Почвы района практики. Полевая учебная практика по почвоведению. Часть 2
Покупка
Тематика:
Почвоведение
Издательство:
Томский государственный университет
Год издания: 2018
Кол-во страниц: 116
Дополнительно
Вид издания:
Учебно-методическая литература
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
Артикул: 761854.01.99
Учебно-методическое пособие подготовлено в соответствии с программой курса «Почвоведение» для студентов по специальностям 06.03.01 - Биология; 06.03.02 - Почвоведение; 05.03.02 - География; 05.03.01 - Геология; 35.03.01 -Лесное дело; 35.03.10 - Ландшафтная архитектура; 35.03.04 - Агрономия; 05.03.06 - Экология природопользования. Рассматриваются биоклиматические условия и особенности почвообразования района практики (подтаежная зона Западной Сибири). Особое внимание уделяется факторам формирования почв, сущности процессов почвообразования, классификации и диагностике почв. На конкретных почвах (автоморфных, полугидроморфных и гидроморфных) рассматриваются генетические особенности и морфологическое строение почвенных профилей. На основании авторских и литературных материалов приводится общая характеристика почв и их свойств. Освещаются вопросы, связанные с использованием и охраной почв данного региона. Учебно-методическое пособие предназначено для студентов, магистрантов и аспирантов.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 05.03.01: Геология
- 05.03.02: География
- 05.03.06: Экология и природопользование
- 06.03.01: Биология
- 06.03.02: Почвоведение
- 35.03.01: Лесное дело
- 35.03.04: Агрономия
- 35.03.10: Ландшафтная архитектура
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Биологический институт В.П. Середина, В.З. Спирина ПОЧВЫ РАЙОНА ПРАКТИКИ Полевая учебная практика по почвоведению Часть 2 Учебно-методическое пособие подготовлено в соответствии с программой курса «Почвоведение» для студентов по специальностям 06.03.01 – Биология; 06.03.02 – Почвоведение; 05.03.02 – География; 05.03.01 – Геология; 35.03.01 – Лесное дело; 35.03.10 – Ландшафтная архитектура; 35.03.04 – Агрономия; 05.03.06 – Экология природопользования Томск Издательский Дом Томского государственного университета 2018
РАССМОТРЕНО И УТВЕРЖДЕНО методической комиссией Биологического института Протокол № 194 от 08.02.2018 г. Председатель МК БИ А.Л. Борисенко Учебно-методическое пособие подготовлено в соответствии с программой курса «Почвоведение» для студентов по специальностям 06.03.01 – Биология; 06.03.02 – Почвоведение; 05.03.02 – География; 05.03.01 – Геология; 35.03.01 – Лесное дело; 35.03.10 – Ландшафтная архитектура; 35.03.04 – Агрономия; 05.03.06 – Экология природопользования. Рассматриваются биоклиматические условия и особенности почвообразования района практики (подтаежная зона Западной Сибири). Особое внимание уделяется факторам формирования почв, сущности процессов почвообразования, классификации и диагностике почв. На конкретных почвах (автоморфных, полугидроморфных и гидроморфных) рассматриваются генетические особенности и морфологическое строение почвенных профилей. На основании авторских и литературных материалов приводится общая характеристика почв и их свойств. Освещаются вопросы, связанные с использованием и охраной почв данного региона. Учебно-методическое пособие предназначено для студентов, магистрантов и аспирантов. АВТОРЫ: В.П. Середина, В.З. Спирина © Томский государственный университет, 2018
ВВЕДЕНИЕ Полевая учебная практика по почвоведению является важ ным и ответственным звеном учебного процесса в системе подготовки специалистов. Без нее невозможен переход от теоретического обучения студентов к освоению ими практических умений и навыков (Середина В.П., Спирина В.З., 2011). Полевая практика - это весьма ответственный и важный этап учебного процесса, в результате которого студенты впервые в природных условиях знакомятся с многообразием и сложностью почвенного покрова, с его рациональным использованием и охраной. В процессе практической работы студенты овладевают методикой правильного заложения почвенных разрезов, полевого морфологического описания. Студенты учатся анализировать влияние факторов почвообразования на свойства почв, приобретают определённые навыки по исследованию почв и их охраны. В данном учебном пособии приводится достаточно полное описание биоклиматических условий почвообразования, специфики генезиса, классификации