Курсовая Агроэкологическая характеристика темно- каштановой почвы по данным анализов и мероприятия по вос
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
ФГОУ ВПО «ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КАФЕДРА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
Курсовая работа
на тему:
Агроэкологическая характеристика темно- каштановой почвы по данным анализов и мероприятия по воспроизводству её плодородия.
Выполнила:
студентка 3его курса
факультета
агробизнеса и экологии
группы АЭ—301
Дорогавцева Е.В.
Выполнена и сдана на проверку___________
Проверена и допущена к защите___________
Дата защиты___________
Проверила: Степанова Л. П.
_________, _______________
Орёл—2006
Содержание.
Введение…………………………………………………………………………...3
1. Характеристика объекта исследования……………………………………6
1.1 Условия почвообразования………………………………………………..6
1.2 Диагностические признаки………………………………………………12
2. Агроэкологическая оценка механического (гранулометричкского) и химического состава почв………………………………………………………13
3. Агроэкологическая оценка физико-химических свойств и гумусового состояния почвы……………………………………………………………17
3.1 Оценка физико–химических свойств темно-каштановых почв……………...17
3.2 Оценка гумусового состояния почвы…………………………………..19
4. Оценка ветравой эрозии……………………………………………….…21
5. Физические свойства почвы и характеристика………………………..22
6. Водно-физические свойства …………………………………………….24
7. Агроэкологическая оценка питательного режима почвы ……………28
8. Характер деградирования почв от ветровой эрозии..............................31
9. Пути оптимизации ветровой эрозии………………………………...32
Заключение……………………………………………………………………...33
Список литературы……………………………………………………………...34
Введение.
Согласно современным предоставлениям, почва – самостоятельное естественноисторическое биокосное природное тело, возникшее на поверхности Земли в результате воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов, представляющее собой открытую четырехфазную динамическую систему с характерными признаками и свойствами и обладающие способностью обеспечивать рост и развитие растений.
Благодаря своим особым качествам почва играет огромную роль в жизни органического мира. Являясь продуктом и элементом ландшафта — особым природным телом, она выступает как важная среда в развитии природы земного шара.
Находясь состоянии непрерывного обмена веществом и энергией с атмосферой, биосферой, гидросферой и литосферой, почвенный покров выступает как незаменимое условие поддержания между всеми ее сферами сложившегося на Земле равновесия, столь необходимого для развития и существования жизни на пашей планете во всех ее многообразных формах.
Вместе с тем, обладая свойством плодородия, почва вы ступает как основное средство производства в сельском хозяйстве. Используя почву как средство производства, человек существенно изменяет почвообразование, влияя как непосредственно на свойства почвы, ее режимы и плодородие, так и на природные факторы, определяющие почвообразование. Посадка и вырубка лесов, возделывание сельскохозяйственных культур изменяют облик естественной растительности; осушение и орошение, меняют режим увлажнения и т. п. Не менее резкие воздействия на почву вызывают приемы ее обработки, применение удобрений и средств химической мелиорации (известкованне, гипсование). Следовательно, почва является не только предметом приложения человеческого труда, но в известной степени и продуктом этого труда.
Для получения количественных и качественных характеристик почвоведенье использует методы других естественных наук: химии, физики, биологии, биохимии, геохимии, геологии, гидрологии и ряда других. В то же время почвоведенье как самостоятельная наука имеет свои методы исследований.
Сравнительно-географический метод заключается в выявлении коррелятивных связей между строением, составом и свойствами почв, с одной стороны, и факторами почвообразования — с другой.
Сравнительно-исторический метод. В основу метода положен принцип актуализма, который позволяет исследовать реликтовые свойства почв на основе изучения современных процессов почвообразования и их связи с современными факторами почвообразования.
Профильный метод. Сущность метода в изучении системы генетических горизонтов, включая почвообразующую породу, которые являются следствием почвообразовательного процесса, агрогенного воздействия или же связаны с неоднородностью (слоистостью) почвообразующей породы.
Стационарный метод, или метод почвенно-режимных наблюдений. Сущность его заключается в изучении почвенных режимов: водного, теплового, солевого, газового, реакции среды, окислительно-восстановительных условий, биологической активности и др.
Метод моделирования. Сущность метода заключается в экспериментальном воспроизведении различных явлений и процессов, совершающихся или гипотетических, в обстановке контролируемого эксперимента в полевых или лабораторных условиях.
Картографический метод. Применяется для изображения на картах почвенного покрова определенных территорий. Он использует методы картографии и топографии, специфические методы почвоведения, такие как сравнительно-географический, метод почвенных ключей, а также и аэрокосмические методы с использованием аэро- и космических снимков.
В своей курсовой работе я должна дать агроэкологическую характеристику каштановым почвам по данным анализов и разработать мероприятия по воспроизводству её плодородия.
Передо мной стоят задачи: оценки показателей состава и свойств данной почвы, раскрытия закономерности изменения состава и свойств по профилю почвы, установления связи между показателями состава и свойств почвы, агроэкологической оценки данных анализов почвы с точки зрения уровня плодородия, требования культур и с точки зрения миграции веществ.
1.Характеристика объекта исследования.
Каштановые почвы формируются в условиях сухих степей суббореального пояса. Они образуют обширную зону на территории России – от Предкавказья до Алтая и отдельными массивами распространены в Средней Сибири и в Забайкалье. В пределах зоны с севера на юг выделяют три типа каштановых почв: темно-каштановые, каштановые и светло-каштановые. Наряду с каштановыми почвами в этой зоне широко распространены солонцы, солончаки, лугово-каштановые почвы.
Термин «каштановые» почвы введен В.В. Докучаевым в 1883 г. Как особый тип каштановые почвы выделен им в классификации 1900 г. Вместе с бурыми полупустынными. В исследование географии, генезиса, свойств, способов рационального использования этих почв большой вклад внесли С.С. Неуструев, А.А. Роде, Е.И. Иванова и другие
1.1. Условия почвообразования.
