Лекция 1. Вводная
1. Почвоведение как наука. Связь почвоведения с другими дисциплинами. Практические задачи. Методы исследования.
2. Понятие о почве и ее плодородии.
3. Из истории почвоведения (изучить самостоятельно).
4. Геология – наука о земле. Связь геологии с другими науками.
Литература: Кауричев И.С. «Почвоведение»; Хабаров А.В., Яскин А.А., Хабаров В.А. «Почвоведение»; Ковриго В.П., Кауричев И.С., Бурлакова Л.М. «Почвоведение с основами геологии»; Борголов И.Б. «Курс геологии».
1. Почвоведение – наука об образовании (генезисе), строении, составе и свойствах почв, закономерностях их географического распространения, о путях рационального использования и повышения плодородия почв с целью получения высоких урожаев с-х культур и охраны земельных ресурсов.
Это одна из основных естественных и агрономических дисциплин.
Почвоведение как научная дисциплина сформировалась в России в конце 19 века благодаря трудам выдающихся русских ученых В.В. Докучаева, П.А. Костычева и Н.М. Сибирцева.
Почвоведение тесно соприкасается с фундаментальными науками (математика, физика, химия), естественно-историческими (биология, геология, география), прикладными (земледелие, растениеводство, агрохимия, лесоводство, мелиорация, землеустройство, инженерное строительство, экономика сельского хозяйства, здравоохранение, охрана окружающей среды и др.).
Почвоведение тесно связано с решением практических задач. Развиваются такие направления в почвоведении, как физика, химия, биология, и микробиология почв, минералогия и микроморфология, динамика почвенных режимов, география и картография почв. При составлении почвенных карт применяются методы дешифрирования аэроснимков и спектрозональных снимков с космических спутников. Почвенные карты служат для учета земельных фондов. Они используются в землеустройстве, районных планировках, при организации ирригационных систем, планировании инженерных сооружений, транспортной сети и др.
Важнейшие практические задачи почвоведения – это эффективное и рациональное использование земельного фонда страны, минимальное отчуждение ценных высокоплодородных почв под градостроительство и другие несельскохозяйственные цели, охрана почв от эрозии, засоления, порчи и загрязнения. Решение этих задач требует глубокого изучения динамики почв и знания законов почвообразования в целях научно обоснованного управления почвенными процессами.
Для изучения сложного процесса формирования и развития почвы, ее состава и свойств почвоведение владеет системой методов исследования, широко используя при этом достижения химии, физики и др. наук.
Основные методы исследования в почвоведении:
— сравнительно-географический метод – выявление коррелятивных зависимостей между почвами, их свойствами и составом и совокупностью факторов почвообразования (широко используется в картографии почв);
— сравнительно-аналитический – применение системы химических, физических, физико-химических и других анализов для определения свойств почвы;
— профильно-генетический – изучение почвы с поверхности на всю глубину последовательно по генетическим горизонтам с последующим сопоставление их свойств;
— морфологический метод – изучение почв по внешним признакам;
— экологический– подразумевает одновременное сопряженное изучение всех компонентов биогеоценоза: почвы, растений, животных, микроорганизмов, атмосферы, природных вод, горных пород с учетом конкретных условий географической среды;
— стационарный метод изучения процессов и режимов в полевой обстановке;
— метод моделированияпочвенных процессов и режимов в лабораторных условиях или создание математических моделей тех или иных почвенных процессов;
— аэрокосмические методы включают инструментальное или визуальное изучение фотографий земной поверхности или ее прямое исследование с самолетов и космических аппаратов;
— метод почвенных монолитов базируется на принципе физического моделирования почвенных процессов (передвижение влаги, солей и т.д.) на почвенных колонках (монолитах) ненарушенного строения, взятых особым образом из почвенного разреза;
— метод вегетационных сосудов широко используется для исследования взаимосвязей в системе почва-растение;
— метод почвенных вытяжекоснован на гипотезе о том, что каждый растворитель (вода, кислоты, щелочи и др.) экстрагирует из почвы определенную группу соединений;
— радиоизотопные методы применяются для изучения процессов миграции тех или иных элементов и их соединений в почвах и в экосистемах на основе меченных атомов (радиоактивных элементов).
Почвоведение составляет теоретическую основу практической деятельности землеустроителей.
