Экологическая роль гумуса
1. Создание благоприятных физических показателей корнеобитаемой толщи, усиление водоудерживающей способности, регуляция температуры.
2. Участие в формировании физико-химических свойств почв.
3. Источник многих питательных элементов для растений, прежде всего азота.
4. Поддержание биологической активности почвы.
5. Источник и сток парниковых газов.
6. Иммобилизация тяжёлых металлов и микробиологическая деградация органических токсикантов.
21. ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ГУМУСА. ПОКАЗАТЕЛИ ГУМУСОВОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ
Гумусное состояние почв – совокупность морфологических признаков, общих запасов и свойств органического вещества и процессов его создания, трансформации и миграции в почвенном профиле.
Показатели гумусного состояния почв:
• Отношение Сгк: Сфк. (Гуматный > 1,5; фульватно-гуматный 1-1,5; гуматно-фульватный 1-0,5; фульватный <0,5)
• Обогащенность азотом C:N. (Очень высокая <5, высокая 5-8, средняя 8-11, низкая 11-14, очень низкая >14)
• Содержание гумуса в гумусовых горизонтах, % (очень высокое 12-20, высокое 8-12, среднее 6-8, ниже среднего 4-6, низкое 2-4, малое 1-2, очень малое <1)
22. ГУМУСОВЫЕ ГОРИЗОНТЫ ПОЧВ РАЗНЫХ ПРИРОДНЫХ ЗОН
1) АРКТИЧЕСКИЕ разновидность почв с укороченным профилем и невыраженными генетическими горизонтами (гумуса - менее 2-3%)
2) ТУНДРОВЫЕ ГЛЕЕВЫЕ Фульватный характер. (Гумус: 1-3%)
3) ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫЕ И ПОДЗОЛИСТЫЕ Гуматно-фульватный характер.
Гумус: от 1,5 до 6% гумуса
4) СЕРЫЕ ЛЕСНЫЕ Гумус: 4—6 % Мощность гумусовых горизонтов: 30—40 см.
Формируются в условиях периодически промывного водного режима.
5) ЧЕРНОЗЁМЫ - гуматно-фульватный характер. Содержание гумуса: 7-15 %.
Органические вещества: преобладают гумины и соединения гуминовой кислоты.
6) КАШТАНОВЫЕ. Гуматный характер. Гумус: 2-3,5%. Орг вещество: преобладают фульвокислоты.
7) СЕРОЗЁМЫ. Гуматно-фульватный характер. Содержат, ничтожное количество гумуса — 1—2%
Мощность гумусовых горизонтов: 30—40 см. Орг. вещ: соединения фульвокислот.
8) ПУСТЫННЫЕ ПЕСЧАНЫЕ. Почвы под слоем навеянного песка с глубины 5 - 6 см.
Гумус до 0,5%.
9) ТАКЫРЫ. Имеют плотную слоеватую глинистую корку с трещинами. Лежат на засолённой породе. Содержит 0,2-0,5% гумуса.
10) ЖЕЛТОЗЁМЫ. Гуматный характер. Гумус: 4-6 %
11) ФЕРРАЛИТНЫЕ. Формируются в результате ферралитного выветривания и гумусонакопления под лесной растительностью влажных тропиков. Гумус: от 2 до 8 %
12) ДЕРНОВО-ЛУГОВЫЕ, ПОЙМЕННЫЕ и ДЕЛЬТОВЫЕ.
Значительно содержание гумуса: до 12—14%.
23. МЕХАНИЧЕСКАЯ, ФИЗИЧЕСКАЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ПОГЛОТИТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ПОЧВЫ
Поглотительная способность почв – это свойство поглощать различные твёрдые, жидкие, газовые вещества и увеличивать их концентрацию у поверхности содержащихся в почве коллоидных частиц.
1) Механическая. Свойство почв поглощать с водным или воздушным потоком твёрдые частицы, размеры которых превышают размеры почвенных пор.