Климат
Климат сухих степей – суббореальный семиаридный с теплым засушливым летом и холодной малоснежной зимой. Высота снежного покрова в разных частях зоны колеблется от 15 до 40 см. Средняя годовая температура воздуха 90 С в европейской и 2-3 0 С в азиатской части; соответственно изменяется средняя температура января от -5 до -25 и июля от 20 до 250 С.
Продолжительность периода с температурой выше 5 °С на западе зоны 215—225 дней, на востоке — 150—160 дней. Безморозный период соответственно 180—190 и 110—1120 дней. Сумма активных температур равняется 3300—3500 С в западной части зоны и 1600—2100 °С в восточной. Осадков выпадает мало: на севере зоны — 350—400 мм, в центре — 320—350 мм и на юге — около 250—300 мм. В восточных районах осадки составляют 200—300 мм. Больше всего их выпадает летом. В Забайкалье максимум осадков приходится на лето и осень. Часто они носят ливневый характер.
Коэффициент увлажнения в южной части зоны 0,23 -- 0,30, в центральной — 0,30—0,35, в северной — 0,35— 0,45. В наиболее засушливые годы в летние месяцы резко снижается относительная влажность воздуха. Частые суховеи, оказывающие губительное влияние на развитие растительности.
Вывод: почвы формируются в условиях засушливого континентального климата. Коэффициент усложнения составляет 0,25- 0,3, что обуславливает выпотной тип водного режима. Капиллярная кайма грунтовых вод поднимается к поверхности, при этом влага испаряется, а растворенные в ней соли скапливаются в поверхностных горизонтах. Это способствует наложению дернового процесса почвообразования на солонцовый процесс.
Рельеф и почвообразующие породы.
Значительная территория зоны равнинная или равнинно-слабоволнистая с отчетливо выраженным микрорельефом. Широко распространены различные по конфигурации, размерам и углублению депрессии (западины, большие падины и лиманы).
Каштановые почвы развиты преимущественно на лёссовидных карбонатных суглинках, реже — на лёссах.
В Причерноморской низменности и на Ставропольском плато каштановые почвы формируются в основном на тяжелых лёссовидных суглинках. На Приволжской возвышенности наряду с четвертичными желто-бурыми лёссовидными суглинками почвообразующими породами являются отложения мелового и третичного периодов: кварцево-карбонатные и глауконитовые пески и супеси, палеогеновые засоленные суглинки и глины, продукты выветривания песчаников, известняков и мелоподобных мергелей. В Заволжье широко распространены сыртовые глины и суглинки. В Прикаспийской низменности встречаются преимущественно желто-бурые карбонатные, а иногда и засоленные суглинки, прикрывающие шоколадные глины аралокаспийской трансгрессии.
Подуральское плато покрыто толщей четвертичных отложений, представленных бурыми суглинками и глинами. Встречаются выходы коренных пород, на элювии которых формируются каштановые почвы.
В пределах Тургайской возвышенности наиболее распространены карбонатные тяжелые суглинки и глины, сменяющиеся третичными отложениями. В Мугоджарах широко представлены элювиально-делювиальные отложения продуктов выветривания коренных пород, а по древним долинам — элювий третичных красно-бурых глин.
В южной части Западно-Сибирской равнины почвообразующие породы представлены древнеаллювиальными отложениями, подстилаемыми морскими засоленными осадками. Огромная часть зоны располагается в пределах Казахского мелкосопочника, отличающегося сложным увалисто-волнистым рельефом с большим количеством сопок и низких гор.
Почвообразующее породы здесь — желто-бурые часто скелетные карбонатные суглинки. Встречаются пестро-цветковые третичные засоленные отложения, преимущественно глинистые, оказывающие большое влияние на развитие комплексности почвенного покрова.
В Южном Забайкалье каштановые почвы формируются в межгорных котловинах на хрящеватых легких пролювиально-делювиальных отложениях. Грунтовые воды повсеместно залегают глубоко и не оказывают влияние на развитие каштановых почв.
Вывод: Рельеф зоны преимущественно равнинный или слабоволнистый. Широко распространены понижения, в которых формируются засоленные почвы. Микрорельеф обуславливает различный характер солевого режима и увлажнения, что проявляется в пятнистом распределении растительности и комплексности почвенного покрова.
Растительность.
Растительный покров сухих степей неоднороден. Для него характерны низкорослость, комплексность и изреженность. Проективное покрытие не превышает 50-70%. К югу пестрота растительного покрова увеличивается.
В подзоне темно-каштановых почв растительность представлена типчаково-ковыльными степями, в состав которых входят различные виды злаков: ковыли, типчак, тонконог с примесью разнотравья; в подзоне каштановых почв преобладают полынно-типчаковые и полынно-типчаково-ковыльные степи; в подзоне светло-каштановых почв – типчаково-полынные и полынно-типчаковые степи со значительной примесью эфемеров и эфемероидов. Среди них наибольшее распространение имеют мятлик луковичный, тюльпаны и ирисы. Большое место занимают кустарники карагана, спирея.
На каштановых солонцеватых почвах произрастают типчак, различные виды полыни, а также разнотравье — прутняк, ромашник, грудница шерстистая, тысячелистник благородный. Появляются лишайники и сине-зеленые водоросли.
На легких каштановых почвах преобладает пырейно-разнотравная и ковыльно-разнотравная растительность с полынями полевой, метельчатой, песчаной.
Древесная естественная растительность приурочена к днищам и склонам балок и долинам рек. Наиболее часто встречаются дуб, осина, клен татарский, спирея, бересклет бородавчатый, степная вишня, бобовник. На выходах гранитов в Казахском мелкосопочнике встречается сосна .
Вывод: в подзоне каштановых почв большая часть растительности представлена различными видами полыни. При разложении растительных остатков полынных групп наряду с кремнием, магнием и полуторооксидами образуется большое количество щелочных металлов, которые являются причиной развития солонцовасти..
