Почвоведение
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Растениеводство
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Год издания: 2016
Кол-во страниц: 400
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-16-005677-7
ISBN-онлайн: 978-5-16-100084-7
Артикул: 181800.04.01
Подробно изложены основные понятия современного почвоведения. Даны общие представления о генезисе, классификации и географии почв мира. Отражены вопросы повышения плодородия почв, их качественной опенки: описаны типы и виды эрозии и меры борьбы с ней, деградация почв и способы их охраны. Уделено внимание почвенным картам, а также принципам их составления и использования. Для студентов агрономических специальностей.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 05.03.06: Экология и природопользование
- 06.03.01: Биология
- 06.03.02: Почвоведение
- 20.03.02: Природообустройство и водопользование
- 35.03.01: Лесное дело
- 35.03.03: Агрохимия и агропочвоведение
- 35.03.04: Агрономия
- 35.03.05: Садоводство
- 35.03.10: Ландшафтная архитектура
- ВО - Магистратура
- 35.04.03: Агрохимия и агропочвоведение
- 35.04.04: Агрономия
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
А.И. ГОРБЫЛЕВА В.Б. ВОРОБЬЕВ Е.И. ПЕТРОВСКИЙ ПОЧВОВЕДЕНИЕ Допущено Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для студентов учреждений высшего образования по агрономическим специальностям 2016 Минск Москва «Новое знание» «ИНФРАМ» Под редакцией А.И. Горбылевой Второе издание, переработанное
УДК 631.4:55(075.8) ББК 40.3я73+26.3я73 Г67 Горбылева, А.И. Почвоведение : учеб. пособие / А.И. Горбылева, В.Б. Воробьев, Е.И. Петровский ; под ред. А.И. Горбылевой. — 2-е изд., перераб. — Минск : Новое знание ; М. : ИНФРА-М, 2016. — 400 с., [2] л. ил. : ил. — (Высшее образование: Бакалавриат). ISBN 978-985-475-495-6 (Новое знание) ISBN 978-5-16-005677-7 (ИНФРА-М, print) ISBN 978-5-16-100084-7 (ИНФРА-М, online) Подробно изложены основные понятия современного почвоведения. Даны общие пред ставления о генезисе, классификации и географии почв мира. Отражены вопросы повышения плодородия почв, их качественной оценки; описаны типы и виды эрозии и меры борьбы с ней, деградация почв и способы их охраны. Уделено внимание почвенным картам, а также принципам их составления и использования. Для студентов агрономических специальностей. УДК 631.4:55(075.8) ББК 40.3я73+26.3я73 Г67 © Горбылева А.И., Воробьев В.Б., Петровский Е.И., 2012 © ООО «Новое знание», 2012 ISBN 978-985-475-495-6 (Новое знание) ISBN 978-5-16-005677-7 (ИНФРА-М, print) ISBN 978-5-16-100084-7 (ИНФРА-М, online) Рецензенты: кафедра почвоведения и геологии Белорусского государственного университета (зав. кафедрой — доктор сельскохозяйственных наук Н.В. Клебанович); зав. сектором методики картографирования и бонитировки почв РУП «Институт почвоведения и агрохимии», доктор сельскохозяйственных наук Г.С. Цытрон Общество с ограниченной ответственностью «Новое знание». ЛИ № 02330/0552555 от 08.04.2009. Ул. Шаранговича, 7-213б, Минск, Республика Беларусь. Почтовый адрес: а/я 79, 220050, Минск, Республика Беларусь. Телефон/факс: (10-375-17) 211-50-38 E-mail: nk@wnk.biz http://wnk.biz ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М» 127282, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1. Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29. E-mail: books@infra-m.ru http://www.infra-m.ru Подписано в печать 31.03.2015. Формат 6090 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура Школьная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 25,0+0,25. Уч.-изд. л. 24,47+0,26. ПТ20.. ТК 181800-509225-250312 ФЗ № 436-ФЗ Издание не подлежит маркировке в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11
Оглавление От авторов ...................................................................................................................7 Введение.......................................................................................................................8 РАЗДЕЛ I. ОБЩАЯ СХЕМА ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА. ФАКТОРЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ Глава 1. Общая схема почвообразовательного процесса ........................................... 17 1.1. Сущность процесса почвообразования ......................................................... 17 1.2. Стадии развития почв .................................................................................... 20 1.3. Основные почвообразовательные процессы. Полигенетичность почв....... 23 1.4. Формирование почвенного профиля. Морфологические признаки почв... 28 1.5. Микроморфологические признаки почв ...................................................... 34 Глава 2. Учение В.В. Докучаева о факторах почвообразования................................ 35 2.1. Зеленые растения............................................................................................ 36 2.2. Микроорганизмы............................................................................................ 38 2.3. Почвенные животные..................................................................................... 41 2.4. Климат............................................................................................................. 