почвоведение лаб практик
.pdfМИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова»
КАФЕДРА ПОЧВОВЕДЕНИЯ
ПОЧВОВЕДЕНИЕ
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
ПЕРМЬ 2006
Составлено: И.А. Самофаловой, к-т с-х наук, ст. преподаватель каф. почвоведения ФГОУ ВПО ПГСХА имени академика Д.Н. Прянишникова
Рецензент: Л.А. Михайлова, к-т с-х наук, зав. каф. агрохимии ФГОУ ВПО ПГСХА имени академика Д.Н. Прянишникова
Лабораторный практикум составлен в соответствии с программой курса «Почвоведение» для 1 курса специальностей 120301 «Землеустройство», 120302 «Земельный кадастр», 120303 «Городской кадастр». Практикум предназначен для студентов землеустроительного факультета с целью последовательного и логичного усвоения курса при изучении материала, экономии учебного времени, для самостоятельной подготовки к лабораторным занятиям.
Лабораторный практикум утвержден на заседании каф. почвоведения (протокол №9 от
08.02.2005.).
Издано по решению методической комиссии агрохимического ф-та (протокол №5 от
24.01.2006.).
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Введение |
|
1.Подготовка почвы к анализу |
4 |
2.Определение гигроскопической влаги |
4 |
3.Диагностика почв по гранулометрическому составу. Определение |
|
гранулометрического состава почв органолептическим методом |
5 |
3.1Классификация механических элементов и почв по |
|
гранулометрическому составу |
5 |
3.2.Диагностика почв по гранулометрическому составу |
7 |
4.Физические свойства почв |
10 |
4.1.Определение плотности твердой фазы почв |
11 |
4.2.Определение плотности почв |
12 |
4.3.Расчет пористости и влагоемкости почвы |
13 |
4.4.Агрегатный состав почвы |
14 |
5.Агрохимические свойства почв |
18 |
5.1.Определение содержания гумуса в почве |
18 |
5.2.Определение подвижных форм фосфора и калия в почве по методу |
|
Кирсанова |
21 |
6.Физико-химические свойства почв |
22 |
6.1.Определение суммы обменных оснований методом Каппена- |
|
Гильковица |
22 |
6.2.Определение гидролитической кислотности методом Каппена |
24 |
6.3.Определение обменной и актуальной кислотности |
|
потенциалометрическим методом |
25 |
6.4.Вычисление емкости катионного обмена и степени насыщенности почв |
|
основаниями |
26 |
6.5.Определение потребности почвы в известковании, расчет доз извести |
27 |
7.Общая характеристика свойств исследуемой почвы |
29 |
8.Расчет бонитировочного балла почвы по методу А.С. Фатьянова |
30 |
Библиографический список |
32 |
Приложения |
33 |
Введение
Почва – основное и незаменимое средство сельскохозяйственного производства. Она отличается от других средств производства ограниченностью в пространстве и незаменимостью ,поэтому необходимо сохранять и улучшать ее. Все агротехнические и мелиоративные мероприятия нужно проводить с учетом свойств почв и особенностей их образования. Следует знать процессы, происходящие в почвах в природных условиях, и те возможные изменения, которые могут произойти под влиянием хозяйственной деятельности человека. Таким образом, почвоведение составляет основу практической деятельности землеустроителей.
Содержание данного практикума составляют лабораторно-практические занятия, которые необходимо выполнить студенту при изучении физических, агрохимических, физико-химических свойств почв, используя общепринятые стандартные методы анализа. Знание характера и направления процессов, влияющих на эти свойства, позволяет установить закономерности и тип почвообразования. Студент должен уметь по данным анализа определять тип, подтип, вид и разновидность изучаемой почвы, провести бонитировку и предложить мероприятия по повышению их плодородия с учетом конкретных почвенно-климатических условий.