2. Почвоведение изучает почвы как природные образования и средство сельскохозяйственного производства. Почвы– важнейший компонент экологической среды, их образование в природе происходит на протяжении десятков и сотен тысяч лет. Человек превратил часть целинных земель в пашню и прервал течение естественных процессов. Теперь его агрономической деятельностью полностью зависит судьба почв, их развитие, плодородие и производительность. В настоящее время накоплено много знаний о почвах, позволяющих использовать их с большой эффективностью.
Первое научное определение понятия «почва» дал В.В. Докучаев. Он впервые установил, что почва – это «дневные» или «наружные» горизонты горных пород, естественно измененные в результате совокупной деятельности пяти факторов почвообразования: материнской породы, растительности и живых организмов, климата, рельефа местности, возраста страны.
П.А. Костычев подчеркнул ведущую роль растительности как фактора почвообразования и определил почву как «верхний слой земли до той глубины, до которой доходит главная масса растительных корней».
Новое определение почвы дал В.Р Вильямс. По Вильямсу, почвойназывается рыхлый слой земной коры, способный производить урожай растений. Существенным свойством почвы является плодородие, которое отличает почву от бесплодной горной породы. Плодородие – это способность почвы удовлетворять потребности растений в элементах питания, воде, свете, тепле в определенных экологических условиях.
Поэтому в современном почвоведении принято определение почвы, объединяющее в себе подходы генетического и агрономического почвоведения: почва– сложная полифункциональная и поликомпонентная система в поверхностном слое коры выветривания горных пород, являющейся комплексной функцией горной породы, организмов, климата, рельефа и времени и обладающая плодородием.
Почва является сложной системой, состоящей из твердой, жидкой, газовой и живой фаз.
Твердая фаза почв – это комплекс первичных и вторичных минералов и органического вещества – гумуса.
Жидкая – это почвенный раствор.
Газовая – почвенный воздух.
Живая – корневые системы растений, микроорганизмы, насекомые, животные.
Почва– основное и незаменимое средство сельскохозяйственного производства. От других средств производства почва отличается ограниченностью в пространстве и незаменимостью, поэтому необходимо сохранять и улучшать ее. Все агротехнические и мелиоративные мероприятия нужно проводить с учетом свойств почв и особенностей их образования. При этом следует знать процессы, происходящие в почвах в природных условиях, и те изменения, которые могут произойти под влиянием хозяйственной деятельности человека.
Объектом труда землеустроителя служит земля. Следует различать понятия «земля» и «почва». Земля – более широкое понятие, оно приближается к понятию «ландшафт» — географический комплекс, в котором взаимодействуют между собой и соединяются в одно целое такие факторы, как климат, почвы, растительный и животный мир, рельеф, результаты деятельности человека. Почва же – один из важнейших компонентов ландшафта.
Роль почвы в природе: 1) обеспечивает существование жизни на земле. Из почвы растения получают элементы питания и воду, создают свою биомассу, которая является условием жизни человека и животных. Почва – это среда обитания многочисленных животных и микроорганизмов; 2) регулирование химического состава атмосферы и гидросферы. Фотосинтез растений вместе с почвенным дыханием и дыханием организмов играют главную роль в поддержании состава приземного слоя атмосферного воздуха, а через него и атмосферы в целом; 3) является общепланетарным аккумулятором энергии, трансформировавшейся в процессе фотосинтеза и служит экраном, удерживающим в биосфере важнейшие элементы от геохимического стока в Мировой океан.
Роль почвы в жизни людей: основное средство сельскохозяйственного производства; строительство жилья, хозяйственных и промышленных построек, прокладывание дорог, выращивание культурных растений.
Источник
Методы изучения почв
Почва — чрезвычайно сложное природное образование.
Как объект изучения она обладает следующими отличительными особенностями:
- многокомпонентный состав (минералы, химические и органические соединения, живые организмы, почвенные растворы, воздух);
- разнообразие форм химических, органических и органо-минеральных соединений;
- наличие новообразованного гетерогенного органического вещества — почвенного гумуса;
- полифункциональность;
- разная природа механизмов межфазных взаимодействий;
- почвенно-генетическая и унаследованная от материнской породы анизотропность;
- иерархическая структура организации почвенного тела;
- пространственная и временная изменчивость свойств и состава.