2) Физическая. Притяжение отдельных молекул к поверхности твёрдых почвенных частиц.
3) Химическая. Образование в результате происходящих в почве реакциях трудно растворимых соединений, выпадающих из раствора в осадок.
Al(OH)3+ H3PO4 AlPO4 + H2O
CaSO4 + Na2CO3 Na2SO4 + CaCO3
24. ПОЧВЕННЫЕ КОЛЛОИДЫ. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ ПОГЛОТИТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ПОЧВ.
Коллоидные частицы (0,1 – 0,001 мкм). Типы коллоидов:
1. Ацидоиды – коллоиды, имеющие отрицательно заряженные ионы и диссоциирующие в раствор Н-ионы.
2. Базоиды – положительно заряженные ионы и диссоциирующие на ОН-ионы.
3. Амфолитоиды – коллоиды, поведение которых зависит от реакции среды. С подкислением среды усиливаются их базоидные свойства, с подщелачиванием – ацидоидные. Аморфные гидроксиды железа, алюминия, органические кислоты.
Основные коллоиды почвы: гумус, смектиты, гидрослюды, каолинит, гидроксиды железа и алюминия. Удельная поверхность, м2/г. Ёмкость катионного обмена, ммоль/100 г.
Органические коллоиды почвы – вещества гумусовой и белковой природы, полисахариды. Все они – амфолитоиды.
Физико-химическая поглотительная способность почв – свойство почвы обменивать некоторую часть катионов, содержащихся в твёрдой фазе, на эквивалентную часть катионов почвенного раствора.
25. ПОЧВЕННО-ПОГЛОЩАЮЩИЙ КОМПЛЕКС. ЁМКОСТЬ КАТИОННОГО ОБМЕНА. СТЕПЕНЬ НАСЫЩЕННОСТИ ОСНОВАНИЯМИ
Почвенно-поглощающий комплекс (ППК) - совокупность минеральных, органических органоминеральных соединений высокой степени дисперсности, нерастворимых в воде и способность поглощать и обменивать ионы.
Ёмкость катионного обмена (ЁКО) – максимальное количество катионов, удерживаемое почвой в обменном состоянии.
Минимальная – дерново-подзолистые песчаные почвы
Максимальная – чернозем типичный тяжелосуглинистый
Степень насыщенности основаниями – сумма поглощенных оснований, выраженная в процентах от емкости катионного обмена.
26. КИСЛОТНОСТЬ, ЩЁЛОЧНОСТЬ И БУФЕРНЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ
Кислотность почвы – почва подкисляет почвенный раствор или растворы солей вследствие наличия в составе почвы кислот, а также [H+] или катионов (Al3+), способных образовывать при их вытеснении гидролитически кислые соли.
Актуальная – определяется pH почвенного раствора или водной вытяжки.
Потенциальная – ионы [H+] и (Al3+) в твёрдой фазе в обменно-поглощённом состоянии, но подкисляющие почвенный раствор в результате обменных реакций при увеличении в нём концентрации электролитов (например, при внесении удобрений).
Потенциальная кислотность бывает гидролитическая и обменная. Обменная кислотность – часть гидролитической.
Актуальная щёлочность почв – содержание в почвенном растворе или водной вытяжке гидролитически щелочных солей, преимущественно карбонатов, гидрокарбонатов, щелочных и щёлочно-земельных металлов.
Потенциальная щёлочность почв – содержание обменного натрия, он может переходить в почвенный раствор, подщелачивая его.
Буферность почв – противостояние изменению концентрации почвенного раствора (подкислению/подщелачиванию).
27. ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ
Способность почвы обеспечивать растения во все этапы их роста и развития необходимыми элементами минерального питания, влагой и воздухом. Обеспечивается комплексом физических, химических и биологических свойств и благоприятным термическим режимом.
4 разновидности:
1) Естественное – природный почвообразовательный процесс.
2) Искусственное – создано человеком.