1. ПОДГОТОВКА ПОЧВЫ К АНАЛИЗУ
Взятые в поле для лабораторного анализа почвенные образцы должны быть соответственно подготовлены. Для этой цели каждый образец помещают на бумагу, рассыпают его тонким слоем и просушивают до воздушно-сухого состояния, разминая руками комья и отбирая пинцетом включения: камни, корни и т. д. В период просушивания почву перемешивают.
Отбирают среднюю пробу: всю почву распределяют на листе бумаги равномерным слоем и разбивают по диагонали на 4 треугольника: два противоположно лежащих треугольника убирают в коробку, а два оставшиеся перемешивают.
Взятый средний образец растирают в фарфоровой ступке и просеивают через сито с отверстиями в 1 мм. Не прошедшую через сито часть почвы снова растирают и просеивают. Повторяют до тех пор , пока на сите не останутся твердые каменные обломки. Прошедшую через сито растертую почву помещают в бумагу и убирают в ту же коробку, где находится не растертая почва.
В дальнейшем все анализы выполняются из подготовленного образца.
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИГРОСКОПИЧЕСКОЙ ВЛАГИ
При определении количества тех или иных составных частей почвы необходимо учитывать наличие гигроскопической влаги и все вычисления производить на сухую почву, то есть почву, не содержащую гигроскопической влаги. Только при этом условии можно получить сравнимые результаты анализов почвы.
Гигроскопическая влага (ГВ) – влага, содержащаяся в воздушно-сухой почве, выражается в процентах от массы сухой почвы. Значения ГВ используются для вычисления:
-сухой массы почвы;
-коэффициента пересчета результатов анализа воздушно-сухой почвы на сухую;
-влажности завядания;
-запасов доступной и недоступной влаги в почве.
Ход анализа
1. Стеклянный стаканчик (бюкс) с притертой крышкой просушивают до постоянной массы в сушильном шкафу, охлаждают в эксикаторе и взвешивают на аналитических весах.
2.В бюксе отвешивают на аналитических весах 4-5 г воздушно-сухой почвы, просеянной через сито с отверстиями 1 мм.
3.Почву в стаканчике (крышку открыть) сушат в сушильном шкафу 5 часов при t – 1051100 С. Затем закрывают стаканчик крышкой, охлаждают в эксикаторе и взвешивают на аналитических весах.
4.Рассчитывают гигроскопическую влагу и результаты записывают по форме в таблицу
1
Задание 1: Произвести расчет гигроскопической влаги
ГВ% = |
100 × а |
; |
(1) |
|
|||
|
в |
|
где: а - масса испарившейся воды, г; в – масса сухой почвы, г
Таблица 1
Содержание гигроскопической влаги в почве
Генетический |
|
|
|
|
|
|
Масса, г |
|
|
|
|
Номер |
|
|
|
|
|
бюкса с |
|
|
|
|
|
горизонт, |
бюкса |
|
бюкса с |
|
|
|
|
||||
глубина |
бюкса |
с |
|
почвой до |
почвой |
испарив- |
сухой |
|
ГВ, |
||
взятия |
|
крыш- |
|
высушиван |
после |
шейся |
почвы |
|
% |
||
|
|
высушива- |
воды (а) |
(в) |
|
||||||
образца, см |
|
кой |
|
|
ия |
ния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 2: Рассчитать коэффициент гигроскопичности (коэффициент пересчета |
|
||||||||||
результатов анализа воздушно-сухой почвы на сухую) по формуле 2. |
|
|
|
||||||||
|
|
Кн2 |
о = |
100 + ГВ |
|
|
|
(2) |
|
||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
3. ДИАГНОСТИКА ПОЧВ ПО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОМУ СОСТАВУ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Гранулометрический состав – это важный качественный показатель продуктивности земель. От гранулометрического состава зависит качество почв и уровень их плодородия. Способность почв противостоять неблагоприятным процессам эрозии, подкисления, загрязнения, засоления зависит от их гранулометрического состава. Почвы легкого гранулометрического состава в большей степени подвержены деградации.