42 2.5. Почвообразующие породы............................................................................. 44 2.6. Рельеф ............................................................................................................. 47 2.7. Возраст почв ................................................................................................... 48 2.8. Производственная деятельность человека.................................................... 49 РАЗДЕЛ II. СОСТАВ, СВОЙСТВА И РЕЖИМЫ ПОЧВ Глава 3. Минеральная часть твердой фазы почвы. Состав почвообразующих пород и почв ..................................................................... 50 3.1. Минералогический состав ............................................................................. 50 3.2. Гранулометрический (механический) состав................................................ 57 3.3. Химический состав......................................................................................... 62 3.4. Содержание и формы химических элементов в почвах ............................... 64 3.5. Микроэлементы в почвах............................................................................... 69 3.6. Радиоактивность почв.................................................................................... 73 3.7. Магнитные свойства почв.............................................................................. 74 3.8. Электрофизические свойства почв................................................................ 77 Глава 4. Органическое вещество почв и процессы его трансформации ..................... 78 4.1. Источники органических веществ в почве ................................................... 79 4.2. Общая схема гумусообразования. Современные представления о гумусообразовании............................................ 81 4.3. Состав гумуса и строение гумусовых веществ .............................................. 85 4.4. Формы взаимодействия гумусовых веществ с минеральной частью почвы......................................................................................................... 88 4.5. Гумусовое состояние почв.............................................................................. 90 4.6. Значение гумуса в почвообразовании, плодородии и питании растений в пахотных почвах и его баланс............................................................................ 95 Глава 5. Почвенные коллоиды ................................................................................... 98 Глава 6. Поглотительная способность почвы........................................................... 104 6.1. Виды поглотительной способности............................................................. 104 6.2. Емкость катионного обмена и состав обменных катионов в разных почвах ................................................................................................... 108
Оглавление 6.3. Поглощение почвой анионов ...................................................................... 110 6.4. Кислотность и щелочность почв ................................................................. 112 6.5. Буферность почвы ........................................................................................ 119 Глава 7. Структура почвы......................................................................................... 120 7.1. Способы оценки структурного состояния почвы....................................... 120 7.2. Факторы образования структуры почвы..................................................... 123 Глава 8. Физические и физикомеханические свойства почвы................................ 125 8.1. Общие физические свойства........................................................................ 125 8.2. Физикомеханические свойства .................................................................. 130 8.3. Регулирование физических и физикомеханических свойств................... 136 Глава 9. Почвенная влага, водные свойства и водный режим почв ......................... 137 9.1. Категории и формы воды в почве ............................................................... 138 9.2. Водные свойства почв .................................................................................. 143 9.3. Почвенногидрологические константы ...................................................... 149 9.4. Водный режим .............................................................................................. 151 9.5. Типы водного режима и его регулирование................................................ 153 Глава 10. Почвенный воздух .................................................................................... 157 10.1. Формы почвенного воздуха........................................................................ 158 10.2. Газовый состав свободного почвенного воздуха....................................... 160 10.3. Дыхание почвы ........................................................................................... 161 10.4. Роль макрогазов в почвообразовании и развитии растений.................... 162 10.5. Аэрация и воздушные свойства почв ........................................................ 