и свойств почв района практики в пределах подтаежной зоны Западной Сибири. Выбор почв данного региона обусловлен тем, что подтаежная зона характеризуется сложным и многочленным комплексом почв. Спектр почвенных типов и подтипов подтайги Западной Сибири достаточно широк: от автоморфных дерново-подзолистых и серых лесных почв до полугидроморных и гидроморфных (лугово-черноземных, луговых, дерново-глеевых) и аллювиальных. Такое разнообразие почв обусловлено региональной специфичностью условий формирования данной зоны, являющейся переходной от таежной к лесостепной, а также значительной расчлененностью рельефа, особенностями растительного покрова, высокой интенсивностью биологического круговорота, обеспечивающего благоприятные условия для роста и развития растений и высокой активности почвенных микроорганизмов и почвенной фауны (Середина В.П., Спирина В.З., 2012). Особое внимание в данном пособии уделяется показателям морфологических признаков почв и их роли в целях диагностики процессов почвообразования, экологического состояния и оценки
почвенного плодородия. Рассматривается определенная система методов исследования, использование которых зависит от основных направлений, сложившихся в почвоведении - субстантивном (вещественном), функциональном (динамическом) и генетическом. В рамках перечисленных направлений морфологические методы образуют целостную сложную систему методов, которая может рассматриваться как основа изучения педосферы на всех уровнях ее организации: от почвенного покрова (полевые методы) до деталей строения почвенного профиля. Место и роль системы морфологических методов в зависимости от конкретных задач может оказаться несколько различной, но в большинстве случаев они являются первым и наиболее ответственным этапом в ее изучении. Морфологические методы отличаются оперативностью; информация, полученная на их основе, самая массовая, она легко поддается математизации и объективизации. В предлагаемом учебном пособии приводится не только базовая классификация, но и корреляция типов новой классификации почв России (2004) с таксономическими выделами Классификации и диагностики почв (1977). 1. БИОКЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И ОСОБЕННОСТИ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ ПОДТАЕЖНОЙ ЗОНЫ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ Равнинная юго-восточная часть Западной Сибири, включающая всю Томскую области и восточную треть Новосибирской, расположена в бассейне р. Оби и её притока р. Томи и находится в пределах лесостепной и таежно-лесной зон. С юга на север она простирается от 52,5° до 61° с.ш., с запада на восток – от 75 до 89,4° в.д. по Гринвичу. Эта обширная часть Западно-Сибирской равнины является крупным промышленным и важным сельскохозяйственным районом. Переходная зона подтайги, или лиственнолесная зона серых лесных почв (Герасимов и Розов, 1963) располагается прерывистой полосой к югу от южной тайги, сравнительно небольшой общей площади (табл. 1).
Т а б л и ц а 1 Площадь природных зон (подзон) Западной Сибири, млн га (Щербинин В.И., Хмелев В.А., Гаджиев И.И., 1989) Зона (подзона) Площадь Тундра Лесотундра Северная тайга Средняя тайга Южная тайга Подтайга Лесостепь Степь Горы 25,5 9,8 33,1 55,5 40,5 13,0 36,0 13,2 21,4 Итого: 228,0 Она отличается более сложным, на фоне общего равнинного характера поверхности, мезо- и микрорельефом, меньшим атмосферным увлажнением, а также меньшей залесенностью и преобладанием березово-осиновых лесов. Почвенный покров здесь весьма пестрый, комплексный. Подтайга отличается достаточным для развития земледелия ресурсным потенциалом климата и почв (табл. 2). Т а б л и ц а 2 Основные характеристики климата таежной зоны (Сляднев А.П., 1972) Зона, подзона Осадки, мм Среднегодовая температура воздуха, °С Суммы температур воздуха >10°С Коэффициент увлажненности среднегодовые за теплый период Северная тайга 550–600 420 –4 ÷ –9 600–1200 1,6 Средняя тайга 600–650 400 –1,5 ÷ –4,0 1300–1500 1,4 Южная тайга 530–600 380 –0,5 ÷–1,5 1500–1700 1,2 Подтайга 500–600 350 –0,3 ÷ –0,8 1700–1780 1,0 Лесостепь 400–500 280 0 ÷ +0,5 1750–1900 0,8 По климатическому районированию (Сляднев А.П., 1972) территория, где распространены исследованные почвы, относится к умеренно прохладному и умеренно теплому району. Умерено теплый район характеризуется продолжительной и суровой зимой.