3) Потенциальное – общие запасы элементов питания и совокупность других свойств почвы, поддерживает высокий уровень эффективного плодородия.
4) Экономическое – естественное + искусственное.
28. ЗАДАЧИ И ПРИНЦИПЫ КЛАССИФИКАЦИИ И ДИАГНОСТИКИ ПОЧВ
Задачи систематики почв:
1) Установить качественные различия между существующими на Земле почвами.
2) Дать описание почв, по возможности полное и количественное, на основе определённых диагностических критериев, признаков и свойств.
3) Дать полный перечень почв, построенный с логической последовательностью, раскрывающей все факторы почвообразования, их особенности в зависимости от положения почв в ландшафте, и подготовить этот список почв к последующей классификации.
Принципы классификации почв:
1) Генетичности. Разделение почв в связи с оценкой их генетического профиля как совокупности горизонтов.
2) Историчности. Делает неприемлемой коренную немотивированную ломку существующей номенклатуры почв.
3) Воспроизводимости. Оценка устойчивых почвенных признаков, однозначность идентификации почв.
4) Открытости. Включение новых, ранее не изученных почв.
5) Изменчивости и стабильности. Совершенствование, развитие почвоведения как науки.
6) Сочетания объективности и субъективности. Диалектическая взаимосвязь субъективного восприятия ряда генетических свойств почв в целом и формализации механизма классификации почв, обеспечивающей объективность таксономических оценок.
7) Иерархичности. Последовательно соподчинённую систему таксономических категорий.
Диагностика – процесс описания почвы в соответствии с определёнными правилами в целях её систематического определения.
В русской генетической школе почвоведения в основу диагностики почв положены:
1. Профильный метод (Докучаев). Всякая почва состоит из трёх генетически связанных между собой горизонтов А-В-С.
2. Комплексный подход. На основе анализа и характеристики ряда свойств и признаков.
3. Сравнительно-географический анализ. Опирается на учение о факторах почвообразования, на установленные в почвоведении тесные связи между типами почв и типами растительности, климатов, кор выветривания, геохимических ландшафтов.
4. Генетический принцип. Для идентификации и систематики почв используют те признаки, которые связаны с их генезисом, историей формирования и развития в общей геологической истории местности.
29. СТВОЛ И ОТДЕЛ В КЛАССИФИКАЦИИ ПОЧВ РОССИИ (2004)
Ствол – высшая таксономическая единица, отражающая разделение почв по соотношению процессов почвообразования и накопления осадков.
Стволы почвообразования:
· Постлитогенного (на сформировавшейся почвообразующей породе),
· Синлитогенного (с осадконакоплением),
· Органогенного (торфяная)
· Первичного (слаборазвитая)
Отдел – группа почв с единством основных процессов почвообразования, формирующих главные черты почвенного профиля.
Ствол Постлитогенные:
· Альфегумусовые BHF
· Текстурно-дифференцированные BT
· Структурно-метаморфические BM
· Глеевые G
· Аккумулятивно-гумусовые AU
· Галоморфные S
30. ТИП, ПОДТИП И РЯД В КЛАССИФИКАЦИИ ПОЧВ РОССИИ (2004)
Тип – основная диагностическая единица в пределах отделов с единой системой основных генетических горизонтов и общностью свойств, обусловленных свойством режимов и процессов почвообразования.
· Подзол, подзолистая почва, чернозём
Подтип – таксономическая единица в пределах типа, отличающаяся качественными модификациями основных генетических горизонтов, отражающих наиболее существенные особенности почвообразовательных процессов и эволюции почв.
· Подзол иллювиально-железистый
· Подзолистая глееватая почва
· Чернозём миграционно-мицеллярный
Род – определяется степенью насыщенности ППК, присутствием в профиле карбонатов, гипса и химизмом засоления.
