Методы исследования почв и почвенного покрова

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ 
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 
АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 
АГРОНОМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ 
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ 
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК 
СИБИРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ 
ЗЕМЛЕДЕЛИЯ И ХИМИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА 

Н.В. СЕМЕНДЯЕВА, 
А.Н. МАРМУЛЕВ, Н.И. ДОБРОТВОРСКАЯ 

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЧВ 
И ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА
Учебное пособие 

Допущено Учебно-методическим объединением вузов  
Российской Федерации по агрономическому  образованию 
в качестве учебного пособия для  подготовки 
 бакалавров по направлению 110400 – Агрономия

Новосибирск 2011 

УДК 631.42 (571.14) 
ББК 40.3973 

Рецензенты:
д-р биол. наук И.Н. Шарков (Сибирский НИИ земледелия и химизации сельского хозяйства Россельхозакадемии);
д-р биол. наук В.А. Хмелев (Институт почвоведения и агрохимии 
СО РАН);
д-р биол. наук, проф. Н.Н. Наплекова (Новосибирский государственный аграрный университет) 

Семендяева Н. В. Методы исследования почв и почвенного покрова: учеб. пособие/Н. В. Семендяева, А. Н. Мармулев, Н. И. Добротворская; Новосиб. гос. аграр. ун-т, СибНИИЗиХ. – Новосибирск: Издво НГАУ, 2011. – 202 с.
Учебное пособие включает основные современные методы проведения экспериментальных и натурных исследований почв – выделение и определение химического состава почвенных растворов и водных вытяжек, валового химического состава почв, выделение илистой 
фракции, определение минералогического состава и т. д. Существенное 
внимание уделено экологическим проблемам в биосфере и сельскохозяйственном производстве, даны установленные нормативы ПДК химических веществ в почве. Приведены общие принципы и методы изучения структуры почвенного покрова.
Предназначено для студентов агрономических специальностей 
очной и заочной формы, обучающихся по направлениям 110400 – Агрономия, 110100 – Агрохимия и почвоведение, а также для специалистов 
агрохимцентров.
Утверждено и рекомендовано к изданию методическим советом 
агрономического факультета (протокол № 4 от 15 апреля 2011 г.).

©Новосибирский государственный аграрный университет, 2011 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Основная задача учебного пособия «Методы исследования почв и почвенного покрова» состоит в том, чтобы 
студенты смогли ознакомиться и изучить основные современные методы проведения экспериментальных и натурных 
исследований почв, включающих выделение и определение 
химического состава почвенных растворов, водных вытяжек, илистой фракции почв, минералогического состава, а 
также фракционного состава гумуса различными методами, 
иметь представление о принципах и методах проведения почвенно-химического мониторинга, методах изучения структуры почвенного покрова, научиться выбирать направление 
научно-практических работ в зависимости от цели и задач 
исследования.
В данном пособии не рассматриваются методы исследования физических, физико-механических свойств, структуры и гранулометрического состава почв, так как этим 
вопросам уделено большое внимание при изучении общего почвоведения, как в лекционном курсе, так и на лабораторно-практических занятиях. При написании учебного пособия «Методы исследования почв и почвенного покрова» 
широко используются знания, получаемые студентами при 
изучении фундаментальных наук – математики, физики, химии, почвоведения, агрохимии, микробиологии.
Необходимость знания методов почвенных исследований обусловлена значительным влиянием химических и 
физико-химических свойств почвы на факторы плодородия, 
поведение в почвах пестицидов, тяжелых металлов и радиоактивных веществ. Знания о свойствах, режимах, почвенных процессах и методах исследования, которые заложены в пособии, помогут при изучении вопросов, связанных 
с генезисом и эволюцией почв и их изменением в резуль

тате воздействия антропогенного фактора. Существенное 
внимание уделено экологическим проблемам в биосфере 
и сельскохозяйственном производстве, закономерностям 
накопления и методам определения вредных веществ. Изложены понятия о предельно допустимых концентрациях, 
приведены установленные нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ в почвах. Приводятся 
общие представления о структуре почвенного покрова и методах ее изучения.
Материал пособия не сводится только к изучению отдельных методов исследования. На основе полученных 
знаний будущий специалист агроном-эколог или почвоведагрохимик сможет правильно выбрать метод исследования 
для решения конкретных научных и практических задач.