Гранулометрический состав почв учитывают про определении структуры угодий
ипосевов сельскохозяйственных культур, их размещении.
3.1Классификация механических элементов и почв по гранулометрическому
составу
Твердая фаза почвы состоит из частиц различных размеров, которые называются механическими элементами или гранулами.
Задание1. Заполнить таблицу 2.
Таблица 2
Классификация механических элементов почвы по крупности
Механические |
|
Свойства |
|
|
|||
элементы |
|
|
|
||||
|
|
|
|
Название |
|||
|
|
|
|
поглоти- |
|
||
|
|
водопро- |
|
минерало |
механической |
||
|
размер, |
влаго- |
тельная |
||||
название |
ницае- |
гический |
фракции |
||||
мм |
емкость |
способ- |
|||||
|
мость |
состав |
|
||||
|
|
|
ность |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
Камни |
|
|
|
|
|
|
|
Гравий |
|
|
|
|
|
|
|
Песок кр. |
|
|
|
|
|
|
|
Песок ср. |
|
|
|
|
|
|
|
Песок мел. |
|
|
|
|
|
|
|
Пыль кр. |
|
|
|
|
|
|
|
Пыль ср. |
|
|
|
|
|
|
|
Пыль мел. |
|
|
|
|
|
|
|
Ил грубый |
|
|
|
|
|
|
|
Ил тонкий |
|
|
|
|
|
|
|
Коллоиды |
|
|
|
|
|
|
Задание 2. Описать свойства фракций и записать в таблицу 3
Таблица 3
|
|
Свойства фракций |
|
|
|
Название |
Размер |
Свойства |
фракций |
фракций, мм |
|
Илистая |
< 0.001 |
|
|
|
|
Мелкопылеватая |
0.005-0.001 |
|
|
|
|
Средняя пыль |
0.01-0.005 |
|
|
|
|
Крупная пыль |
0.05-0.01 |
|
|
|
|
Песчаная |
1-0.05 |
|
|
|
|
Классификация почв по гранулометрическому составу основана на соотношении частиц физической глины к физическому песку (табл. 4).
Кроме этого введено понятие преобладающей фракции. Выделено 5 фракций:
гравелистая |
3-1 |
мм |
песчаная |
1-0,05 |
мм |
крупнопылеватая |
0,05-0,01 |
мм |
пылеватая |
0,01-0,001 |
мм |
илистая |
< 0,001 |
мм |
Таблица 4
Классификация почв по гранулометрическому составу (Н.А. Качинский, 1968)
Название почвы по |
Содержание физической глины (частицы < 0.01 мм), % |
||
гранулометрическому |
Почвы подзолистого |
Черноземы, |
Солонцы и сильно |
составу |
типа |
красноземы, |
солонцеватые почвы |
|
|
желтоземы |
|
Глина тяжелая |
>80 |
>85 |
>65 |
средняя |
80-60 |
85-75 |
65-50 |
легкая |
65-50 |
75-60 |
50-40 |
Суглинок тяжелый |
50-40 |
60-45 |
40-30 |
средний |
40-30 |
45-30 |
30-20 |
легкий |
30-20 |
30-20 |
20-15 |
Супесь |
20-10 |
20-10 |
15-10 |
Песок связный |
10-5 |
10-5 |
10-5 |
Песок рыхлый |
5-0 |
5-0 |
5-0 |
В зависимости от того, какая фракция преобладает, к основному наименованию почвы добавляют название преобладающей фракции. Например, дерново-подзолистая почва содержит физической глины-28,1%, песка-37,0%, крупной пыли-34,9%, средней- 4%, мелкой пыли-16, 0% и ила-12,0%. Преобладающая фракция песок, на II месте крупная пыль, на III-пыль, ил. Название почвы по гранулометрическому составу - суглинок легкий крупнопылевато-песчаный.
