Почвоведение

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  
АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПОЧВОВЕДЕНИЕ

Учебно-методическое пособие

Новосибирск 2014

УДК 631.4
ББК 40.3 

Кафедра почвоведения, агрохимии и земледелия

Составитель д-р. с.-х. наук, доц. Л. П. Галеева

Рецензент канд. биол. наук, доц. Е. В. Дымина

Почвоведение: учеб.-метод.  пособие / Новосиб. гос. аграр. ун-т, 
агроном. фак.; сост. Л. П. Галеева. – Новосибирск: ИЦ «Золотой колос», 
2014. – 91 с.

Учебно-методическое пособие содержит теоретические и практические материалы для изучения основных свойств почв, влияния их на 
рост и развитие культурных растений.
Предназначено для проведения лабораторно-практических занятий и самостоятельной работы по почвоведению для студентов очной 
формы обучения, обучающихся по направлениям подготовки 110400.62 
(35.03.04) – Агрономия, 110400.62 (35.03.03) – Агрохимия и агропочвоведение, 250100.62 (35.03.01) – Лесное дело, 250700.62 (35.03.10) – 
Ландшафтная архитектура, 250203.65 – Садово-парковое и ландшафтное строительство.
Утверждено и рекомендовано к изданию учебно-методическим советом агрономического факультета (протокол № 5 от 20 мая 2014 г.).

©  Новосибирский государственный  
аграрный университет, 2014

ВВЕДЕНИЕ

Почвоведение – наука о почве, её строении, составе 
и свойствах, процессах образования, развития и функционирования, закономерностях географического распространения, взаимосвязях с внешней средой, путях и методах 
рационального использования. Основным объектом почвоведения является почва – сложная полидисперсная биосистема, состоящая из четырёх фаз: твёрдой, жидкой, газообразной и живой и одновременно представляющая собой 
открытую динамическую систему, находящуюся в непрерывном взаимодействии с другими системами биосферы. 
Отличительные особенности почвы как природного тела: 
очень сложный вещественный состав и закономерные изменения важнейших параметров, наличие специфических органических соединений (гумуса), значительное разнообразие соединений большинства химических элементов.
Свойства почвы определяют по результатам анализа. 
Многообразие методов анализов почв обусловлено особенностями их состава и свойствами, а также целями исследований.
Лабораторные методы анализа почв делят на физические, химические, физико-химические, микробиологические и др.
В практике сельского хозяйства часто недооценивают 
важность физических свойств почвы и связывают её плодородие в основном с наличием питательных элементов. Многолетние исследования показывают, что нельзя повысить 
плодородие почвы, не обеспечив растения соответствующим количеством воды, воздуха и тепла.
Химический анализ почв необходим для получения 
данных, используемых при выборе агротехнических, агрохимических, мелиоративных и других мероприятий для повышения плодородия почв.

Выполнение валовых анализов по общему содержанию 
химических элементов в почвах необходимо при изучении 
их генезиса и плодородия.
Получение правильного представления о свойствах 
почвы, направленности процессов, происходящих в ней, 
и дальнейшего её рационального использования в сельскохозяйственном производстве возможно по данным лабораторных анализов, для которых очень важно правильно отобрать образцы почвы в поле и подготовить их к анализу.
Отбор почвенных образцов для анализа проводят из 
разреза по генетическим горизонтам или по слоям из их 
средней части снизу вверх. Отобранные образцы почв массой 500–1000 г высушивают до воздушно-сухого состояния 
в матерчатых мешочках либо на чистых листах бумаги, насыпав почву слоем 1–2 см в чистом и сухом помещении, не 
содержащем в воздухе пыли и газов (NH3, H2S, CO2 и др.).
Высушенные образцы почв хранят в картонных или 
пластмассовых коробках, имеющих две этикетки: одну 
оставляют внутри, вторую наклеивают на стенку коробки 
снаружи. На этикетках указывают: место отбора образца, 
номер разреза, полное название почвы, горизонт и глубину 
взятия образца, дату его отбора и фамилию исследователя. 
Каждому образцу почвы присваивают регистрационный номер для удобства работы с ним в лаборатории.
Большинство анализов проводят с образцами почвы 
в воздушно-сухом состоянии, измельчённой в ступке и просеянной через сито с диаметром отверстий 1 мм. В воздушно-сухой почве прекращаются микробиологические процессы и её можно использовать для анализа физических 
и химических свойств. Для определения содержания азота 
и гумуса, а также гранулометрического состава почвы проводят дополнительную подготовку образцов.