Генезис
В. В. Докучаев (1883), Н. М. Сибирцев (1898) и другие исследователи связывали происхождение каштановых почв с засушливостью климата и ксерофитным характером произрастающей растительности, в составе которой значительную роль играют полыни.
По мнению В. В. Докучаева и Н. М. Сибирцева, главнейшими особенностями процесса почвообразования в этой зоне являются замедленные темпы гумусообразования и слабая выщелоченность профиля почв от карбонатов и легкорастворимых солей.
Генезис каштановых почв рассматривают как результат совокупного проявления условий почвообразования в зоне сухих степей.
Особенности природных условий зоны, в частности более изреженный растительный покров и, как следствие, меньшее поступление в почву растительных остатков и менее благоприятные условия их гумификации, определяют ослабленное развитие здесь дернового процесса по сравнению с черноземной зоной. Сущность дернового процесса заключается в накоплении гумуса, оснований, элементов питания и в формировании водопрочной структуры под воздействием травянистой растительности. Степень выраженности этого процесса (содержание гумуса, мощность гумусовых горизонтов, оструктуренность) тесно связана с условиями увлажнения в связи с зональными и провинциальными особенностями климата, а также с конкретными условиями рельефа. Именно поэтому наиболее гумусированы темно-каштановые почвы, формирующиеся в более благоприятных условиях увлажнения, и невысокое содержание гумуса имеют собственно каштановые и особенно светло-каштановые почвы. По мере перехода от темно-каштановых почв к светло-каштановым общий запас органического вещества уменьшается, заметно увеличивается отношение корневой массы к надземной, что объясняется преобладанием в составе травостоя полыней.
Количество биомассы в зоне каштановых почв составляет в разных частях зоны 100—200 ц/га. Ежегодный опад растительных остатков колеблется от 40 до 80 ц/га. Значительную его часть составляют корни растений. Надземная растительная масса невелика и обычно не превышает 10—15 ц/га. В биологический круговорот с опадом ежегодно вовлекается 250—450 кг зольных элементов и азота.
Наложение элементов солонцового процесса на зональное проявление дернового процесса — одна из важнейших особенностей почвообразования в зоне сухих степей. Солонцеватость каштановых почв следует рассматривать как явление зонального порядка. Более четко она проявляется в светло-каштановых почвах.
Сущность солонцового процесса почвообразования, заключается в пептизации коллоидов, увеличение дисперсности минеральной массы и растворимости органического вещества под действием обменного натрия и соды, в вымывании пептизированных коллоидов из верхних горизонтов и их коагуляции в иллювиальном горизонте. Источником натрия и соды являются водорастворимые соли натрия, которые накапливаются в условиях засушливого климата в бессточных территориях
В тяжелых каштановых почвах солонцеватость выражена более отчетливо. Каштановые легкие почвы, как правило, несолонцеватые или слабосолонцеватые.
На проявление солонцеватости существенное влияние оказывает рельеф местности. Солонцеватость в каштановых почвах более отчетливо выявляется в нижней трети склона.
Каштановые почвы при определенных условиях могут формироваться в результате эволюции луговых, солонцовых и других почв.
Особенность почвенного покрова зоны — комплексность. Причиной высокой комплексности является микрорельеф на фоне бессточности территории и ее слабой дренированности, который обусловливает различия в водно-солевом режиме, а также пестрота почвообразующих пород и неравномерное первоначальное распределение солей в почвообразующих породах, деятельность землероев, вынос солей на поверхность солелюбивой растительностью, близкое залегание к поверхности солевого горизонта
Комплексность почвенного покрова с высоким содержанием засоленных и щелочных почв на фоне дефицита атмосферных осадков и источников пресной воды сильно осложняют условия земледелия в сухостепной зоне.
Вывод: в формировании каштановых почв основными факторами почвообразования являются ослабленное проявление процесса гумусового накопления и усиление процессов солонцовасти и соланчаковости, обусловленные выпотным типом водного режима и низкой продуктивности полынно-типчаковой ассоциации.
1.2Диагностические признаки темно- каштановых почв.
| |
| |
| |
| |
| |
А+В – гумусовый слой, бурый, комковатый, уплотненный, вскипает на глубине 40 – 45 см
Вк – имеют скопление карбонатов в виде белоглазки,
ВСк – плотные, гипс на глубине 150 – 170 см,
Ск – легкорастворимые соли
Вывод: темно-каштановые почвы характеризуются низкой мощностью гумусового слоя, подверженностью дефляции, скоплением гипса и пятен легко растворимых солей.
2.Агроэкологическая оценка механического (гранулометрического) и химического состава каштановых почв.
Почва полидисперсная система, состоящая из частиц разных размеров. Совокупность частиц разных размеров (механические элементы) называется гранулометрическим составом.
В основу классификации почв и пород по механическому составу положено соотношение физического песка и физической глины. Одна из первых научных классификаций была предложена Н. М. Сибирцевым. В настоящее время широко распространена более совершенная классификация механического состава почв и пород Н. А. Качинского.
По этой классификации основное наименование по механическому составу производится по содержанию физического песка и физической глины и дополнительное — с учетом других преобладающих фракций: гравелистой (3-1мм), песчаной крупнопылеватой (0,05-0,01 мм), пылеватой (0,01-0,001 мм) и иловатой (<0,001 мм).
Песчаная фракция(1—0,05 мм), состоит из обломков первичных минералов, прежде всего кварца и полевых шпатов. Эта фракция обладает высокой водопроницаемостью, не набухает, не пластична, в отличие от гравия обладает некоторой капиллярностью и влагоемкостью.
Фракция крупной пыли (0,05-0,01 мм) по минералогическому составу мало отличается от песчаной, поэтому обладает некоторыми физическими свойствами песка: не пластична, слабо набухает, обладает невысокой влагоемкостью.
Средняя пыль (0,01-0,005мм), как более дисперсная, лучше удерживает влагу, но обладает слабой водопроницаемостью, не способна к коагуляции, не участвует в структурообразовании и физико-химических процессах, протекающих в почве. Поэтому почвы, обогащенные фракцией крупной и средней пыли, легко распыляются, склоны к заплыванию и уплотнению, отличаются слабой водопроницаемостью.