ГТК = 1,0–1,2. Годовой ход осадков континентальный с летним максимумом. Вегетационный период короткий (90–115 дней). Так, например, сумма положительных температур приземного слоя воздуха достигает 1700–1800°С, а количество атмосферных осадков за вегетационный период варьирует в многолетнем цикле от 200 до 230 мм. Количество испаряемой влаги из почв примерно равно среднегодовому поступлению атмосферных осадков. Тем не менее, и в зоне подтайги сравнительно большие площади земель представлены травяными и моховыми болотами. Состав и свойства почв Западной Сибири связаны с закономер ным изменением с севера на юг основных факторов почвообразования: климата, растительности, состава горных пород, рельефа и других, что обусловливает чрезвычайно широкое разнообразие на этой территории почв. В Западной Сибири встречается большое число типов почв: от тундровых Крайнего Севера до каштановых сухих степей и горных почв (Классификация и диагностика почв Западной Сибири, 1979). В геоморфологическом отношении исследуемая территория относится к внеледниковой зоне Западно-Сибирской равнины и представляет собой озерно-аллювиальную равнину с пологой и полого увалистой поверхностью, слегка приподнятую на юговостоке. Почвообразующими породами водораздельных пространств являются средне- и верхнечетвертичные осадки, представленные, в основном, покровными карбонатными суглинками и глинами, сформировавшимися под влиянием преимущественно субаэральных факторов (Хахлов В.А., Рагозин Л.А., 1948; Минервин А.В., 1956; Земцов А.А., 1956; Евсеева Н.С., 2009). Структурные и текстурные особенности – тонкая пористость, зернистость, светло-бурый и палево-бурый цвет, карбонатность – придают почвообразующим породам исследованного ряда почв лессовидный характер. В подтаежной зоне почвообразующими породами служат в основном суглинисто-глинистые отложения нижне- и среднечетвертичного возраста, лежащие на неогеновых глинах. Выделяются субаэральные и озерно-аллювиальные фации. Субаэральные отложения имеют ритмическое строение и состоят из ритмопачек почв
и пород (Волков И.А. и др., 1969; Волков И.А., Волкова В.С., 1987; Магаева Л.А. и др., 1998). Озерно-аллювиальные отложения средне- и верхнечетвертичного возраста сложены суглинками, супесями и песками иловатыми с растительной трухой, в подошве - слоистыми. Местами эти отложения перекрыты торфом. Таким образом, на севере Западно-Сибирской равнины распространены морские и ледниково-морские осадки, в средней части – континентальные ледниковые и водно-ледниковые отложения, а на юге – континентальные озерно-аллювиальные, а также субаэральные покровные лессовидные суглинки. Четвертичные осадки отличаются значительной мощностью, большим разнообразием и различным возрастом (Ананьев А.Р., 1953; Радугин К.В., 1956; Минервин А.В., 1959; Земцов А.А., 1965; Николаев В.