Морфологический метод исследования почвы

Методы исследования почв

В почвоведении используется широкий комплекс методов исследования почвы, адекватных ее специфике как природного тела.

Профильный метод, разработанный В.В.Докучаевым, лежит в основе почвенных исследований. Он требует обязательного изучения почвы c поверхности на всю глубину ее толщи последовательно по генетическим горизонтам вплоть до материнской породы и сопоставления изучаемых свойств или параметров почвенного профиля. Метод адекватно отражает природные закономерности вертикальной анизотропности почвы, развития почвообразовательного процесса и почвенных режимов.

Морфологический метод изучения строения почвенного профиля, разработанный также В.В.Докучаевым, является базисным при проведении полевых почвенных исследований и составляет основу полевой диагностики почв. В почвоведении используются широко все три вида морфологического анализа: макроморфологический при изучении почвы невооруженным взглядом, мезоморфологический с применением лупы и бинокуляра, микроморфологический с помощью микроскопов вплоть до электронного. Морфологический анализ почвы является начальным этапом всех почвенных исследований.

Сравнительно-географический метод, основанный на сопоставлении почв и соответствующих факторов почвообразования в их историческом развитии и пространственном распространении позволяет делать обоснованные заключения о генезисе почв и закономерностях их географии.

Сравнительно-исторический метод, базирующийся на принципе актуализма, дает возможность исследовать прошлое почв и почвенного покрова на основании изучения современной ситуации. Детальное изучение погребенных почв и почвенных горизонтов, реликтовых признаков и их сопоставление с современными процессами лежат в основе палеопочвоведения – науки о прошлых почвах и о признаках прошлых эпох в современном почвенном покрове.

Метод почвенных ключей, основанный на детальном генетико-географическом анализе небольших репрезентативных участков ключей и интерполяции полученных таким путем заключений на крупные территории с однотипной структурой почвенного покрова, позволяет познать большие территориальные единицы с экономией средств и ресурсов.

Метод почвенных монолитов базируется на принципе физического моделирования почвенных процессов (передвижение влаги, солей, обмена ионов и т.д.) на почвенных колоннах (монолитах) ненарушенного строения, взятых особым образом из почвенного разреза.

Метод почвенных лизиметров широко используется для изучения процессов вертикальной миграции веществ в природных почвах. При этом почвенный монолит того или иного объема, в зависимости от целей исследования, погруженный в водонепроницаемую оболочку, помещается на свое место в природную почву, а исследованию подвергаются вытекающие из его нижней части растворы. Существуют разные модификации этого метода, разработанные для изучения разных процессов в разных условиях.

Расширенным вариантом лизиметрического метода служит метод стоковых площадок: площадка определенного размера окружается до некоторой глубины, желательно до относительного водоупорного горизонта, водонепроницаемой стенкой в траншее. На стоковых площадках изучают поверхностный и внутрипочвенный горизонтальный сток, эрозию почвы.

Метод почвенно-режимных наблюдений применяется для исследования кинетики современного почвообразования на основе измерения тех или иных параметров (влажность, температура, содержание солей, гумуса, азота, др. элементов минерального питания) в одной и той же почве в течение длительного времени (вегетационный сезон, год, несколько лет) через заданные временные промежутки. Этот метод лежит в основе биосферного мониторинга.

Балансовый метод служит также для изучения кинетики почвообразования. В его основе лежит тот факт, что наблюдаемый в данный момент времени в почве запас какого-то вещества (воды, солей, азота и т.п.) или энергия является результатом изменения его исходного запаса за счет прихода и расхода единице объема почвы за определенный промежуток времени.

Метод почвенных вытяжек основан на гипотезе о том, что каждый растворитель (вода, растворы разных кислот, щелочей или солей разной концентрации, органические растворители: спирт, ацетон, бензол и т.п.) экстрагирует из почвы при контролируемых условиях взаимодействия какую-то определенную группу соединений интересующего исследователя элемента почвы. Метод особенно широко используется для изучения доступных растениям элементов питания, фракционного состава почвенного гумуса, подвижных соединений в почвах, процессов их миграции и аккумуляции, различных химических соединений тех или иных элементов.

Аэрокосмические методы в почвоведении включают с одной стороны, инструментальное или визуальное изучение фотографий земной поверхности, полученных в разных диапазонах спектра и с разной высоты, а с другой стороны прямое исследование с самолетов и космических аппаратов спектральной отражательной или поглотительной способности почвы также в разных областях спектра. Этими методами исследуются не только география почв, но и динамика ряда важных параметров – влажность, плотность, солесодержание, гумусность.

Радиоизотопные методы в почвоведении применяются для изучения процессов миграции тех или иных элементов и их соединений в почвах и в экосистемах на основе радиоактивных изотопов. Соотношение различных изотопов в почвах, например, 12 С : 14 С, используются для определения возраста почвы.

Для анализа вещественного (гранулометрического, минералогического, химического) состава почв в почвоведении используется весь современный арсенал имеющихся в распоряжении науки физических, физико-химических, химических и биологических аналитических методов.