Пыль мелкая (0,005-0,001мм) характеризуется относительно высокой дисперсностью, состоит из первичных и вторичных минералов. Способна к коагуляции и структурообразованию, обладает поглотительной способностью, содержит повышенное количество гумусовых веществ.
Ил (<0,001мм) состоит преимущественно из высокодисперсных вторичных минералов. Илистая фракция имеет большое значение в создании почвенного плодородия. Ей принадлежит главная роль в физико-химических процессах, протекающих в почве. Она обладает высокой поглотительной способностью, содержит много гумуса и элементов зольного и азотного питания растений.
Таблица №1. Данные механического анализа каштановой почвы.
| | Механический состав (фракции %) | | ||||||
| Глубина взятия образца (см) | 1-0,25 | 0,25-0,05 | 0,05-0,01 | 0,01-0,005 | 0,005-0,001 | <0,001 | <0,01 | Название почвы |
| 0-10 | 2,0 | 13,3 | 24,8 | 12,0 | 14,5 | 33,4 | 59,9 | легкоглинистая крупнопылеватоиловатая |
| 10-20 | 1,6 | 15,3 | 21,1 | 7,8 | 12,7 | 41,5 | 62 | легкоглинистая крупнопылеватоиловатая |
| 20-30 | 1,8 | 21,4 | 21,0 | 6,7 | 9,1 | 40,0 | 55,8 | легкоглинистая крупнопылеватоиловатомелкопесчаная |
| 60-70 | 1,7 | 24,6 | 21,4 | 8,1 | 16,0 | 28,2 | 52,3 | легкоглинистая крупнопылеватоиловатомелкопесчаная |
| 110-120 | 0,6 | 18,6 | 28,9 | 3,6 | 15,5 | 32,8 | 51,9 | легкоглинистая крупнопылеватоиловатая |
Каштановые почвы характеризуются тяжелым гранулометрическим составом. Так как данный состав однороден, т.е. все слои почвы легкоглинистые, то влага будет подниматься на поверхность. Соответственно и соли будут скапливаться на поверхности почвы.
По всему профилю преобладают две фракции крупная пыль и ил. Илистая фракция распределена по профилю неравномерно; накапливается в слое 10-30см. В иле преобладают гидрослюды, на втором месте смектитовый компонент, далее каолинит и тонкодисперсный кварц.
Таблица №2 Валовой состав темно-каштановых почв.
| Глубина взятия образца, см | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | К2О | Fе2О3 |
| 0-10 | 80,9 | 7,8 | 2,0 | 1,7 | 1,2 | 5,7 |
| 10-20 | 78,2 | 10,1 | 1,8 | 1,6 | 1,0 | 6,4 |
| 20-30 | 77,0 | 8,2 | 3,3 | 2,0 | 1,0 | 6,0 |
| 60-70 | 76,6 | 3,1 | 9,3 | 3,1 | 1,0 | 5,5 |
| 110-120 | 77,0 | 5,8 | 6,4 | 2,4 | 0,9 | 6,2 |
Верхний горизонт обеднен илом, железом, аллюминеем, относительно обогащен кремнем. Содержание калия больше в горизонте 0-10, по сравнению с другими слоями.
Железо и алюминий накапливаются, как и илистая фракция в слое 10-30см. В слое 60-70см их содержание уменьшается, а в слое 110-120см вновь увеличивается.
Валовое содержание кремнекислоты в почве по всему профилю одинаково. Незначительное скопление ее по сравнению с нижними горизонтами отмечается в слое 0-10 см.
Наибольшее содержание оксидов кальция и магния наблюдается в нижних слоях (60-70см, 110-120см) что связано сформированием почвы на лессовидных карбонатных суглинках.
Вывод: гумусово-элювиальный горизонт отличается более легким механическим составом, иллювиальный обогащен илом и поэтому тяжелее. Отчетливое перераспределение илистой фракции обусловлено пептизацией коллоидов.
3.Агроэкологическая оценка физико-химических свойств и гумусового состава
темно-
каштановых почв.
3.1Физико-химические свойства почвы.
Физико-химические свойства почв обусловлены составом и свойствами почвенных коллоидов и их взаимодействием с почвенным раствором.
Физико-химические свойства почв часто называют агрохимическими. Поглощенные катионы являются доступными для растений, при этом они не вымываются вместе с атмосферными осадками и поэтому всегда в запасе имеет элементы питания: катионы кальция, калия, аммония, железа и др. Чем выше ЕКО, тем лучше почва обеспечена элементами питания.
ЕКО – общее количество катионов, которое может удерживать почва в обменном состоянии. Величина ЕКО выражается количеством вещества эквивалентов обменных катионов в мг-экв./100г. почвы. Почвы, содержащие в составе ППК только основания (Ca2+, Mg2+, K+, Na+), называются насыщенными основаниями, а почвы, которые в ППК кроме оснований содержат катионы с выраженными кислотными свойствами (Н+ и AL3+), называют ненасыщенными основаниями.
ЕКО возрастает с увеличением в почве органического вещества, дисперсности гранулометрического состава от супесчаных к глинистым.
Щелочность – это способность почвы подщелачивать среду за счет ОН- - гидрооксидов. Щелочность делят на: актуальную и потенциальную
Актуальная щелочность определяется содержанием в почвенном растворе или водной вытяжке гидролитически щелочных солей, преимущественно карбонатов и гидрокарбонатов щелочных и щелочноземельных металлов
Потенциальная щелочность почв определяется содержанием обменного натрия, который в определенных условиях может переходить в почвенный раствор и подщелачивать его.
