Таблица данных анализа почв – это методическое руководство для закрепления теоретического материала по курсу «География почв», приобретения практических навыков, компетенций по определению классификационного названия почв, оценке их генетических и агрономических особенностей. Отрабатываются вопросы классификации, диагностики почв, строения профиля почв, индексы генетических горизонтов и написания формул почв. Методическое руководство рассчитано на студентов, изучающих курсы «Почвоведение», «География почв».
Источник
Агрохимический анализ. Обоснование и интерпретация
Агрохимический анализ почв проводят для того, чтобы [2]:
Определить, достаточно ли в почве доступных питательных веществ для растений;
Следить за изменением свойств почвы, которые так или иначе влияют на рост и развитие растений;
Оценить характер и определить особенности взаимодействия почвы с применяемыми удобрениями и поступающими из атмосферы веществами;
Рассчитать количество удобрений, которое необходимо внести в почву.
Что мы делаем при анализе и почему именно это?
Мы определяем основные свойства почвы, которые тем или иным образом могут сказаться на росте и развитии растений. Одним из важнейших показателей, определяемых при агрохимическом анализе, является реакция среды (рН). Почему важно контролировать рН?
В основном наибольшие урожаи сельскохозяйственных растений получают при слабокислой или нейтральной реакции среды, но очень часто почва становится более кислой и это препятствует получению высоких урожаев. [12]
Реакция среды воздействует на способность растений поглощать из почвы питательные элементы. При более низких рН она уменьшается, а иногда даже приводит к потере питательных элементов из корней растений [12];
рН сказывается на миграции и аккумуляции веществ в почве [3], в том числе токсичных [6];
Микробиологическая активность почвы тоже зависит от реакции среды [3];
Помимо этого, рН влияет на катионообменную ёмкость почв [4] – максимальное количество катионов, которое может быть удержано почвой в обменном состоянии при заданных условиях [1] и потенциально доступно растениям.
Поэтому при агрохимическом анализе мы определяем рН водной вытяжки из почвы. Но он позволяет судить только о степени кислотности или щёлочности и не даёт количественного представления о содержании кислот и оснований из-за высокой буферности почв. Однако, например, содержание кислотных компонентов может увеличиваться, а рН оставаться практически неизменным. В связи с этим помимо рН водной вытяжки мы определяем потенциальную кислотность — рН солевой вытяжки [8].
Кроме реакции среды важны так же и сами питательные элементы. Растения больше всего нуждаются в следующих из них:
Азот — один из наиболее распространённых элементов в природе, тем не менее растениям часто не хватает азота, так как растения могут усваивать только определённые формы соединений азота (в основном аммонийную и нитратную формы) [3]. В то же время азот является незаменимым элементом в растении, входя в состав белков, ДНК, многих жизненно важных органических веществ. При недостатке азота нарушается процесс фотосинтеза из-за разрушения хлорофилла, возможно высыхание и отмирание частей растений, поэтому обеспечение азотом — одна из важнейших проблем при выращивании сельскохозяйственных культур. В связи с этим для оценки доступного для растений азота мы определяем содержание аммонийного и нитратного азота в почве.
Фосфор тоже жизненно необходим растениям и также входит в состав многих органических соединений. Кроме того, он участвует в энергетическом обмене клеток. Но подвижные формы фосфора во многих почвах находятся в дефиците [4], что приводит к снижению активности ферментов, контролирующих клеточный метаболизм, и веществ, участвующих в синтезе РНК, белков и делении клеток. Соответственно, при недостатке фосфора рост растений замедляется, что, естественно, не может не сказаться на урожае [10]. Поэтому очень важно определять содержание подвижных форм фосфора в почве.
Калий является важнейшим элементом питания растений, он входит в состав цитоплазмы клетки, в значительной степени определяет её свойства и поэтому влияет практически на все процессы в клетке. Калий участвует в поглощении и транспорте воды, открывании и закрывании устьиц. Также при калийном голодании нарушается структура митохондрий и хлоропластов, что в свою очередь оказывает влияние на фотосинтез и дыхание [10]. Поэтому достаточное содержание калия в почве повышает устойчивость растений к воздействию низких и высоких температур, сопротивляемость растений болезням, а также сокращает сроки созревания растений [12]. Растениям доступны только подвижные формы калия, поэтому именно их мы и определяем.
Органическое вещество почвы является важным показателем её плодородия. Оно состоит из ещё не успевших разложиться органических остатков и уже претерпевших изменения органических веществ, называемых гумусом. Гумус способствует накоплению и удержанию питательных для растений веществ, которые при его разложении переходят в почвенный раствор и могут потребляться растениями [3]. Количество гумуса в почве определяют через количество органического углерода в почве.
Как должно быть в идеале и в каких диапазонах могут колебаться указанные параметры?
Данные показатели могут различаться для разных типов почв, и для разных сельскохозяйственных культур могут быть оптимальными разные диапазоны значений, тем не менее в среднем плодородие почвы можно оценить следующим образом:
Таблица 1. Оценка потенциального плодородия почв по содержанию гумуса и доступных для растений фосфора, калия и азота.
Уровень содержания
Подвижный фосфор Р2O5, млн -1 *
Обменный калий К2O, млн -1 *
Нитратный азот N — NO3, млн -1 **
Аммонийный азот N-NH3+, N-NH4, млн -1 **
Содержание гумуса (С орг*1,724), % от массы почвы***
Очень высокий
Более 250
Более 250
–
–
Более 10
Высокий
250–150
250–170
Более 20
Более 40
6–10
Повышенный
150–100
170–120
–
–
–
Средний
100–50
120–80
15–20
20–40
4–6
Низкий
50–25
80–40
10–15
10–20
2–4
Очень низкий
Менее 25
Менее 7
Менее 10
Менее 10
Менее 2
* — по Г. В. Мотузовой и О.С. Безугловой, 2007 (по методу Кирсанова);
** — по Г. П. Гамзикову, 1981;
*** — по Л. А. Гришиной и Д. С. Орлову, 1978.
Таблица 2. Градация кислотности (щёлочности) почв по величине рН водной и солевой вытяжек [11].
Характеристика почвы
рНН2О
Характеристика почвы
рНKCl
Сильнокислые
3,0–4,5
Сильнокислые
5,6
Слабощелочные
7,0–7,5
Щелочные
7,5–8,0
Сильнощелочные
>8,5
Что делать, если что-то не в норме?
Одним из основных приёмов повышения плодородия почв является внесение удобрений. В таблице 3 представлены некоторые из них.
Таблица 3. Вещества, добавляемые в почву для улучшения её свойств [7].
Навоз, торф, различные растительные компосты, сапропель, зелёное удобрение (сидераты)
При недостатке в почве азота, фосфора и калия применяют комплексные удобрения, содержащие в своём составе сразу несколько питательных элементов. Например, это аммонизированный суперфосфат, аммофос, диаммофос, калийная селитра, нитрофос и нитроаммофос, нитрофоска и нитроаммофоска, карбоаммофос и карбоаммофоска, жидкие комплексные удобрения. Преимущество их заключается в том, что при внесении удобрений в крупных масштабах снижаются затраты на транспортировку смешивание, хранение и внесение удобрений. Из недостатков комплексных удобрений выделяют то, что соотношение элементов питания в них изменяется слабо и при внесении их в почву может получиться так, что одних элементов попадёт в почву больше, чем нужно, тогда как других окажется недостаточно [7].
Существуют также бактериальные удобрения, содержащие специальные бактерии, которые улучшают питание растений. Их применяют только при выращивании бобовых растений и для каждого вида подбирают разные штаммы бактерий [7].
Какое же удобрение лучше?
Таблица 4. Сравнение органических, минеральных и биологических удобрений [7].
Органическое
Минеральное
Биологическое
Содержание питательных элементов
Все необходимые элементы
Некоторые элементы, определяемые типом удобрения
Нет
Форма элементов питания
Недоступна для растений, но при разложении органического вещества постепенно выделяются доступные питательные вещества
Доступная для растений
Не содержит элементов питания, но способствует усвоению растениями питательных веществ
Скорость действия
Медленно (3–4 года)
Быстро
Медленно (3–5 лет)
Наличие микроорганизмов
Да
Нет
Да
Повышение качества почвы
Да
Нет
Да
Специфичность для определённого вида растения
Нет
Да
Да
Внося удобрение надо помнить, что его избыток так же плохо сказывается на растениях, как и недостаток. Необходимо рассчитывать количество вносимого удобрения исходя из свойств почвы и произрастающих сельскохозяйственных культур. Для того, чтобы правильно подобрать удобрение и рассчитать его дозу, нужно обратиться в аккредитованную лабораторию, где специалисты проведут анализ почвы согласно установленным ГОСТам и определят указанные выше параметры (рН, аммонийный и нитратный азот, подвижный фосфор, обменный калий и углерод органического вещества).
Список литературы:
ГОСТ 27593-88. Почвы. Термины и определения // Охрана природы. Почвы / Сборник. Государственные стандарты. М: ИПК Изд-во стандартов, 1998.
Е. П. Дурынина, В. С. Егоров Агрохимический анализ почв, растений, удобрений. М: Изд-во МГУ, 1998г., 113 с
Кауричев И.С., Гречин И.П., Почвоведение. Москва: Колос, 1969, 543 с.
Ковда В.А., Розанов Б.Г. Почвоведение. Часть 1. Почва и почвообразование. М.: Высшая школа, 1988. 400 с.
Мотузова Г.В., Безуглова О.С. Экологический мониторинг почв: учебник/ Г.В.Мотузова, О.С.Безуглова. М.: Академический Проект: Гаудеамус, 2007, 237 с.
Мотузова Г. В., Карпова Е. А., Химическое загрязнение биосферы и его экологические последствия. М: МГУ, 2013, 304 с.
Никляев В. С. Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. М.: Былина, 2000, 555 с.
Орлов Д. С., Садовникова Л. К., Лозановская И. Н., Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. М.: Высш. шк., 2002, 334 с.
Орлов Д.С., Бирюкова О.Н., Розанова М.С. Дополнительные показатели гумусного состояния почв и их генетических горизонтов // Почвоведение. 2004. № 8. С. 918-926)
Полевой В. В. Физиология растений. М: Высшая школа, 1989, 464 с.
Прожорина Т. И, Затулей Е. Д, Химический анализ почв. Часть 2. Издтельско-полиграфический центр ВГУ, 30 с.
Соколова Т. А. Калийное состояние почв, методы его оценки и пути оптимизации. М: МГУ. 1987, 47 с.
Источник
Чтение и интерпретация данных анализов почв
4.1. По данным результатов почвенных анализов (задание), используя диагностические признаки, определяют почвообразовательные процессы и устанавливают принадлежность почв к тому или иному типу. По аналитическим данным, анализируя показатели, их профильное распределение, определяют номенклатуру генетических горизонтов по профилю (строение), дают полное классификационное название почв с указанием почвенного индекса.
4.2. Диагностика почвенных горизонтов и почвенных разностей проводится по аналитической характеристике, приведенной в задании. При этом классификационное положение почв и названия почвенных горизонтов приводятся на основании старой (Классификация и диагностика почв СССР, 1977) и новой (Классификация почв России, 2004) номенклатуры и классификации.
4.3. В диагностической работе используют следующие аналитические показатели:
· Мощность почвенных горизонтов.
· Содержание гумуса и распределение его по профилю почвы, качественный состав гумуса.
· Распределение по профилю валового содержания оксидов кремния, полуторных окисей и илистой фракции.
· Физико-химические показатели — реакция среды, состав поглощенных катионов; степень насыщенности основаниями, емкость поглощения.
· Содержание физической глины.
· Общие физические, водно-физические свойства.
· Зольность, степень разложения, влагоемкость, реакция среды (для болотных почв).
· Содержание С02 карбонатов.
· Обеспеченность почв фосфором и калием
· Название почвообразующей породы.
· Наличие признаков оглеения.
· Характер проявления эрозии (если она выявлена)
По результатам чтения и интерпретации данных анализов почв составляется систематический список почв (табл. 3). Классификационную схему заполнить по генетико-производственному принципу: от ведущих зональных почв к почвам подчиненных ландшафтов (луговые, болотные, солонцы, солончаки). В пределах типов или подтипов следует дать описание наиболее распространенных почв. Привести средние показатели основных признаков и свойств почв.
Привести генетическую и агрономическую оценку почв, отметить факторы, лимитирующие их использование в сельскохозяйственном производстве.
Систематический список почв
№ п/п
Полное название почв
Индекс
Тип
Подтип
Род
Вид
Разно- видность
Разряд
Выводы
Обобщить результаты работы по выявлению главных закономерностей почвенного покрова территории. Раскрыть генезис, классификацию, строение, состав и свойства почв. Отметить особенности распределения почв, в связи с факторами почвообразования и использованием в сельскохозяйственном производстве. Отметить генетические и агрономические особенности почвенного покрова и его структуры.
Список используемой литературы
Приводится список из не менее, чем 10 литературных источников, использованных при выполнении курсовой работы.
Рекомендации по организации работ над курсовой работой
Подготовка курсовых работ проводится студентом самостоятельно в указанные преподавателем сроки. Контроль знаний проводится в дни и часы, устанавливаемые преподавателем (таблица 4).
План-график выполнения курсовой работы
№
Наименование действий
Исполнители
Сроки
Выбор темы
студент
1 неделя
Получение задания по курсовой работе
1 неделя
Уточнение темы и содержания курсовой работы
1 неделя
Составление списка используемой литературы
1 неделя
Изучение научной и методической педагогической литературы
2 неделя
Анализ полученных материалов, подготовка плана курсовой работы
3 неделя
Предварительное консультирование
3 неделя
Написание теоретической части
4-5 неделя
Проведение исследования полученных материалов, анализ и обработка данных, обобщение полученных результатов
6-7 неделя
Представление руководителю первого варианта курсовой работы и обсуждение представленного материала и результатов
8 неделя
Составление окончательного варианта курсовой работы
9 неделя
Заключительное консультирование
9 неделя
Рецензирование курсовой работы
10 неделя
Защита курсовой работы
11 неделя
Примечание: Выбрав тему, определив цель, гипотезу, структуру и содержание курсовой работы научный руководитель курсовой работы совместно со студентом составляет план-график ее выполнения с указанием сроков выполнения каждого пункта план — графика курсовой работы. К общему плану содержания курсовой работы прилагается график её выполнения (Таблица 4).
3. Требования к написанию и оформлению курсовых работ
Общие требования к оформлению курсовой работы являются обязательными для всех направлений подготовки:
1. Курсовая работа может быть выполнена в рукописном, машинописном или в компьютерном варианте.
2. Формат А 4 (210×297 мм).
3. Поля: с левой стороны – 30 мм; с правой – 10 мм; в верхней части – 20 мм; в нижней – 25 мм.
4. Страницы должны быть пронумерованы. Порядковый номер ставится в середине нижнего поля. Первой страницей считается титульный лист, но номер страницы на нем не проставляется. Содержание — страница 2, затем 3 и т.д.
5. Главы работы по объему должны быть пропорциональными.
6. Заголовки глав и разделов пишут прописными буквами, выделяют жирным шрифтом и не подчеркивают. Заголовки разделов внутри глав и подразделов пишут строчными буквами, кроме первой прописной, и не выделяют жирным шрифтом.
7. Главы и разделы имеют сквозную нумерацию в пределах работы и обозначаются арабскими цифрами. В конце заголовка точка не ставится.
8. В работе необходимо чётко и логично излагать свои мысли, следует избегать повторений и ненужных отступлений от основной темы. Не следует загромождать текст длинными описательными материалами.
9. Список литературы составляется в алфавитном порядке. Вначале указывается порядковый номер, затем фамилия и инициалы авторов, название работы, место издания, издательство, год, страницы. Для журнальных статей указывают порядковый номер, фамилии и инициалы авторов, название статьи, затем через тире название журнала, год выпуска, номер выпуска, страницы.
10. На последней странице курсовой работы (после выводов), ставится дата окончания работы и подпись автора. Оставляется один чистый лист бумаги для рецензии, замечаний преподавателя.
11. Законченную работу следует переплести в папку.
12. Написанную и оформленную в соответствии с требованиями курсовую работу студент сдает на кафедру для её рецензирования. Срок проверки курсовой работы – 7 дней со дня её сдачи (регистрации на кафедре).
13. Не зачтенная работа должна быть доработана в соответствии с замечаниями руководителя в ближайшие сроки и сдана на проверку повторно.
14. К защите могут быть представлены только работы, которые получили положительную рецензию.
15. Защита курсовых работ проводится в специально отведенное время до начала экзаменационной сессии. Защита курсовой работы включает:
· краткое сообщение автора (5-7 минут) об актуальности работы, целях, объекте исследования, результатах проведенных исследований, анализ полученных данных и выводы по ним;
· вопросы к автору работы и ответы на них;
· отзыв научного руководителя.
16. При оценке курсовой работы принимается во внимание степень самостоятельности в работы студента, учитывается новизна, оригинальность проведенного исследования, сложность и глубина разработки темы, обоснованность предложений, теоретический и методический уровень выполнения работы, знание современных взглядов на исследуемую проблему, использование периодических изданий по теме, качество оформления, четкость изложения доклада на защите и правильность ответов на вопросы.
17. По итогам защиты за курсовую работу выставляется оценка на титульный лист курсовой работы, в экзаменационную ведомость и зачетную книжку студента.
Дополнения возможны исходя из специфики модульной дисциплины, предусматривающей курсовую работу.