163 10.6. Воздушный режим почв ............................................................................. 165 Глава 11. Тепловые свойства и тепловой режим почв.............................................. 167 11.1. Тепловые свойства ...................................................................................... 168 11.2. Тепловой режим.......................................................................................... 170 Глава 12. Почвенный раствор и окислительновосстановительные процессы в почвах.................................................................................................... 174 12.1. Химический состав, концентрация и реакция почвенного раствора...... 175 12.2. Окислительновосстановительные процессы ........................................... 177 12.3. Типы окислительновосстановительных режимов ................................... 180 Глава 13. Плодородие почв ...................................................................................... 181 13.1. Формирование представлений о почвенном плодородии........................ 182 13.2. Виды почвенного плодородия ................................................................... 183 13.3. Факторы и условия плодородия................................................................. 184 13.4. Воспроизводство плодородия .................................................................... 190 13.5. Процесс окультуривания и степень окультуренности.............................. 191 13.6. Оптимальные параметры почвенного плодородия................................... 193 13.7. Мероприятия по управлению почвенным плодородием.......................... 197 13.8. Модели почвенного плодородия ............................................................... 198 РАЗДЕЛ III. ГЕНЕЗИС (ПРОИСХОЖДЕНИЕ И РАЗВИТИЕ), КЛАССИФИКАЦИЯ И ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ Глава 14. Классификация почв ................................................................................ 205 14.1. Принципы классификации почв ............................................................... 205 14.2. Принципы классификации и систематики почв Беларуси...................... 209 14.3. Система таксономических единиц ............................................................ 212 14.4. Номенклатура и диагностика почв............................................................ 214
Оглавление 5 Глава 15. Почвенногеографическое районирование ............................................... 215 15.1. Закономерности географического распределения почв........................... 215 15.2. Таксономические единицы почвенногеографического районирования 217 15.3. Почвенногеографическое районирование территории Республики Беларусь ...................................................................... 218 15.4. Структура почвенного покрова.................................................................. 223 Глава 16. Полярный (холодный) пояс (почвы арктической и субарктической зон).... 225 Глава 17. Бореальный (умеренно холодный) пояс. Таёжнолесная зона.................. 227 17.1. Условия почвообразования ........................................................................ 228 17.2. Подзолистые почвы.................................................................................... 231 17.3. Дерновые почвы.......................................................................................... 236 17.4. Дерновокарбонатные почвы..................................................................... 237 17.5. Дерновые заболоченные почвы ................................................................. 240 17.6. Дерновые литогенные почвы..................................................................... 243 17.7. Агрономическая оценка дерновых почв.................................................... 244 17.8. Дерновоподзолистые почвы ..................................................................... 245 17.9. Дерновоподзолистые заболоченные почвы............................................. 253 17.10. Болотноподзолистые почвы.................................................................... 257 17.11. Болотные почвы........................................................................................ 259 17.12. Бурые лесные почвы (бурозёмы) ............................................................. 268 Глава 18. Суббореальный (умеренно теплый) пояс .................................................. 272 18.1. Зональные почвы лесостепной зоны......................................................... 272 18.1.1. Условия почвообразования............................................................. 273 18.1.2. Генезис.............................................................................................. 273 18.1.3. Классификация, строение, свойства и агрономическая оценка .... 275 18.2. Чернозёмные почвы лесостепной и степной зон ..................................... 279 18.2.1. Условия почвообразования............................................................. 279 18.2.2. Генезис ............................................................................................. 