Таблица №3 Физико-химические свойства темно-каштановых почв.
| Глубина взятия образца, см | pHKCl | S | Na+ | EKO | | ||
| A,% | Оценка степени солонцовасти | ||||||
| мг-экв на 100г почвы | |||||||
| 0-10 | 7,5 | 16,6 | 1,1 | 17,7 | 6,2 | Остаточные солонцы | |
| 10-20 | 7,7 | 28,0 | 4,5 | 32,5 | 13,8 | средненатривые | |
| 20-30 | 8,0 | 19,1 | 3,4 | 22,5 | 15,1 | средненатривые | |
| 60-70 | 8,5 | | | | | | |
| 110-120 | 8,5 | | | | | | |
ЕКО= S+ Na+; А =Na+/ ЕКО*100%
Емкость поглощения каштановых почв низкая в слое 0-10 см - 17,7 мг-экв/100г., 10-20см - 32,5 мг-экв/100г., 20-30см - 22,5 мг-экв/100г.
В иллювиальном горизонте емкость поглощения выше, чем в верхнем слое, так как это связано с более высокой его дисперсностью и обогащенностью коллоидной фракцией.
Доля натрия в ЕКО в верхнем слое составляет 6,2%, в слое 10-20см – 13,8%, в слое 20-30см 15,1%.
Реакция солевой вытяжки в верхнем горизонте – щелочная (pH= 7,5 ). В нижних горизонтах pH достигает 8,5 (сильно щелочная ). Почва нуждается в гипсование.
Доза гипса = 0,086(Nа-0.05ЕКО)+(Щобщ-0,7)h*dv
Доза гипса = 0,086 (4,5-0,05*32,5)+30*1,32=39,847т/га
Вывод: Повышенное содержание натрия, создает условия для насыщения поглощающего комплекса иона натрия путем вытеснения из него других катионов. Почвенные частицы, насыщенные натрием, теряют агрегатное состояние вследствие высокой гидратации иона натрия. Коллоиды, обогащенные натрием, обладают способностью удерживать на своей поверхности воду, сильно набухают, приобретают устойчивость против коагуляции и значительную подвижность. При высоком содержании иона натрия резко возрастает также растворимость органических и минеральных соединений почвы в результате появления щелочной реакции. Подщелачивание раствора способствует дальнейшему диспергированию почвенных коллоидов. Они из-за большой подвижности выщелачиваются из верхних горизонтов и на некоторой глубине под действием солей электролитов из золеообразного состояния превращаются в гели, накапливаются, что и приводит к образованию иллювиального горизонта.
3.2 Гумусовое состояние почвы.
При окультуривании каштановых почв нивелируются главные диагностические показатели – содержание гумуса в пахотном слое и мощность пахотного слоя.
Основным критерием для разделения их на виды является мощность гумусовых горизонтов (А+В1): мощные (более 50см), среднемощные (30-50см), маломощные (20-30см) и очень маломощные ( мене 20см).
Каштановые почвы характеризуются средним содержанием гумуса ( в слое А -2,20%), которое постепенно снижается сверху вниз по почвенному профилю.
Мощность гумусового слоя составляет 30см содержание гумуса в слое 0-10см 2,20% , в слое 10-20см 2,12%, слое 20-30см 1,89%, в слое 60-70см 0,99%. Запас гумуса в гумусовом слое – 81,97т/га:
З=h*H *dv
З1= 2,20*10*1,20=26,4т/га
З2=2,12*10*1,32=27,98 т/га
З3=1,89*10*1,46=27,59т/га
З=26,4+27,98+27,59=81,97 т/га
Вывод: Низкое содержание гумуса, высокая щелочность обуславливают низкую окультуреность почвы, поэтому здесь можно выращивать набольшое количество сельскохозяйственных культур.
4.Оценка ветровой эрозии почв.
Веротвая эрозия – совокупность сложных и разнообразных процессов кколичественного и качественного изменения горных пород и слагающих их минералов под воздействием атмосферы, гидросферы и биосферы.
Горизонтыгорных пород, где протекают процессы выветривания, называют корой выветривания. В ней различают две зоны: зону поверхностного, или современного, выветривания и зону глубинного,или древнего, выветривания. Мощность коры современного выветривания, в которой может протекать почвообразовательный процессс, колеблется от нескольких сантиметров до 2 – 10 м.
Различают два основных типа коры выветривания: сиаллитную, распространенную в регионах с умеренно влажным климатом, для нее характерно образование глинистых минералов, преимущественно монтмориллонитовой группы, и гидрослюд, сохранение наиболее устойчивых первичных минералов; аллитную, формирующуюся в условиях влажного субторопического и тропического климата, для которой характерно господство вторичных минераллов группы гидроокиси железа и аллюминия, почти полное разрушение первичных минералов (кроме кварца), вывос оснований и кремнезема; в составе глинистых минералов преобладают коалинит или галлуазит.
Совокупность остаточных продуктов выветривания различных по составу элювиальных образований в верхнем слое литосферы называют остаточной (элювиальной) корой выветривания. Перемещенные водой, ветром, льдом продукты выветривания формируют аккумулятивные (переотложенные) коры выветривания.
Отношение SiO2:R2O3 в иле породы: SiO2 – 63,7%, Al2O3 – 18,5%, Fe2O3 – 11,2%.
SiO2: 63,7%/60=1,062
Al2O3: 18,5%/102=0,18
Fe2O3: 11,2%/160=0,07
SiO2:R2O3=1,062/0,25=4,248
Вывод: тип коры выветривания сиаллитный. Почва развита на сиаллитной коре выветривания.
5.Физические свойства почвы и их характеристика
К физическим свойствам почвы относятся структура, водные, воздушные, тепловые, общие физические и физико-механические свойства. Их величина, динамика определяются составом, соотношением, взаимодействием и динамикой твердой, жидкой, газообразной и живой фаз почвы. Физические свойства оказывают большое влияние на развитие почвообразовательного процесса, плодородие почвы и развитие растений.
К общим физическим свойствам относят плотность почвы, плотность твердой фаза и пористость.