Полное и всестороннее изучение почвы и ее функций в лесных биоценозах включает полевое описание профиля и СПП, режимные наблюдения, лабораторные анализы, теоретические построения (генезис, классификация, анализ плодородия, моделирование процессов почвообразования), типологию и экономическую оценку земель, разработку приемов улучшения плодородия лесных почв и рационального использования земель. Для оценки почв и почвенного покрова требуется понимание и применение всего набора имеющихся в арсенале почвоведения аналитических и теоретических методов.
Сравнительно-географический метод. Сущность этого метода заключается в сопряженном изучении разных типов почв и факторов почвообразования, исследовании закономерностей пространственной изменчивости почв, анализе структуры почвенного по — крова на разных уровнях его организации. Составными частями сравнительно-географического метода являются картографический и аэрокосмические методы.
Морфогенетический метод. Основу этого метода составляет изучение морфологического строения почвенного профиля в целом и на разных иерархических уровнях его организации. Для каждого уровня организации почв используются свои особые методы исследования.
Кристалло-молекулярный, или молекулярно-ионный, уровень организации исследуют методами электронной микроскопии, изучают строение и состав гумусовых веществ, морфологические признаки разрушения и синтеза почвенных минералов, органо-минеральные взаимодействия, трансформацию органического вещества.
Уровень почвенных агрегатов включает микро-, мезо- и макроагрегаты, новообразования растворимых солей, извести, гипса, железа и марганца. Описываются и изучаются форма, размер, структура, состав агрегатов. Применяются методы световой микроскопии.
Уровень почвенных горизонтов изучают в полевых условиях (морфологические признаки: мощность, цвет, структура, строение и др.) и в ходе камеральных исследований с применением стандартных шкал, оптических приборов, совмещенных с компьютером.
Уровень почвенных индивидуумов предполагает применение системного подхода. В его основе лежит представление о почве как о целостной природной системе. В полевых условиях изучаются морфологические признаки, несущие информацию о времени и процессах почвообразования, генезисе и классификационной принадлежности почв. Системный подход включает профильный метод изучения почв, мезо- и микроморфологические методы, а также методы визуальной и электронной микроскопии.
Сравнительно-исторический метод. Этот метод базируется на принципе актуализма, согласно которому в строении и свойствах современной почвы заложены возможности исследования эволюции почв, геологического прошлого, палеоклимата и палеоландшафтов. Сравнительно-исторический метод широко используется в палеопочвоведении и археологическом почвоведении.
Сравнительно-аналитический метод. Он заключается в сравнении вещественного состава и свойств твердой фазы почвенных горизонтов, с одной стороны, и материнской породы — с другой (минералогического и химического составов, органического вещества, почвенных растворов, воздуха, почвенных животных и микроорганизмов).
Для определения вещественного состава почв используются инструментальные методы исследования, в том числе потенциометрические, вольт-амперометрические, кондуктометрические, термогравиметрические, методы молекулярной спектрофотометрии, атомной и рентгенофлюоресцентной спектроскопии, масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, магнитно-ядерного резонанса и др.
Полевые методы исследования. Полевые методы предназначены для изучения почвенных режимов, водного и теплового балансов, структуры почвенного покрова, почвенного мониторинга, картирования почв, земельного кадастра. Включают маршрутные и стационарные методы, а также методы почвенных ключей.
Методы моделирования. Эта группа методов включает физическое и математическое моделирование. Они предназначены для экспериментального воспроизведения различных явлений и процессов в контролируемых условиях почвообразования и применяются как в полевых, так и в лабораторных условиях.
Геостатистические методы и геоинформационные системы. Для исследования закономерностей пространственного варьирования свойств почв используют геостатистические методы, геоинформационные системы (ГИС).
Развитие получает педотрансферный метод изучения гидрофизических функций почвы. Он основан на выявлении зависимостей между фундаментальными почвенными свойствами и гидрофизическими параметрами почв.
Метагеномика. Все большее внимание почвоведов привлекают методы метагеномики, используемые для исследования метагенома почвы, в связи с серьезной проблемой деградации почв и необходимостью их реабилитации. Метагеном почвы представляет собой геномы почвенных микроорганизмов, некультивируемых в лаборатории. Для выявления метогенома выделяются и секвенируются ДНК микробных ассоциатов из почвенных горизонтов.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник