Работа 7

Определение структуры почвы

Почва – поверхностный плодородный слой литосферы, обладающий способностью обеспечивать рост и развитие растений. В почве постоянно и одновременно протекают химические, физические и биологические процессы.

Почва – это гетерогенная система, состоящая из твердой, жидкой, газообразной и живой частей.

В твердой части почв преобладают минеральные вещества, определяющие ее плодородие: это соединения кремния, алюминия (алюмосиликаты), магния, кальция, фосфора, серы и другие. В зависимости от размеров частиц различают песчаные, супесчаные, суглинистые и глинистые почвы. От механического состава почв зависит скорость переноса и накопления в почве минеральных и органических соединений, плотность, водопроницаемость почвы, влагоемкость, аэрация, теплоемкость и теплопроводность.

Органические вещества, входящие в твердую часть почвы и образующиеся за счет разложения растительных и животных остатков и продуктов жизнедеятельности, называются гумусом (перегноем). Составляют гумус клетчатка, белки, смолы, сахар, жиры, дубильные вещества и другие, являющиеся основным источником питания растительных организмов.

Жидкая часть – почвенный раствор – осуществляет перенос веществ внутри почвы и снабжение растений водой и растворенными элементами питания.

Газообразная часть – почвенный воздух.

Живая часть – микроорганизмы – бактерии, водоросли, грибы, черви, насекомые и их личинки.

Для определения профиля почвы, она расчленяется на горизонты (рис. 7.1).

Зрелые почвы значительно отличаются друг от друга по цвету, пористости, кислотности и мощности. Это позволяет классифицировать все почвы мира на 10 основных типов.

Почвы отличаются по содержанию глины, ила, песка и гравия. По механическому составу почвы подразделяют на три класса: суглинок, песок и глина.

Рис. 7.1. Почвенный профиль

А – слой, образованный листовым осадком и дерниной; В – гумусовый горизонт, он имеет темный цвет и содержит много органических веществ (перегноя). Этот слой в основном определяет плодородие почвы; С – горизонт вымывания, он малоплодороден и имеет светлый оттенок из-за интенсивного вымывания частиц гумуса; Д – горизонт вымывания. В него вымываются и накапливаются вещества из вышележащих горизонтов. Данный горизонт плотный, обогащен глинистыми частицами. Цвет зависит от состава: если в состав входят соединения железа и алюминия, то он имеет бурый цвет.

Суглинок содержит практически равные количества песка и ила и несколько меньший процент глины. Наиболее плодородными почвами являются суглинки «супесчанки», так как имеют благоприятный водный, воздушный и тепловой режим.

Песчаные почвы хорошо пропускают воду, но плохо удерживают ее и поэтому являются сухими. Эти почвы образованы крупными частицами. Они содержат незначительное количество гумуса и элементов питания, поэтому нуждаются в «подкормке». Песчаные почвы имеют хороший воздушный режим, быстрее других прогреваются весной (теплые почвы), легко поддаются обработке сельскохозяйственными орудиями.

Глинистые минералы имеют вид микроскопических плоских кристаллов шестиугольной формы. Каждый кристалл включает в себя силикаты и гидроксиды алюминия и железа. Кристаллы очень малы по объему и к ним прикреплены молекулы воды и элементов питания. При увлажнении образуются большие вязкие комки. Поэтому глинистые почвы плохо пропускают воду, затрудняя ее доступ к растениям (плохой водный и воздушный режимы). Эти почвы холодные, так как медленно прогреваются весной и плохо поддаются обработке сельскохозяйственными орудиями.

В общем случае, чем меньше частицы почвы, тем больше их способность удерживать воду и химические вещества, и наоборот (рис.7.2).

Рис.7.2. Способность почвы удерживать воду и биогены увеличивается при уменьшении частиц почвы (по Б. Небелу):

1 – биогены вымываются; 2 – биогены удерживаются

Отбор проб. Отбор почвы для исследования проводят на участке площадью 25 м² в 3-5 точках по диагонали с глубины 0,25м. При выяснении влияния загрязнений на грунтовые воды отбор проводят с глубины 0,75-2 м. Масса каждой пробы должна составлять 0,2-1 кг.

Цель: исследовать почвенный профиль, определить состав почвы методом «шнура» и методом втирания сырой почвы в ладонь и определить структуру почвы.

Материалы, реактивы, оборудование: почва разного типа; вода; стеклянный цилиндр; штатив с нанесенными на нем делениями; секундомер; цилиндр; широкий сосуд; чашка Петри; пробирка с делениями; воронка; фильтр; сито с делениями в 1 мм.