Задание 3. Определить название почвы по гранулометрическому составу по содержанию механических фракций
а) 1-0,05мм – 30,9%; 0,05-0,01 мм – 21,6%; 0,01-0,001 мм –19,6%; < 0,001 мм –27,9% б) 3-1мм – 2%; 1-0,5 мм – 10%; 0,5-0,25 мм – 15%; 0,25-0,05 мм – 7%; 0,05-0,01 мм –
21%; 0,01-0,005мм – 6%; 0,005-0,001 мм – 12%; < 0,001 мм – 27% в) 1-0,05мм – 11,0%; 0,05-0,01 мм – 35,2%; 0,01-0,001 мм –25,8%; < 0,001 мм –28,0%
3.2 Диагностика почв по гранулометрическому составу
Методы гранулометрического анализа разделяется на две группы: визуальные (в полевых условиях) и лабораторные (более точные). Различают мокрый и сухой способы определения гранулометрического состава (табл. 5)
Сухой метод. Сухой комочек или щепотку почвы испытывают на ощупь, кладут на ладонь и растирают пальцами. Гранулометрический состав определяют по состоянию сухого образца, ощущению при растирании и количеству песка.
Мокрый метод. Образец растертой почвы увлажняют по каплям водой и перемешивают до тестообразного состояния. Затем почву раскатывают на ладони в шар, затем в шнур толщиной 3 мм и пытаются свернуть его в кольцо диаметром 3 см. Гранулометрический состав определяют по пластичности почвы.
Задание 4. Определить ранулометрический состав данного образца почвы и результаты записать в таблицу 6.
Таблица 5
Диагностика гранулометрического состава почв в полевых условиях
Грануломет |
Ощущение |
Вид в лупу |
|
В сухом |
|
Во влаж- |
При скатыва- |
|||||||
рический |
|
при |
|
|
состоянии |
|
ном сос- |
нии |
|
|||||
состав |
растирании |
|
|
|
|
|
|
|
тоянии |
|
|
|
||
Песчаный |
Состоит почти из песчаных |
|
Сыпучее |
|
Образует |
Не |
|
|||||||
|
|
|
зерен |
|
|
|
|
|
|
текучую |
скатывается |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
массу |
|
|
|
Супесча- |
Преобладают песчаные |
Ссыхаются |
в |
Неплас- |
Непрочный |
|||||||||
ный |
|
частицы с небольшой |
непрочные |
|
тична |
шарик |
||||||||
|
|
примесью глины |
комочки, с по- |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
верхности ко- |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
торых |
|
легко |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
обтирается |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
песок. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Легкосуг- |
Неоднородный |
Преоблада- |
Ссыхаются |
в |
Относи- |
Образуют |
||||||||
линистый |
порошок, при |
ют |
песча- |
прочные |
ком- |
тельно |
непрочный |
|||||||
|
растирании |
ные |
части- |
ки |
которые |
пластичн |
шарик, |
в |
||||||
|
ощущается |
цы, |
глины |
раздавливают |
ые |
шнур |
|
не |
||||||
|
шероховатост, |
20-30% |
ся |
при |
не- |
|
раскатывают |
|||||||
|
глинистые час- |
|
|
большом |
|
|
|
ся, образуют |
||||||
|
тицы |
втира- |
|
|
усилии |
|
|
|
|
отдельные |
||||
|
ются в кожу |
|
|
|
|
|
|
|
|
колбаски или |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
цилиндрики, |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кольцо |
не |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
образует |
|
|
Среднесуг- |
Не |
|
совсем |
Глины 50%, |
Плотные, |
|
Пластич- |
Образуют |
||||||
линистый |
однородный |
песчаные |
комки |
|
раз- |
ные |
шар, |
сплош- |
||||||
|
порошок, |
частицы еще |
давливаются |
|
|
ной |
шнур, |
|||||||
|
ощущение |
хорошо раз- |
между |
паль- |