А., 1980). Нижнечетвертичные отложения представлены обычно светло-бурыми или серыми грубозернистыми гравелистыми песками, иногда галечником, а также глинами черной или буро-серой окраски. Отложения среднего отдела четвертичной системы, слагающие междуречные пространства, высокие надпойменные террасы представлены косослоистыми песками буросерыми глинами и зеленовато-серыми суглинками, часто лессовидного облика. Общая мощность среднечетвертичных отложений составляет 6–8 м, а в отдельных случаях достигает 20–24 и более метров. Верхнечетвертичные отложения покрывают почти все элементы рельефа, как водораздельные поверхности и их склоны, так и высокие террасы рек. Верхнечетвертичные осадки представлены покровными бурыми, буро-жёлтыми суглинками и глинами. Почти все покровные суглинки карбонатны, причём степень карбонатности сильно варьирует. Максимальное содержание карбонатов составляет около 10%. Верхняя часть этих пород выщелочена от карбонатов до глубины 1–3 м. Общая мощность покровных суглинков колеблется от 6–8 до 13 м (Сулакшина Г.А., Рождественская Л.А., 1966). По генезису верхнечетвертичныые отложения юго-восточной части Западно-Сибирской равнины являются лессовидными породами, сформировавшимися под влиянием преимущественно субаэральных процессов – делювиальных, пролю
виальных с участием эолового фактора. Эти породы выступают в качестве почвообразующих. На них сформированы наиболее распространённые с самым благоприятным комплексом свойств почвы Западно-Сибирской равнины. Почвообразующие породы представлены преимущественно палево-бурыми тонкопористыми тяжёлыми суглинками и глинами. Структурные и текстурные особенности (тонкая пористость, зернистость, светло-бурый и палевобурый цвет, карбонатность) придают почвообразующим породам ряда автоморфных почв (дерново-подзолистых, серых лесных и чернозёмов) типичный лессовидный облик. Исследованные породы по гранулометрическому составу относятся к иловато-пылеватым, крупнопылевато-иловатым тяжёлым суглинкам и глинам. Количество пылеватых частиц достигает почти 30% и возможно более, но в среднем составляет 27,1% (n=50). Наличие такого количества пылеватых частиц (Кригер Н.И., 1957), позволяет отнести верхнечетвертичные отложения не к типичным лессам, а к лессовидным суглинкам. Характерной особенностью лессовидных суглинков является не только однородность гранулометрического, но и химико-минералогического состава (Середина В.П., 1979 а, б). Преобладающими являются минералы легкой фракции (97,1-99,7%). По комплексу минералов легкой и тяжелой фракций все лессовидные суглинки близки между собой. Легкая фракция минералов представлена преимущественно кварцем и полевыми шпатами. В тяжелой фракции минералов преобладает эпидот-цоизитовая группа при значительном содержании ильменита и амфиболов. Минералогический состав илистой фракции лёссовидных суглинков качественно однотипен (Середина В.П., 1979а). Среди глинистых минералов преобладают гидрослюды (50–59%) и слюда – монтмориллонитовые смешаннослойные образования (30– 39%). Хлорит и каолинит в сумме составляют 11%. В незначительных количествах отмечаются кварц и полевые шпаты. Сравнительная однородность минералогического состава лессовидных отложений обусловливает близость валового химического состава не только породы в целом, но и ее отдельных гранулометрических фракций (табл. 3).