1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ 
ИССЛЕДОВАНИЙ В ПОЧВОВЕДЕНИИ

Первое научное определение почв дано В.В. Докучаевым, согласно которому почвой называется природно-историческое тело, сформировавшееся под воздействием природных факторов – материнской породы, растительности 
и животного мира, климата, рельефа и возраста страны [1]. 
В.Г. Вильямс [2] к этим пяти факторам добавил еще один – 
антропогенный, который в настоящее время оказывает на 
почвообразовательный процесс большое влияние – это мелиорации (известкование кислых почв, гипсование – щелочных, осушение и орошение), внесение органических и 
минеральных удобрений, агротехнические приемы. Эти 
приемы настолько существенно влияют на почвы, что способны даже изменить направленность природного почвообразовательного процесса.
Познание и изучение почв началось с давних времен. 
Характеристику их свойств и производительности можно 
найти в древних рукописях и сочинениях, однако потребовалось несколько тысячелетий, чтобы сформировалась 
наука о почвах – почвоведение. Данный период приходится на конец XIX в., и основоположником ее является русский ученый В.В. Докучаев. Известный историк-почвовед 
И.А. Крупеников [3], изучавший историю почвоведения с 
давних времен до наших дней, выделяет 10 этапов становления науки о почвах, которые детально описаны в учебнике Л.М. Бурлаковой, И.С. Кауричева и В.П. Ковриго «Почвоведение с основами геологии» [4].
Согласно этому подходу, в настоящее время главное 
направление научных работ в почвоведении заключается в 
охране и рациональном использовании почвенного покрова, так как возникают серьезные проблемы по деградации 

и загрязнению почв в связи с активизацией антропогенной 
деятельности.
На всех этапах развития науки почвоведения использовался широкий комплекс методов исследования почв, 
адекватный ее специфике как природного тела [5, 6].

1. Профильный метод. Разработан В. В. Докучаевым. 
Он лежит в основе всех почвенных исследований. Требует 
обязательного изучения почв с поверхности на всю глубину ее толщи по генетическим горизонтам, включая материнскую породу, сопоставления изучаемых свойств или 
почвенных параметров. Метод отражает природные закономерности вертикальной анизотропности почв, развития 
почвообразовательного процесса и почвенных режимов.

2. Морфологический метод изучения строения почвенного профиля разработан также В. В. Докучаевым. Он 
является базисным при проведении полевых почвенных исследований и составляет основу полевой диагностики почв.
В почвоведении используется три метода морфологического анализа – макроморфологический при изучении почвы невооруженным глазом; мезоморфологический – с применением лупы и бинокуляра и микроморфологический – с 
помощью микроскопов вплоть до электронного. Морфологический метод является начальным этапом всех почвенных 
исследований.

3. Сравнительно-географический метод основан на 
сопоставлении почв и сопутствующих природных факторов 
(климата, рельефа, растительности, почвообразующих пород) в их историческом развитии и пространственном распространении. Данный метод позволяет делать выводы о 
генезисе почв и закономерностях их географии.

4. Сравнительно-исторический метод позволяет 
исследовать почвы и почвенный покров в целом на основе изучения современной ситуации. Детальным изучением 
погребенных почв и почвенных горизонтов, реликтовых 

признаков почв в сопоставлении с современными почвенными процессами занимается палеопочвоведение – наука о 
прошлом почв, признаках прошлых эпох в современном почвенном покрове. В Новосибирске это направление возглавляет Мария Ивановна Дергачева – профессор Института почвоведения и агрохимии СО РАН.

5. Метод почвенных ключей основан на детальном 
генетико-географическом анализе небольших репрезентативных участков – ключей и интерполяции полученных 
таким путем данных на крупные территории с однотипной структурой почвенного покрова. Этот метод позволяет изучить большие территориальные участки с экономией 
средств и ресурсов.

6. Метод почвенных монолитов базируется на принципах физического моделирования почвенных процессов 
(передвижение влаги, солей, обмен ионов и т. д.) на почвенных колонках-монолитах ненарушенного строения, взятых 
особым образом из почвенных разрезов.

7. Метод почвенных лизиметров используется для 
изучения вертикальной миграции веществ в природных почвах. При этом почвенный монолит того или иного объема, в 
зависимости от целей исследований, погружается в водонепроницаемую пленку (оболочку) и помещается на свое место в природную почву, а исследованию подвергаются вытекающие в её нижнюю часть растворы. Существуют разные 
модификации данного метода в зависимости от целей и задач исследований. Таким расширенным вариантом лизиметрического метода является метод стоковых площадок. При 
этом участок почвы определенного размера окружается до 
некоторой глубины водонепроницаемой пленкой – чаще до 
глубины относительного водоупорного горизонта. На стоковых площадках изучают поверхностный и внутрипочвенный сток, эрозию почв, передвижение солей в засоленных 
почвах и другие задачи.