Наконец, необходимо отметить широкое распространение биогеоценотического или экосистемного метода, при котором проводится сопряженное одновременное изучение всех компонентов биогеоценоза: почвы, растений, животных, микроорганизмов, атмосферы, природных вод в определенных условиях географической среды. Важно подчеркнуть, что этот метод был разработан и впервые широко применен именно в почвоведении на основе докучаевской теории почвообразования.

Полевые почвенные исследования включают экспедиционные и стационарные методы изучения почв: рекогносцировочные маршрутные почвенные обследования; картирование почвенного покрова в заданном масштабе; многолетние режимные наблюдения на специально подобранных и оборудованных стационарах, в том числе особенно в заповедниках природы и на опытных станциях; определение параметров тех или иных свойств почв в ненарушенном природном состоянии; эксперименты по мелиорации и трансформации почв, в том числе в производственных условиях; изучение отдельных типов почв по их репрезентативным разрезам; модельные эксперименты в природных условиях, в том числе с использованием лизиметров и стоковых площадок.

При лабораторных почвенных исследованиях проводят анализ вещественного состава почв, изучают их микроморфологию, различные физические и химические свойства, осуществляют физическое и математическое моделирование почвенных процессов, инструментальную обработку данных полевых работ.

В заключении надо подчеркнуть широкое использование в почвоведении системного методического подхода, при котором почва рассматривается, с одной стороны, как целостная система, состоящая из множества взаимодействующих подсистем-блоков, а с другой – как подсистема в экосистемах биосферы или экосферы (Добровольский, 1989)

Источник

Практика по почвоведению

В учебном пособии рассмотрены основные методы изучения морфологических, физических, водно-физических, химических и биологических свойств почв. Адресовано студентам вузов очной формы обучения по направлениям подготовки 021900.62 «Почвоведение», 020400.62 «Биология», а также по специальностям 020701.65 «Почвоведение», 020201.65 «Биология» и 020803. 65 «Биоэкология».

При проведении почвенных исследований используются следующие подходы и методы: системный (комплексный) подход; сравнительногеографический метод; сравнительно — исторический; биогеоценотический; метод моделирования; почвенных ключей; аэрокосмический; физические, физико-химические, химические и биологические аналитические методы; метод почвенных монолитов; вегетационных сосудов; почвенных вытяжек; радиоизотопный; профильно-генетический и морфологический методы. Морфологический анализ почвы является обязательным начальным этапом всех почвенных исследований.

Почвенные обследования разделяют на три рабочих периода: подготовительный, полевой и камеральный.

В подготовительный период определяются объем и план работ, готовится картографическая основа, изучаются условия почвообразования и особенности почвенного покрова территории по литературным и другим источникам, на их основе составляется систематический список почв, изучаются особенности сельскохозяйственного использования почв, проводится предварительное ландшафтное дешифрирование аэрофотоснимков.

При планировании объемов работ определяется число почвенных разрезов, исходя из нормативных материалов. Оно зависит от категории сложности территорий и масштаба съемки. Категория сложности выделяются в зависимости от пестроты (сложности почвенного покрова) и интенсивности сельскохозяйственного использования.

Для ознакомления с условиями почвообразования и почвами исследуемой территории, перед началом работ проводится рекогносцировочное обследование. Вся или большая часть территории пересекается с таким расчетом, чтобы охватить по возможности все основные формы рельефа и установить топографические закономерности в почвенном покрове. После проведения маршрутного рекогносцировочного обследования приступают к определению состава почвенного покрова. При планировании маршрутов используют способ параллельных пересечений по рельефу местности в направлении падения склона или метод расположения разрезов по квадратам в виде сплошной сетки в соответствии с нормой разрезов на единицу площади. Затем выбирают места для разрезов и проводят их описание.

Типы почвенных разрезов.

Почвенные разрезы закладывают для изучения и определения почв в природе, установления границ между ареалами различных почв; взятия образцов для анализов. Разрезы бывают трех типов: полные (основные) разрезы, полуямы (контрольные), прикопки (поверхностные).

Полные, или основные, разрезы делают с таким расчетом, чтобы были вскрыты все почвенные горизонты и частично верхняя часть неизмененной или малоизмененной материнской породы. Их закладывают в наиболее типичных, характерных местах. Они служат для детального изучения морфологогенетических признаков почв и отбора образцов по слоям или по генетическим горизонтам для физико-химических, биологических и других анализов, определения окраски, структуры и т.д. Глубина основных почвенных разрезов сильно варьирует в зависимости от мощности почв и целей исследований. Обычно в практике полевых почвенных исследований и картирования почв почвенные разрезы закладывают на глубину 1,5 — 2 м.

Полуямы, или контрольные разрезы, закладывают на меньшую глубину — от 70 до 125 см, обычно до нижней трети переходного горизонта или до вскрытия материнской породы. Они служат для дополнительного (контрольного) изучения основной части почвенного профиля — мощности гумусовых и других горизонтов, глубины вскипания и залегания солей, степени выщелоченности, оподзоленности, солонцеватости, солончаковости и др.