· Солончак хлоридно-сульфатный, солончак содовый
· Ненасыщенные – степень насыщенности ППК основаниями меньше 80%
31. ВИД, РАЗНОВИДНОСТЬ И РАЗРЯД В КЛАССИФИКАЦИИ ПОЧВ РОССИИ (2004)
Вид – количественные показатели степени выраженности признаков, определяющих тип, подтип, а иногда и род почв.
· По нижней границе осветлённого горизонта (мелко-подзолистые, 10-20 см)
· По глубине и месту оглеения в профиле (поверхностно-оглеенные, выше 50 см)
· По мощности торфяного горизонта (торфянистые 20-30 см)
Разновидность – разделение почв по гранулометрическому составу, каменистости и скелетности профиля.
· Легкосуглинистая, очень сильно скелетная (более 50% частиц крупнее 2 мм от массы горизонта)
Разряд – группирует почвы по характеру почвообразующих и подстилающих пород.
· На лёссовидных суглинках
· На эоловых отложениях
· На ленточных глинах
32. ИЛЛЮВИАЛЬНО-АККУМУЛЯТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ. ГОРИЗОНТЫ BHF, BT, BI.
Иллювиально-аккумулятивные процессы - группа процессов аккумуляции веществ в средней или нижней части профиля, вынесенных из элювиального горизонта.
1) BHF – Альфегумусовый. Наличие сплошных гумусово-железистых плёнок на поверхнсти минеральных зёрен или агрегатов.В зависимости от преобладания соединений гумуса или железа в составе кроющих плёнок на поверхности минералов:
BH – Иллювиально-гумусовый подтип. Кофейно-коричневый цвет.
BF – Иллювиально-железистый подтип. Жёлто-охристый цвет.
2) BT – Текстурный. Формируется за счёт вмывания илистой фракции. Многопорядковая ореховато-призматическая структура. Кутаны часто перекрываются светлыми песчано-пылеватыми скелетанами.
3) BI – Глинисто-иллювиальный. Иллювииирование глины значительно слабее. Бурая окраска и хорошо выраженная ореховато-призматическая структура.
33. ЭЛЮВИАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ. ГОРИЗОНТЫ E, EL
Элювиальные процессы - связаны с разрушением или преобразованием минеральной и органической составляющих в элювиальном горизонте и выносом продуктов разрушения или преобразования водными внутрипочвенными потоками.
1) Е – Подзолистый. Белесый или почти белый, что связано с отсутствием красящих пленок на минеральных зернах. Чаще всего имеет легкий (песчаный и супесчаный) гранулометрический состав. Бесструктурный, сплошное залегание. Мощность горизонта более 2 см.
2) EL – Элювиальный. Наиболее светлый в профиле, часто с сероватым, палевым или буроватым оттенком. По гранулометрическому составу не легче супесчаного. Плитовидный тип структуры. Железисто-марганцевые конкреции. Горизонт беден железом и илом.
34. МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ. ГОРИЗОНТЫ BM, BMK, G.
Метаморфические процессы – группа процессов трансформации породообразующих минералов без элювиально-иллювиального перераспределения компонентов в почвенном профиле.
1) BM – Структурно-метаморфический. Комковатая или ореховато-комковатая структура, обычно однопорядковая. Бурые тона. Внутрипочвенное выветривание. Из первичных минералов развиваются вторичные (Дальний Восток, Кавказ). Нет кутан иллювиирования.
2) BMK – Ксерометаморфический. Каштановые. Сухость. Красновато-коричневый цвет. Структура призмовидная. Кутан нет. Поверхность агрегатов матовая, шероховатая.
3) G – Глеевый. Формируется в условиях постоянно избыточного увлажнения.Сизый цвет. В вегетацию переувлажнён, корни глубоко не растут. Бесструктурный или творожистый.
35. ДЕГРАДАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ. ВОДНАЯ И ВЕТРОВАЯ ЭРОЗИЯ ПОЧВ
Деградация почв - это совокупность процессов, которые приводят к изменению функций почвы, количественному и качественному ухудшению её свойств, постепенному ухудшению и утрате плодородия.