ТЕМА 1 
Физические и водно-физические свойства почвы

Физические свойства оказывают большое влияние на 
развитие почвообразовательного процесса, плодородие почвы и развитие растений.
Почва – сложная полидисперсная биосистема, состоящая из четырёх фаз: твёрдой, жидкой, газообразной и живой. 
Твёрдая фаза представлена минеральными и органическими 
веществами (скелет почвы); жидкая – водой с растворёнными 
в ней соединениями и химическими элементами (почвенный 
раствор); газообразная – почвенным воздухом; живая фаза – 
живыми микроорганизмами, обитающими в почве. Бóльшая 
часть почвы (50 % и более) занята твёрдой фазой, а остальная – живыми микроорганизмами, водой и воздухом.
К физическим свойствам почвы относятся плотность твёрдой фазы (удельная масса), плотность (объёмная масса) и порозность почвы, к водно-физическим – влажность почвы: гигроскопическая, максимальная гигроскопическая и полевая.

Лабораторная работа 1 
Определение плотности твёрдой фазы почвы

Если взять кусочек сухой почвы и спрессовать его так, 
чтобы не осталось пор, то отношение массы взятой почвы 
к полученному объёму и будет плотностью твёрдой фазы 
почвы (ПТФ). Она зависит от химического, минералогического состава и определяется средней плотностью веществ, 
входящих в данную почву, их относительным содержанием, 
а также содержанием органического вещества. Измеряется 
в граммах на один сантиметр кубический (г/см 3).
Знание плотности твёрдой фазы почвы даёт представление о составе входящих в почву минералов и указывает на соотношение минеральной и органической частей в ней.

В среднем ПТФ верхнего горизонта большинства пахотных почв равна 2,5 г/см 3 и изменяется в зависимости от содержания гумуса, состава и количества минералов, входящих в состав почвы. Чем больше гумуса содержит почва, тем 
меньше величина ПТФ и наоборот. Например, чернозёмы, 
тёмно-серые почвы, богатые гумусом (8–10 %), имеют небольшую ПТФ (2,3–2,5 г/см 3). У дерново-подзолистых почв, 
образовавшихся на алюмосиликатных породах, имеющих низкое содержание гумуса (2,5 %), ПТФ составляет 2,6–2,7 г/см 3. 
Некоторые скелетные почвы (краснозёмы) имеют ПТФ  
3,0 г/см 3. Низкая ПТФ у торфяников – 1,4–1,8 г/см 3 и ниже.
Значение плотности твёрдой фазы почвы. Показатели плотности твёрдой фазы почвы (ПТФ) необходимы для 
вычисления порозности почвы, указывают на соотношение 
в ней минеральной и органической частей.
Принцип метода. Плотность твёрдой фазы почвы 
(ПТФ) определяют пикнометрическим способом. Для её 
вычисления необходимо знать объём и массу твёрдой фазы 
почвы. Объём твёрдой фазы почвы находят путем вытеснения воды из пикнометра навеской почвы.

Ход анализа

1. В пикнометр объёмом 100 мл (мерную колбу) налить 
до метки прокипяченную, охлаждённую до 4 °C дистиллированную воду; снаружи пикнометр обсушить фильтровальной бумагой и взвесить на аналитических весах.
2. На аналитических весах на кальке взвесить 10 г воздушно-сухой почвы.
3. Воду из пикнометра перелить в стеклянный стаканчик объёмом 100 мл.
4. В пустой пикнометр вставить пластмассовую воронку и через неё перенести почву с кальки в пикнометр. 
Оставшиеся на воронке и прилипшие к горловине пикноме

тра частички почвы осторожно смыть водой из стеклянного 
стаканчика в пикнометр, доведя его объём водой примерно 
до половины.
5. Почву с водой в пикнометре аккуратно взболтать 
и поставить кипятить на электрическую плитку для удаления из почвы воздуха. Кипятить в течение 15 мин с момента 
закипания, строго соблюдая равномерность кипения, избегая выбросов воды с почвой из пикнометра.
6. После кипячения пикнометр с содержимым охладить до комнатной температуры, прилить сюда оставшуюся 
в стеклянном стаканчике воду, доведя объём содержимого 
в пикнометре до метки.
7. Пикнометр с содержимым обтереть снаружи фильтровальной бумагой и взвесить на аналитических весах. Необходимо следить, чтобы температура пикнометра с водой 
и почвой и первоначальная температура пикнометра с водой 
была одинаковой. Результаты записать в табл. 1.

Таблица 1
Определение плотности твёрдой фазы почвы

Масса пикнометра 
с водой, г
Навеска 
почвы, г
Масса пикнометра 
с водой и почвой, г

Плотность твердой 
фазы почвы 
(ПТФ), г/см 3

А
В
С
Д

Плотность твёрдой фазы почвы (г/см 3) вычисляют по 
формуле

Ä
Â

À
Â
Ñ
=
+
(
) −
,

где Д – плотность твёрдой фазы почвы, г/см 3;
В – навеска почвы, г;
А – масса пикнометра с водой, г;
С – масса пикнометра с водой и почвой, г.