|
который |
при |
|||||||
|
тонкой |
муки |
личимы |
цами |
|
при |
|
сгибании |
|
|||||
|
со |
слабоза- |
|
|
значительно |
|
|
разламывает- |
||||||
|
метной |
ше- |
|
|
м усилении |
|
|
ся, кольцо с |
||||||
|
роховатостью |
|
|
|
|
|
|
|
|
переломами |
||||
Тяжелосуг- |
Однородный |
Крупные |
Агрегаты |
|
Очень |
Образуют |
||||||||
линистый |
порошок, |
песчаные |
плотные, |
уг- |
пластичн |
шар, |
|
|
||||||
|
ощущение |
зерна |
|
ловатые. Ком- |
ые |
длинный |
|
|||||||
|
тонкой муки, |
отсутствуют |
ки |
с |
трудом |
|
шнур, |
кото- |
||||||
|
шероховатос |
|
|
раздавливают |
|
рый при сги- |
||||||||
|
ти нет |
|
|
|
ся |
|
между |
|
бании в коль- |
|||||
|
|
|
|
|
|
пальцами |
|
|
цо дает |
нес- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
колько |
тре- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
щин |
|
|
Глинистый |
Тонкий |
|
Песчаные |
Очень твердые |
Вязкие, |
Дают |
|
|
||||||
|
однородный |
частицы |
и |
плотные |
пласти- |
гладкий |
|
|||||||
|
порошок |
отсутствуют |
агрегаты, |
|
|
чные, |
шарик |
|
и |
|||||
|
|
|
|
|
|
трудно |
|
|
|
сильно |
длинный |
|
||
|
|
|
|
|
|
растираются |
в |
мажутся |
шнур, |
кольцо |
||||
|
|
|
|
|
|
порошок |
|
|
|
без трещин |
Таблица 6
Определение гранулометрического состава почвы визуальными методами
Горизонт, |
Сухой метод |
Мокрый метод |
Название |
|||
глубина |
Выражен- |
Ощуще- |
Скатыва- |
Образо- |
Кольцо |
почвы по |
взятия |
ность |
ния при |
ние шара |
вание |
|
грануло- |
образца, |
структуры, |
растира- |
|
шнура |
|
метричес- |
см |
плотность |
нии |
|
|
|
кому |
|
агрегатов |
|
|
|
|
составу |
|
|
|
|
|
|
|
Задание 5. Дать анализ изменения свойств исследуемого образца почвы в зависимости от гранулометрического состава.
Сопоставляя многочисленные данные по гранулометрическому составу почв и урожайности зерновых культур в зональном аспекте, Н. А. Качинский разработал десятибалльную систему оценки основных типов и подтипов почв (таблица 7).
Таблица 7
Примерная бонитировка различных почв по гранулометрическому составу для хлебных злаков (Н. А. Качинский, 1968)
|
Оценка разных по гранулометрическому составу почв, баллы |
|||||||
|
|
тяжело- |
средне- |
легко- |
|
песчаные |
песчаные |
|
Почвы |
глинис |
супес- |
мелкозер- |
крупнозер- |
||||
|
тые |
суглинис- |
сугли- |
сугли- |
чаные |
нистые, |
нистые, |
|
|
|
тые |
нистые |
нистые |
|
связные |
рыхлые |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Подзолисто- |
4 |
6 |
8 |
10 |
8 |
5 |
3 |
|
глеевые |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Подзолистые |
5 |
6 |
8 |
10 |
7 |
5 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дерново- |
6 |
7 |
10 |
8 |
6 |
4 |
2 |
|
подзолистые |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Серые |
8 |
10 |
9 |
7 |
6 |
4 |
2 |
|
лесные |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Черноземы |
10 |
9 |
8 |
6 |
4 |
3 |
1 |
|
типичные |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Черноземы |
9 |
10 |
8 |
7 |
5 |
3 |
1 |
|
южные |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Темно- |
8 |
10 |
9 |
7 |
6 |
3 |
1 |
|
каштановые |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Каштановые |
7 |
9 |
10 |
8 |
6 |
3 |
1 |
|
Бурые |
7 |
8 |
10 |
7 |
5 |
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|