281 18.2.3. Классификация ............................................................................... 284 18.2.4. Состав и свойства............................................................................ 286 18.2.5. Сельскохозяйственное использование........................................... 289 18.3. Каштановые почвы зоны сухих степей ..................................................... 291 18.3.1. Условия почвообразования............................................................. 291 18.3.2. Генезис ............................................................................................. 292 18.3.3. Классификация, свойства и сельскохозяйственное использование............................................................................................. 293 18.4. Солончаки, солонцы, солоди..................................................................... 296 18.4.1. Солончаки........................................................................................ 297 18.4.2. Солонцы........................................................................................... 302 18.4.3. Солоди.............................................................................................. 308 18.5. Бурые почвы полупустынной зоны ........................................................... 311 18.5.1. Условия почвообразования............................................................. 312 18.5.2. Генезис ............................................................................................. 313 18.5.3. Классификация, свойства и сельскохозяйственное использование............................................................................................. 314 18.6. Серозёмы..................................................................................................... 317 18.6.1. Условия почвообразования............................................................. 318 18.6.2. Генезис ............................................................................................. 319 18.6.3. Классификация, свойства и сельскохозяйственное использование............................................................................................. 319
Оглавление Глава 19. Субтропический (теплый) пояс................................................................. 323 19.1. Почвы зоны сухих субтропических степей, ксерофитных лесов и кустарников...................................................................................................... 323 19.1.1. Условия почвообразования............................................................. 324 19.1.2. Серокоричневые почвы................................................................. 324 19.1.3. Коричневые почвы.......................................................................... 325 19.2. Почвы влажных субтропических лесов ..................................................... 327 19.2.1. Условия почвообразования............................................................. 327 19.2.2. Краснозёмы ..................................................................................... 328 19.2.3. Желтозёмы....................................................................................... 329 19.2.4. Сельскохозяйственное использование краснозёмов и желтозёмов............................................................................................... 331 Глава 20. Тропический пояс ..................................................................................... 332 20.1. Почвы тропических лесов.......................................................................... 333 20.2. Почвы тропических островов .................................................................... 335 20.3. Почвы саванн.............................................................................................. 337 Глава 21. Пески и песчаные почвы .......................................................................... 339 Глава 22. Почвы горных областей............................................................................ 340 Глава 23. Почвы пойм и дельт рек ........................................................................... 344 23.1. Условия почвообразования и генезис........................................................ 344 23.2. Классификация, свойства и сельскохозяйственное использование........ 349 23.3. Аллювиальные дерновые и дерновые заболоченные почвы .................... 350 23.4. Аллювиальные болотные почвы ................................................................ 353 23.5. Аллювиальные старопойменные дерновые и дерновые заболоченные почвы ................................................................................................................... 355 Глава 24. Эрозия почв и меры борьбы с нею............................................................ 359 24.1. Типы и виды эрозии ................................................................................... 359 24.2. Районы распространения эрозии. Вред, причиняемый эрозией............. 361 24.3. Комплекс противоэрозионных мероприятий на территории Беларуси.... 365 Глава 25. Деградация почв и их охрана.................................................................... 