Т а б л и ц а 3 Химический состав лессовидных суглинков и их гранулометрических фракций, % на прокаленную бескарбонатную навеску (n = 6) (Середина В.П., 1984) Компонент валового состава Фракции, мм Порода в целом < 0,001 0,001–0,005 0,005–0,01 0,01–0,1 М±m ППП SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O R2O3 SiO2/R2O3 SiO2/Al2O3 SiO2/Fe2O3 8,63±0,14 57,28±0,29 24,44±0,18 10,89±0,09 0,92±0,03 2,75±0,09 2,82±0,02 0,42±0,00 0,16±0,01 3,10 3,98 14,04 8,02±0,30 70,92±0,23 14,37±0,20 9,12±0,14 1,21±0,12 2,02±0,02 2,81±0,00 1,04±0,02 0,17±0,01 5,97 8,38 20,72 0,63±0,02 80,91±0,23 9,65±0,22 4,37±0,23 1,78±0,05 1,41±0,02 1,53±0,01 1,41±0,06 0,11±0,00 11,70 14,26 49,41 0,58±0,04 86,61±0,49 6,42±0,54 2,66±0,07 3,00±0,19 0,59±0,02 1,42±0,01 1,63±0,03 0,03±0,00 19,50 22,95 86,96 3,16±0,61 72,45±0,74 13,72±0,66 5,61±0,14 2,11±0,11 1,53±0,06 1,76±0,06 1,10±0,04 0,09±0,01 7,17 8,98 34,40 Аллювиальные отложения пойм чрезвычайно пестры по лито логическому составу и фациально изменчивы. Они подразделяются по характеру пойменной фации на два основных типа: супесчано-песчаных и преимущественно суглинистых. Различие генезиса пород, наложение сингенетических и диагенетических процессов определили разнообразие минералогического, химического и гранулометрического состава почв. Растительный покров представлен, главным образом, березовыми и березово-осиновыми лесами (Крылов Г.В., 1953; Шумилова Л.В., 1962), а также смешанными хвойно-березово-осиновыми лесами с травяным напочвенным покровом. Имеют распространение осиновые леса, а в самой южной части подзоны – редкостойные березовые леса паркового типа, в травяном покрове которых встречаются лесостепные виды. Господствующими почвообразовательными процессами на данной территории являются дерновый и подзолистый, различное сочетание которых отражает типы и подтипы исследованных почв. Биоклиматические условия подтаежной зоны способствуют развитию травянистой растительности лугово-лесного типа, большому приросту фитобиомассы и значительному поступлению в почву органических остатков. Длительный холодный период и непро
должительность теплого сезона создают высокую напряженность микробиологических процессов. Наибольшая часть годового цикла биохимических превращений осуществляется в короткий период с высокой температурой и влажностью почвы (июнь-август). За короткий период активных температур (110–120 дней) биомасса не может полностью минерализоваться. Распространение микроорганизмов в почвах Западной Сибири подчинено зональной закономерности. Общее число их нарастает при переходе от подзолов, подзолистых почв к дерновоподзолистым, серым лесным и черноземам. На эту закономерность указывают И.Л. Клевенская, Н.Н. Наплекова, Н.И. Гантимурова (1970). По микрофлоре дерново-подзолистых почв Сибири данных крайне мало. По тем сведениям, которые имеются в работе И.Л. Клевенской и др. (1970), можно видеть, что общее число микроорганизмов в дерново-подзолистых почвах небольшое – не более 3 млн в 1 г почвы (под общим числом микроорганизмов авторы условно понимают сумму бактерий, растущих на МПА, актиномицетов и грибов). С глубиной количество микроорганизмов резко уменьшается и в горизонте А2 составляет 550–640 тыс. в 1 г почвы с дальнейшим уменьшением книзу. В некоторых дерново-подзолистых почвах наблюдается типичный для подзолистых почв трехчленный (со вторым максимумом в горизонте В) микробиологический профиль. Основная масса микроорганизмов представлена бактериями – 65–77%, из них 46% приходится на спорообразующие бактерии МПА. Для этих почв характерно наиболее высокое содержание грибов, на долю которых, по данным И.Л. Клевенской и др. (1970), приходится около 3–4%. В иллювиальном горизонте их количество значительно увеличивается. Соотношение бактерий КАА/МПА 0,6–1,0. Содержание и распределение микроорганизмов в профиле серых-лесных почв близко к дерново-подзолистым. Данные почвы также характеризуются малым содержанием микроорганизмов по всему профилю с максимумом в горизонте А1 (2,5 млн на 1 г почвы). В горизонте А1А2 количество микроорганизмов уменьшается в 2–3 раза, в горизонте А2В1 – в 3–6 раз по сравнению с гумусовым горизонтом, что связано с резким умень