Плотность твердой фазы почвы (d )–отношение массы ее твердой фазы к массе воды в том же объеме при 40С. Ее величина определяется соотношением в почве компонентов органических и минеральных частей почвы.
d=dv/(1-Робщ/100%);
d=1,2/(1-0,555)=2,63;
d=1,32/(1-0,512)=2,7;
d=1,46/(1-0,463)=2,72;
d=1,56/(1-0,462)=2,91;
d=1,64/(1-0,394)=3,01.
Плотность почвы (dv) – масса единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении. Плотность почвы зависит от минералогического и механического состава, структуры почвы и содержания органического вещества.
Пористость (или скважность) почвы –суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы почвы. Выражается в процентах от общего объема почвы и вычисляется по показателям плотности почвы и плотности твердой фазы:
Робщ=(1-dv/d)*100
Таблица №4. Общие физические свойства темно-каштановых почв.
| Глубина взятия образца, см | d г/см3 | Оценка dv | Оценка Робщ | ||
| г/см3 | Оценка | % | Оценка | ||
| 0-10 | 2,63 | 1,20 | Уплотнен | 55,5 | удовлетворительная |
| 10-20 | 2,7 | 1,32 | Сильно уплотнен | 51,2 | удовлетворительная |
| 20-30 | 2,72 | 1,46 | Сильно уплотнен | 46,3 | удовлетворительная |
| 60-70 | 2,91 | 1,56 | | 46,2 | низкая |
| 110-120 | 3,01 | 1,64 | | 39,4 | низкая |
Плотность почвы и плотность твердой фазы почвы имеют наименьшие показатели в верхних границах и заметно увеличивается в нижележащих. Общая пористость наибольшие значения имеет в верхних горизонте, а наименьшие в нижних.
Вывод: почва имеет высокую плотность сложения, что затрудняет проникновение корневых систем, ухудшает рост растений и их продуктивность.
Наличие обменного натрия придает каштановым почвам щелочную реакцию, что способствует диспергированию и сносу почвенных коллоидов вниз по профилю, что делает их бесструктурными. При увлажнении каштановая почва набухает, становиться вязкой, трудноводопроницаемой, а при высыхании цементируется, что затрудняет обработку.
6. Водно - физические свойства
Почва как многофазная , полидисперсная система способна поглощать и удерживать воду. В ней всегда находиться определенное количество влаги. Содержание влаги в процентах к массе сухой почвы характеризуется влажностью почвы. Вода поступает в почву в виде атомосферных осадков, грунтовых вод, при конденсации водяных паров из атмосферы, при орошении. Главным источником воды в неорошаемом земледелии являются атмосферные осадки.
Почвенная вода – жизненная основа растений, почвенной фауны и микрофлоры, получающих воду главным образом из почвы. Растения расходуют воду в огромном количестве.
От содержания воды в почве зависят интенсивность протекающих в ней биологических, химических и физико-химических процессов, передвижение веществ в почве, водно-воздушный, питательный и тепловой режимы, ее физико-механические свойства, то есть важнейшие показатели почвенного плодородия. Следовательно, почвенная вода оказывает прямое и косвенное влияние на развитие растений. Вода в почве может находиться во всех трех состояниях: твердом, жидком и парообразном.
Парообразная вода содержится в почвенном воздухе в парах, свободных от воды. Пары воды поступают в почву из атмосферы и постепенно образуются в почве при испарении жидкой воды и льда. Они перемещаются по профилю почвы и в атмосферу с током почвенного воздуха и диффузионно в соответствии с градиентом давления пара .
Твердая вода –лед – потенциальный источик жидкой и парообразной воды. Эту воду непосредственно не используют растения, хотя она и может служить резервом доступной влаги.
Относительную влажность почвы, свойственную определенным категориям и формам влаги, называют почвенно-гидрологичес-кой константой. С агрономической точки зрения почвенно-гидро-литические константы выражают степень доступности растениям почвенной влаги, состояние водного режима почвы. Различают следующие почвенно-гидрологические константы:
1.Максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ) —
влажность почвы, соответствующая наибольшему содержанию
недоступной растениям прочносвязанной влаги.
2.Максимальная гигроскопичность (МГ) — влажность поч
вы, соответствующая количеству воды, которое почва может сор
бировать из воздуха, полностью насыщенного водяным паром.
Влага, соответствующая МГ, полностью недоступна растениям.
3.Влажность устойчивого завядания растений (ВЗ), соот
ветствующая содержанию в почве воды, при котором растения
обнаруживают признаки завядания, не проходящие при помеще
нии растений в насыщенную водяным паром атмосферу. Влаж
ность завядания соответствует влажности почвы, когда влага
из недоступного для растений состояния переходит в доступ
ное (нижний предел доступности почвенной влаги).
ВЗ=МГ*1,5
4.Наименьшая (полевая) влагоемкость почвы (НВ) — соот
ветствует капиллярно-подвешенному насыщению почвы водой,
когда последняя максимально доступна растениям. Она завист от гранулометрического состава, структурного состояния, плотности.
5. Полная влагоемкость (ПВ) — соответствует такому содержанию влаги в почве, когда все ее поры насыщены водой.
Способность почвы к устойчивому обеспечению растений водой зависит от агрофизических факторов плодородия. Конкретно действие агрофизических факторов по отношению к воде проявляется через водные свойства почвы: влагоемкость, водопроницаемость и водоподъемная способность
Водопроницаемость – это способность почв и грунтов впитывать и пропускать через себя воду, поступающую с поверхности.
Влагоемкостью почвы называют способность ее удерживать воду.
Водоподъемная способность – свойство почвы вызывать восходящие передвижение влаги в ней за счет капиллярных сил.
