Основная масса - песчаная фракция и каменистая часть.
Реакция почв щелочная, емкость поглощения невысокая.
Содержание гумуса