8. Метод почвенно-режимных наблюдений применяется для исследования кинетики современного почвообразования на основе измерения тех или иных параметров 
(влажности, температуры, содержания солей, величины рН, 
гумуса, состава поглощенных оснований и т. д.) в течение 
длительного периода времени (вегетационного года или 
нескольких лет) через заданный промежуток времени. Этот 
метод лежит в основе биосферного мониторинга.

9. Балансовый метод применяется также для изучения кинетики почвообразования. При этом наблюдаемый в 
данный момент времени в почве запас какого-либо вещества 
(воды, солей, питательных веществ и т. д.) является результатом изменения его исходного запаса за счет прихода или 
расхода в единице объема почвы за определенный период 
времени.

 
Рис. 1. Лизиметры для изучения почвенных процессов, происходящих при химической мелиорации солонцов. Совхоз «Кабинетный» Чулымского района Новосибирской области. Стационар 
Сибирского НИИ земледелия и химизации сельского хозяйства 

10. Метод почвенных вытяжек основан на том, что 
каждый растворитель (вода, растворы различных кислот, 
щелочей или солей разной концентрации, органические 
растворители – спирт, ацетон, бензол и т. д.) экстрагирует из 
почвы в контролируемых условиях какую-то определенную 
группу соединений. Метод широко используется для изучения доступных для растений питательных веществ, фракционного состава гумуса, фосфатов, состава поглощенных 
оснований, водных вытяжек и т. д.
11. Аэрокосмические методы в почвоведении включают, с одной стороны, инструментальное или визуальное 
изучение фотографий земной поверхности, полученных в 
различных диапазонах спектра и с различной высоты, а с 
другой – прямое исследование с самолетов и космических 
аппаратов спектральной отражательной или поглотительной 
способности почв. Этими методами изучается не только география почв, но и динамика ряда важнейших свойств – влажность, солесодержание, плотность, гумусированность и т. п.
12. Радиоизотопные методы применяются в почвоведении для изучения процессов миграции почвенных элементов и их соединений в экосистемах на основе меченых 
атомов (радиоактивных изотопов), например, по соотношению в почвах 12 С и 14 С судят о возрасте почв.
Для анализа вещественного состава почв (гранулометрического, минералогического, валового химического 
и др.) в почвоведении используется весь современный набор имеющихся в науке физических, физико-химических, 
химических и биологических аналитических методов. Кроме того, следует особо подчеркнуть, что в почвоведении в 
настоящее время широко распространился биогеоценологический, или экосистемный, метод, который одновременно 
включает в себя наблюдения за всеми компонентами биогеоценоза: почвами, растениями, животными, микроорганизмами, природными водами и т. д. Этот метод разработан 

и широко применяется русскими почвоведами на основе докучаевской теории почвообразования.
Полевые почвенные исследования включают экспедиционные и стационарные методы [6]: рекогносцировочные маршрутные почвенные обследования, картографирование почв в заданном масштабе, многолетние режимные 
наблюдения за различными свойствами почв путем отбора 
почвенных образцов на одной стационарной площадке или 
на специально установленном оборудовании. Для этого выбираются и организуются на типичных территориях опытные станции. В Новосибирской области – Северо-Кулундинская опытная станция для изучения засоленных почв 
степной зоны; Убинская опытная станция – для изучения 
свойств и сельскохозяйственного использования переувлажненных почв; в Омской области – Тарская опытная станция 
(г. Тара) для изучения почв таежно-лесной зоны и т. д. Организуются опытные поля и стационары, где широко применяются модельные эксперименты в природных условиях.
В лабораторных почвенных исследованиях проводят 
анализ вещественного состава почв, изучают их микроморфологию, различные физические, физико-химические, химические свойства, а также определяют минералогический 
состав почв электронно-микроскопическим, рентгеноструктурным и термографическим методами. Проводят математическое моделирование почвенных процессов. Полученные 
результаты исследований, как полевых, так и лабораторных, 
должны быть математически обработаны.
В почвенных исследованиях существует тесная связь 
с другими науками и в них широко применяются методические подходы и достижения этих наук.
Современное генетическое почвоведение выделилось 
из геологии и до сих пор между этими двумя науками существует тесная методологическая взаимосвязь. Так, для 
познания генезиса почв изучают геологическое и геоморфологическое строение территории.