Таблица№5. Водно-физические свойства темно-каштановых почв.
| Глубина взятия образца, см | МГ | ВЗ | НВ | ВРК | ЗТВ | ЗНВ | ДАВ при НВ, мм | ||
| 0-10 | 4,3 | 6,45 | 22 | 15,4 | 77,4 | 107,4 | 15,55 | ||
| 10-20 | 4,5 | 6,75 | 21 | 14,7 | 89,1 | 104,94 | 14,25 | ||
| 20-30 | 4,5 | 6,75 | 20 | 14 | 98,55 | 105,85 | 13,25 | ||
| 60-70 | 2,5 | 3,75 | 17 | 11,9 | 58,5 | 127,14 | 13,25 | ||
| 110-120 | 2,5 | 3,3 | 18 | 12,6 | 54,12 | 152,52 | 14,7 | ||
ДАВ(диапазон активной влаги)=НВ-ВЗ
ЗТВ (запас труднодоступной влаги)=(ВРК-ВЗ)* dv*Нсм
ЗНВ( запас недоступной влаги)= ВЗ* dv*Нсм
ВРК=0,7*НВ
Вывод: Водно–физические свойства и водный режим каштановых почв неблагоприятен для роста растений. Это связано с тем , что близко залегает к поверхности плотный слабопроницаемый иллювиальный горизонт. Иллювиальный горизонт будет способствовать аккумуляции загрязняющих веществ, и слабой их миграции в нижние слои.
Почва обладает низкой водопроницаемостью. Самая низкая водопроницаемость отмечается в корковом слое и солонцовом горизонте, так как они имеют более плотное сложение. Количество недоступной влаги растениям высокое.
Регулирование водного режима почвы — обязательное мероприятие в условиях интенсивного земледелия. При этом осуществляют комплекс приемов, направленных на устранение неблагоприятных условий водоснабжения растений. Искусственно изменяя приходные и особенно расходные статьи водного баланса, можно существенно влиять на общие м полезные запасы воды в почвах и этим способствовать получению высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.
Регулирование водного режима основывается на учете климатических и почвенных условий, а также потребностей выращиваемых культур в воде.
Для создания оптимальных условий роста и развития культурных растений необходимо стремиться к уравниванию количества влаги, поступающей в почву, с ее расходом на транспирацию и физическое испарение, то есть созданию коэффициента увлажнения, близкого к единице.
В конкретных почвенно-климатических условиях способы регулирования водного режима почв имеют свои особенности.
В зоне неустойчивого увлажнения и засушливых районах регулирование водного режима направлено на максимальное накопление влаги в почве и на рациональное ее использование. Один из наиболее распространенных способов влагонакопления — задержание снега и талых вод. Для этого используют стерню, кулисные растения, валы из снега и др. Для уменьшения поверхностного стока воды применяют зяблевую вспашку поперек склонов, обвалование, прерывистое бороздовапие, щелевание, полосное размещение культур, ячеистую обработку почвы и другие приемы.
Исключительная роль в накоплении почвенной влаги принадлежит полезащитным лесным полосам. Предохраняя снег от сдувания в зимнее время, они способствуют увеличению запасов влаги в метровом слое почвы к началу вегетационного периода на 50—80 мм и до 120 мм в отдельные годы (А. И. Шульгин). Под влиянием лесных полос сокращается непродуктивное испарение влаги с поверхности почвы, что также улучшает водообеспеченность полей. Наиболее эффективны ажурные и продувные лесные полосы.
Накоплению и сохранению влаги в почве способствуют многие агротехнические приемы. Поверхностное рыхление почвы весной или закрытие влаги боронованием позволяет набежать ненужных потерь ее а результате физического испарения. Послепосевное прнкатывание почвы изменяет плотность поверхностного слоя пахотного горизонта по сравнению с остальной его массой. Создавшаяся разность плотностей почвы вызывает капиллярный подток влаги из нижележащего слоя и способствует конденсации водяных паров воздуха. В сочетании с увеличением контакта семян с почвенными частицами все явления, связанные с прикатыванием, усиливают прорастание семян и обеспечивают потребность растений в воде ранней весной. Применение минеральных и органических удобрений способствует более экономному использованию влаги.
В пустынно-степной и пустынной зонах основной способ улучшения водного режима — орошение. При орошении борьба с непродуктивными потерями воды имеет особо важное значение в целях предотвращения вторичного засоления. В комплексе мероприятий по улучшению водообес-печенностн растений в различных зонах важно предусматривать планомерное улучшение водных свойств почв, их структурного состояния
7.Агроэкологическая оценка питательного режима
темно-
каштановых почв.
Большое значение в развитии растений играют азот , фосфор, калий.
Азот в почвах. Валовое содержание азота в почве тесно связано с содержанием гумуса. Накопление азота в почве обусловлено биологической аккумуляцией его из свободного азота атомосферы.
Круговорот азота в природе включает несколько звеньев, в которых главными агентами выступают микроорганизмы (азот-фиксаторы, аммонификаторы, нитрификаторы, денитрификато-ры). Фиксация атмосферного азота осуществляется клубеньковыми бактериями (до 300 кг/га), свободноживущими азотфиксато-рами (от 5-15 до 100 кг/га) и ассоциативными (ризосферными) бактериями — 10-100 кг/га в год (Умаров М.М., !980).
Разложение азотсодержащих органических соединений приводит к высвобождению азота в форме аммиака (аммонификация). Затем аммиак окисляется последовательно до нитритов и нитратов (нитрификация). Окисленный азот вновь восстанавливается до газообразной формы в процессе денитрификации.
Азот органических веществ недоступен для растений. Основная роль в питании растений принадлежит минеральным формам азота: нитратному и аммиачному. Содержание минеральных форм азота в пахотном слое в среднем составляет 30-100 кг/га (5-30 мг/кг почвы). Показатели содержания минеральных форм азота динамичны во времени, их используют для определения необходимости подкормок и для расчета норм азотных удобрений.
Легкогидролизуемый азот является основным резервом доступных для растений форм. Он содержится в легкоразлагаемом органическом веществе: послеуборочных остатках, органических удобрениях, детрите. Существенное количество азота поступает в почвы с атмосферными осадками - до 10-15 кг/га в год, который используется растениями.
Очень остро стоит проблема регулирования азотного питания растений. Недостаток азота резко сказывается па величине урожая. На получение 1 т зерна вместе с соломой требуется от 30 до 40 кг азота.