Прикопки, или мелкие, поверхностные разрезы, глубиною менее 75 см, служат главным образом для уточнения почвенных границ, выявленных полными разрезами и полуямами.

Заложение почвенных разрезов.

Разрез (или почвенных шурф) необходимо закладывать в наиболее характерном, типичном месте исследуемой территории. Почвенные разрезы не должны закладываться вблизи дорог, рядом с канавами, свалками, отстойниками, на нетипичных для данной территории элементах микрорельефа (понижения, кочки). Перед началом выкапывания разреза исследователь должен встать таким образом, что бы солнце находилось от него справа, тогда по окончании выкапывания солнце будет освящать лицевую стенку разреза и морфологическое описание будет наиболее точным. На выбранном для почвенного разреза месте копают яму размером 0,8 х 1,5 х 2,0 м так, чтобы три стенки были отвесными, т.е. вертикальными, а четвертая — со ступеньками (см. рисунок 1). Передняя лицевая стенка, которая предназначается для изучения почвенного разреза, должна быть обращена к солнцу. Почву из ямы необходимо выбрасывать на длинные боковые стороны, но ни в коем случае не в сторону лицевой стёнки, та как это приводит к ее загрязнению и даже к разрушению верхней части стенки почвенного разреза. Когда яма готова необходимо, в первую очередь, определить характер почвообразующей породы, ее гранулометрический состав, засоление, степень увлажнения и взять образец материнской породы для последующего изучения или анализа, так как в дальнейшем при препарировании нижняя часть лицевой стенки и дно ямы будут засорены осыпающейся почвенной массой верхних горизонтов.

После этого лицевую стенку гладко очищают лопатой и одну (правую) половину стенки препарируют стамеской или маленькой лопаткой, для того чтобы лучше рассмотреть морфолого-генетические признаки почв, а вторую (левую) половину стенки оставляют в гладко зачищенном виде для сравнения и контроля. Затем необходимо приступить к изучению морфолого-генетических признаков почв и описанию почвенного разреза.

Рисунок 1 — Вид почвенного разреза

Техника и последовательность работ при изучении и описании почвенного разреза и ведении дневника:

1) записать номер, дату и географическое положение разреза, отметить характер рельефа, указать, на каком элементе рельефа сделан разрез, описать угодье и его состояние; растительность, состояние поверхности, дать агрономическую оценку почв; отметить материнские и подстилающие породы и глубину грунтовых вод, если они обнаружены. Определить местоположение разреза и выполнить его привязку;

2) оценить проективное покрытие.

3) определить глубину и характер вскипания почвы от 10 %-го раствора соляной кислоты.

4) определить мощность каждого горизонта и подгоризонта почв с последующим подробным изучением их морфолого-генетических признаков: гранулометрический состав, физические свойства и другие особенности (окраска, структура, влажность, плотность, скважность, новообразования, включения, корневая система, характер перехода одного горизонта в другой);

5) в некоторых случаях для более полной характеристики почв (засоленные, переувлажненные и др.) следует произвести некоторые простые химические анализы (определение рН, хлористых и сернокислых солей, наличия железа, соды и др.); определить некоторые физические свойства (влажность, плотность и др.), не требующие сложного оборудования;

6) дать полевое определение почвы, установить ее хозяйственную ценность. В названии почв необходимо отразить тип, подтип, вид, разновидность и материнскую породу, например, чернозем обыкновенный среднемощный тяжелосуглинистый на лессах. Наметить примерные границы ее распространения на изучаемой территории и, наконец, взять почвенные образцы для анализов, а при необходимости — и монолит. Почвенный разрез после его изучения, описания и взятия образцов должен быть зарыт. При этом вначале вниз сбрасывают почвенную массу, извлеченную из более глубоких горизонтов, потом — почвенную массу верхних горизонтов. С поверхности шурф закладывают дерном, который ранее был сложен вблизи шурфа.

Камеральная обработка материалов полевых обследований почв включает следующие виды работ: лабораторные анализы почв, составление окончательного оригинала почвенной карты, составление картограмм, вычисление площадей почв, написание очерка (пояснительной записки к почвенной карте и картограммам).

1 Перечислите подходы и методы изучения почв, охарактеризуйте их.

2 Каковы основные этапы комплексного почвенного исследования? Охарактеризуйте их содержание.

3 Охарактеризуйте подготовительный этап комплексного почвенного исследования.

4 Охарактеризуйте полевой этап комплексного почвенного исследования.

5 Охарактеризуйте камеральный этап комплексного почвенного исследования.

6 Какова последовательность действий при заложении почвенного разреза?

7 Какова техника и последовательность работ при изучении и описании почвенного разреза?

Источник

Морфологический метод исследования почвы

Методы исследования почв

Практика по почвоведению

Оглавление