368 25.1. Факторы деградации почв.......................................................................... 369 25.2. Почвенноэкологический мониторинг ..................................................... 374 Глава 26. Почвенные карты, принципы их составления и использования в сельскохозяйственном производстве.......................................... 377 26.1. Принципы составления почвенных карт .................................................. 377 26.2. Виды почвенных карт................................................................................. 378 26.3. Использование материалов крупномасштабного картографирования в сельскохозяйственном производстве .............................................................. 384 Глава 27. Принципы агропроизводственной группировки и качественной оценки почв..................................................................................... 385 27.1. Агропроизводственная группировка почв................................................. 385 27.2. Бонитировка почв и оценка земель........................................................... 387 Глава 28. Почвы мира .............................................................................................. 393 28.1. Количественные показатели распределения почв мира........................... 393 28.2. Земельные ресурсы мира............................................................................ 395 Рекомендуемая литература ..................................................................................... 399
От авторов Почвенный покров является основой основ высокопродуктивного сельского хозяйства. Глубокое знание его особенностей возможно лишь при установлении связи между строением, составом, свойствами почвы в зависимости от состава горной породы, на которой сформировалась почва, типа растительности, климата, рельефа. Таким образом, почва, как самостоятельное естественноисторическое тело, представляет собой как бы фокус, в котором сконцентрированы результаты множества процессов, происходящих на поверхности Земли; тело, обладающее плодородием и изменяющееся под влиянием внешних условий, особенно хозяйственной деятельности человека. Почвоведение — это научная основа земледелия и экологизации сельского хозяйства. В пособии учение о почве изложено с агрономических позиций, в соответствии с учебными программами для агрономов специальности 1.74.02.05 «Агрохимия и почвоведение» и др. Описаны генезис, эволюция и особенности использования в сельскохозяйственном производстве основных типов почв. При этом обращается внимание на различные виды деградаций (эрозия, дегумификация, уплотнение, переувлажнение и ряд других), проявляющихся под влиянием как природных, так и антропогенных факторов. Учебное пособие написано авторским коллективом в следующем составе: доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.И. Горбылева — «Введение», главы 1–6, 12–15, 18, 24–28; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент В.Б. Воробьев – главы 7–11, 16, 19–22; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Е.И. Петровский совместно с А.И. Горбылевой — главы 17, 23, 26. Авторы выражают сердечную благодарность докторам сельскохозяйственных наук Г.С. Цытрон и Н.В. Клебановичу за рецензирование рукописи и ценные указания, сделанные ими в процессе рецензирования.
ВВЕДЕНИЕ Почва представляет собой небольшой по мощности поверхностный слой земной коры, в котором создаются условия наиболее активного взаимодействия атмосферы, литосферы, растительных и животных организмов. Так как все взаимодействия осуществляются через почву, она является важнейшим компонентом сложнейших природных систем — биогеоценозов, экосистем, биосферы. Почва — относительно маломощный, по сравнению с отложениями горных пород, поверхностный плодородный слой суши, который участвует во всех важнейших процессах трансформации и миграции веществ, протекающих в биосфере. На ней развивается основная часть зеленых растений Земли, которые являются важнейшим источником пищевого и биоэнергетического материала для всех обитателей планеты. Зеленые растения поддерживают определенный уровень содержания кислорода в атмосфере. В почве разлагается вплоть до газообразных продуктов огромное количество растительного опада, и таким образом поддерживается постоянный состав атмосферы, плодородие и естественная эволюция почвы. Основным свойством почвы является плодородие — способность удовлетворять потребности растений в элементах питания, воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством воздуха, тепла для нормальной деятельности и создания урожая. Именно это качество почвы отличает ее от горной породы. Почвенные ресурсы составляют ничем не заменимое националь ное богатство, которое надо правильно ценить и умело использовать. Рациональное использование земельных ресурсов немыслимо без детального изучения почвенного покрова территории государства, его количественного и качественного состава и особенностей. Без этого невозможно применение дифференцированной системы агротехники возделывания сельскохозяйственных растений, определение структуры посевных площадей, выбор путей повышения плодородия почв. Почвоведение — фундаментальная естественноисторическая наука о почвах, их происхождении и развитии (генезисе), строении, распространении, роли и функции в биосфере, о формировании свойств и режимов почв, определяющих их главное свойство — плодородие. Почвоведение является одной из центральных агрономических дис циплин, так как знания о почве любой страны являются тем фундаментом, на котором строится разработка научно обоснованных севооборотов, систем удобрения, проектов мелиорации земли и правильной организации территории, приемов возделывания сельскохозяйственных
Введение 9 культур и т.д., что в итоге определяет рациональное использование почв как основного средства сельскохозяйственного производства. Основоположником научного почвоведения является русский уче ный В.В. Докучаев (1846–1903), который дал первое определение почвы (1879): «Под почвой следует понимать исключительно те “дневные” или близкие к ним горизонты горных пород (все равно каких), естественно измененные совместным воздействием воды, воздуха и различного рода организмов — живые и мертвые...». Почва — глобальное образование, «одевающее» пластом толщиной в несколько метров материки. С почвой связано все живое на Земле: растения, животные, микроорганизмы. Почва — «основа-подошва»: четвертое царство природы после царства минералов, животных и растений. В.В. Докучаев доказал, что почвы являются результатом сложного взаимодействия горных пород, климата, растительных и животных организмов, рельефа и возраста почв (продолжительность и скорость почвообразования). Связь между этими факторами он выражал формулой П = f(К Г О Р)Т, где почва (П) представлена как функция f от климата (К), горных пород (Г), организмов (О), рельефа (Р), умноженная на время (Т). Почва в природе занимает особое место, в ее состав входят как минеральные, так и органические вещества. По выражению В.И. Вернадского, почва — биокосное тело природы. Pacпoлагаясь на границе литосферы, атмосферы и гидросферы, она формирует особую геосферу — педосферу, или почвенный покров Земли. Одновременно почва является одним из главных и сложных компонентов биосферы — области распространения жизни на Земле. Учение о почве В.В. Докучаева обусловило концепцию о биосфере, созданную В.И. Вернадским, так как почва — тот узел, в котором сплелись сложные взаимоотношения человека с природой. Учение о биосфере становится «точкой роста» науки о почве. Почвы — основное и незаменимое средство сельскохозяйственного производства, богатство любой страны, которое обеспечивает человека продуктами питания, а промышленность — сырьем. Почвы надо беречь, так как они являются не только предметом труда, но и в определенной мере его продуктом, поскольку человек может существенно изменять свойства почвы, сознательно направляя процесс ее развития в нужное русло. Как естественнонаучная дисциплина почвоведение тесно связано с другими естественными науками и широко использует их методы
Введение и достижения. Прежде всего это геология и минералогия, так как знание геологической истории местности позволяет правильно понять генезис почв и объяснить их вещественный состав (почвы наследуют свойства той горной породы, из которой они образовались). Из других наук геолого-географического цикла почвоведение находится в состоянии творческого обмена с гидрогеологией, геоботаникой, климатологией, метеорологией, биогеоценологией, петрографией, кристаллографией, физической географией, геоморфологией. Оно широко использует достижения фундаментальных наук (физики, химии, математики), наук агробиологического цикла (биологии, микробиологии, биохимии, агрохимии, физиологии растений, земледелия, луговодства, лесоводства), аграрно-экономических наук (политэкономии, землеустройства, экономики и др.). В процессе исторического развития в почвоведении выделился ряд специализированных разделов, из которых главным является общее почвоведение, включающее учение о происхождении и развитии (генезисе) почв, географию почв, учение о плодородии и принципах его воспроизводства и регулирования. Внутри этих разделов соответственно выделяют физику, химию, биологию, минералогию, морфологию и энергетику почв; картографию, систематику, экологию, оценку и информатику почв; плодородие, мелиорацию, технологию, эрозию и охрану почв. Прикладные разделы, или частное почвоведение, включают сельско хозяйственное (агрономическое), мелиоративное, лесное, инженерное, санитарное и экологическое почвоведение. «Принятый сейчас во многих науках так называемый экологический подход — это не что иное, как классический докучаевский подход к изучению природных явлений, сформулированных в конце XIX в. в учении о зонах и единстве почвы и факторов почвообразования» (В.А. Ковда). Методы почвоведения включают достижения вышеперечисленных наук. Первое место занимает разработанный В.В. Докучаевым профильный метод, который требует изучения почвы с поверхности на всю ее глубину. Морфологический метод изучения почвенного профиля со времени В.В. Докучаева является базисным при проведении полевых исследований и составляет основу полевой диагностики почв. Сравнительно-географический метод основан на сопоставлении почв и факторов почвообразования в пространстве, что позволяет изучать закономерности их географии.