Фосфор
в почвах. Валовое содержание фосфора в почвах составляет 0,03-0,2%, или 1-6 т/га в пахотном слое. Основным источником фосфора в почвах служат труднорастворимые минералы группы апатита, главным образом фторапатит. В почве фосфор находится в форме минеральных и органических соединений. Органические соединения представлены нуклеиновыми кислотами, нукле-опротеидами, сахарофосфатами, гумусовыми веществами и др.
Минеральные соединения фосфора содержатся в почвах в виде солей кальция, магния, железа и алюминия ортофосфорной кислоты, в поглощенном состоянии — в виде фосфат-иона, а также в составе минералов апатита, фосфорита и вивианита. В почвах с кислой реакцией среды преобладают фосфаты железа и алюминия, с нейтральной и слабощелочной - фосфаты кальция.
Основная часть как органических, так и минеральных соединений фосфора в почвах недоступна растениям. Фосфор в составе органических соединений становится доступным после их минерализации, с участием ферментов фосфолитаз, фосфотаз, фитаз и др. Мобилизация фосфора из минеральных соединений происходит в основном под действием кислот, продуцируемых микроорганизмами, в том числе углекислоты. Наиболее благоприятная реакция среды для усвоения фосфат-ионов растениями - слабокислая (рН 6-6,5).
Калий в
почвах. Содержание валового калия в пахотном слое почв составляет 0,5-3%. Он входит в состав кристаллической решетки как первичных (полевые шпаты, слюды), так и вторичных минералов (вермикулит, глауконит) в труднодоступной для растений форме. Основным источником доступного для растений калия является обменный, который находится в составе ППК. Обменный калий составляет 0,5-2,5% валового. Необменпый, или фиксированный калий труднодоступен для растений, однако он может переходить в обменное состояние и служит ближайшим резервом доступного калия. На получение 1 т зерна вместе с соломой требуется 25-30 кг калия.
Оптимитизация калийного питания достигается внесением органических и минеральных удобрений, химической мелиорацией, меропричтиями, напрвлеными на увеличение емкости катионного обмена.
8.Деградация каштановых почв от ветровой эрозии.
Основные деструктивные процессы в почвах, их физическая деградация связана, в первую очередь, с проявлением ветровой эрозии.
Как указывают Каштанов А.Н. и Явтушенко В.Е. в России подвержено эрозии почти четверть сельскохозяйственных угодий, что составляет более 50 млн.га.
Веторовая эрозия почв делится на два основных подтипа: пыльные бури и повседневную ветровую эрозию. Пыльные бури повторяются раз в 3-20 лет. Они бывают при очень сильных ветрах, передвигающих мелкие почвенные частицы в воздушном потоке. Повседневная ветровая эрозия почв проявляется без пыльных бурь. Особенно она действует на склонах, испытывающих удары ветра.
Ветровая эрозия развивается при скорости ветра более 11 м/сек, в районах развития пыльных бурь скорость ветра достигает 16-40 м/сек. Дефляция, в большей степени, развивается на почвах легкого грануломерического состава, на сухих почвах, на ветроударных склонах, на участках почв, не защищенных от ветра растительностью.
Развитие эрозии почв является нарушением экологического состояния системы и приводит 1) к изменению свойств почв – изменению гранулометрического состава, физико-химических свойств, агрохимических свойств, ферментативной и микробиологической активности; 2) к изменению микро- и мезорельефа; 3) к изменению состава грунтовых вод, верховодки, состава газовой фазы приземного слоя воздуха, изменению гидроморфности территории; 4) к изменению состояния растений, их химического состава; 5) к изменению оптимумов плодородия.
9.Пути оптимизации ветровой эрозии почв.
Для разработки наиболее эффективных путей уменьшения эрозии, повышения урожая необходима оптимизация всех параметров системы в их взаимосвязи. Необходима оптимизация экологической системы и состояния биогеоценоза при комплексном воздействии.
1. В зависимости от типов почв, свойств почв.
2. При воздействии на свойства почвы, изменяя их емкость поглащения и структуру при внесении погребенных почв, выбросов из коллекторно-дренажных вод
3. При воздействии на напочвенный покров (подбор состава и структуры лесных полос, кулисных посевов, густоты стояния посевов).
Для предупреждения дефляции почв применяют почвозащитные севообороты: полосное расположение посевов, мульчирование, посев промежуточных культур, почвозащитную систему механической обработки, борьбу с сорняками и закрытие влаги, агромелиоротивные мероприятия.
Заключение.
Темно-каштановые почвы обладают комплексом отрицательных агрономических свойств: щелочной реакцией среды, неудовлетворительными водно-физическими свойствами, наличием в профиле водорастворимых солей.
Обменный натрий – главная причина щелочности и неудовлетворительных водно-физических свойств. Поэтому основным приемом улучшения каштановых почв является химическая мелиорация – гипсование. При этом происходит замена поглощенного натрия в ППК на кальций. Гипсование снижает щелочность и улучшает водно-физические свойства тенмо-каштановых почв. Эффективность гипсования повышается в условиях орошения.
Особое значение приобретает предупреждение вторичного засоления и осолонцевания в результате поднятия грунтовых вод при орошении. Избежать негативный последствий орошения можно при внедрении новых экологически безопасных технологий.
Данные почвы могут использоваться как сенокосы или пастбища, при окультуривании этих почв на них можно выращивать сельскохозяйственные культуры.
Список литературы
1. Почвенная экология/ Под ред профессора Степановой Л,П,-Орел.:Издательствл Орел ГАУ,2002.-546с.
2. ,Агрохимия / Под ред. ЯгодинБ,А.- М.: Колос ,2002.-584с.
3. Почвоведение/Под ред И.С. Кауричева.-1989.-719с.ил.
4. Почвоведение/Под Н.Ф. Ганжара.-М.: Агроконсалт,2001.-392с.:ил.
5. Практикум по почвоведению./ Под Н.Ф. Ганжара.-М.: Агроконсалт,2002.-280с