Лабораторная работа 2 
Определение плотности почвы

Плотностью почвы называют массу единицы её объёма в естественном сложении. Плотность почвы (ПП) – одна 
из важнейших физических характеристик, влияющая на 
водный, воздушный и тепловой режимы почвы, её биологические свойства и урожайность сельскохозяйственных 
культур.
Плотность минеральных почв колеблется от 1,0 до  
1,8 г/см 3. В верхних горизонтах чернозёмных почв плотность составляет 1,0–1,2, в нижних – 1,3–1,6 г/см 3. У почв 
с низким содержанием гумуса плотность в верхних горизонтах изменяется в пределах 1,3–1,6 г/см 3, в нижних – 
1,6–1,8 г/см 3. Наименьшую плотность имеют торфяные 
горизонты болотных почв – 0,2–0,08 г /см 3.
Повышенная плотность суглинистых и глинистых почв 
уменьшает общую порозность и объём пор, занятых воздухом, увеличивает объём неактивных пор, в которых вода 
практически недоступна растениям, снижает скорость фильтрации воды. Сильно уплотнённая почва в сухом состоянии 
оказывает большое сопротивление развитию корневой системы растений, при её обработке требуются дополнительные энергозатраты. В переувлажнённой плотной почве создаются неблагоприятные условия аэрации для деятельности 
микроорганизмов и роста корневой системы. И наоборот, 
очень рыхлые почвы быстро иссушаются, происходит нарушение контакта семян и корней растений с почвой, что 
приводит к низкой всхожести семян и плохому росту и развитию растений.
Значение анализа. Показатели плотности почвы необходимы для вычисления порозности почвы, массы (веса) 
почвенного горизонта, для вычисления запасов влаги, питательных веществ, гумуса, микроэлементов в почве, норм 

её полива и др. По плотности сложения верхних горизонтов 
судят об окультуренности почв (табл. 2).

Таблица 2
Оценка плотности почв (по Н. А. Качинскому, 1970)

Плотность почвы, 
г/см 3
Качественная оценка
(для суглинистых и глинистых почв)
Менее 1,0
Почва вспушена или богата органическим веществом (дернина)
1,0–1,1
Типичные значения для культурной свежевспаханной почвы
1,2
Пашня уплотнена
1,3–1,4
Пашня сильно уплотнена
1,4–1,6
Типичные значения для подпахотных горизонтов 
различных почв
1,6–1,8
Сильноуплотнённые 
иллювиальные 
горизонты 
(подзолистые, солоди, краснозёмы)

Принцип метода. В лабораторных условиях плотность 
почвы определяют из рассыпного образца с нарушенным 
сложением почвы. Однако такой метод не даёт действительного представления о плотности почвы в её естественном 
сложении. В полевых условиях в металлические цилиндры 
берут пробы почвы с ненарушенным сложением, что позволяет определить плотность почвы в естественном сложении.

Ход анализа

1. Вычислить объем цилиндра по формуле

V = π · r 2 · h,
где V – объём цилиндра, см 3;
π – 3,14;
r – радиус цилиндра, см;
h – высота цилиндра, см.
2. Взвесить цилиндр на технических весах.
3. Насыпать в цилиндр почву до краёв, постукивая его 
о ладонь руки (с целью приближения её плотности к таковой в естественном сложении).

Взвесить цилиндр с почвой на технических весах. Результаты записать в табл. 3.
Таблица 3
Определение плотности почвы

Объём 
цилиндра, см 3
Масса, г
Масса почвы, 
г
Плотность 
почвы, г/см 3
пустого 
цилиндра
цилиндра
с почвой
V
A
B
C = (B – A)
d

Плотность почвы (d) вычисляют по формуле

d
C K

V

Ã
=
⋅
,

где d – плотность почвы, г/см 3;
С – масса почвы, г;
КГ – коэффициент гигроскопичности;
V – объём цилиндра, см 3.

Использование результатов анализа

Данные о плотности твёрдой фазы почвы (ПТФ) и плотности почвы (ПП) используют для вычисления её порозности (скважности), массы почвенного горизонта (слоя), 
валовых запасов в почве гумуса, питательных веществ 
и расчетов доз удобрений и мелиорантов, вносимых на единицу площади.
Например, массу почвенного горизонта (слоя) площадью 1 га можно рассчитать по формуле
М 1 га = S · h · d, или

Ì
h d
Ãà
1
100
=
⋅
⋅
=
⋅
⋅
=
⋅
⋅
10000 
100000000 
2

3

2

3
ì
ñì ã

ñì

ñì
ñì ã

ñì
,

где М 1 га – масса слоя почвы площадью 1га, т;
S – площадь 1га (10000 м 2);