Почвоведение

Министерство образования и науки Украины

Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина

Биологический факультет

Кафедра микологии и фитоиммунологии

 

Прудникова Т.И., Леонтьев Д.В., Неделько О.П.

 

Почвоведение

Методические рекомендации

К лабораторным занятиям

Харьков – 2010

УДК 631.4

Прудникова Т.И., Леонтьев Д.В., Неделько О.П. Почвоведение. Методические рекомендации к лабораторным занятиям для студентов биологического факультета. – Харьков: ХНУ, 2010. – 42 с.

В пособии изложены методики проведения лабораторных работ к курсу «Почвоведение» для студентов биологического факультета ХНУ. Приведены работы по темам «Почвенный профиль», «Структура и гранулометрический состав почв», «Приготовление питательных сред для выделения почвенных микроорганизмов», «Выделение микроорганизмов из почвы методом почвенного разведения», «Количественный и качественный состав микроорганизмов почв», «Влажность и влагоемкость почв», «Определение кислотности почвы», «Качественное определение водорастворимых солей в почве», «Определение содержания гумуса». В каждом разделе приводятся краткие сведения по теме выполняемых работ, описаны оборудование и материалы, исследуемые объекты, задачи, цели и методики проведения работы.

 

 

Рецензенты:

кандидат географических наук, доцент экологического факультета ХНУ имени В.Н. Каразина Титенко А.В.   кандидат биологических наук, доцент кафедры физиологии и биохимии растений ХНУ имени В.Н. Каразина Винникова О.И.

 

Рекомендовано к печати на заседании кафедры микологии и фитоиммунологии Харьковского национального университета им. В.Н.Каразина

(протокол № 5 от 02.03.10).

 

 

Ó Прудникова Т.И., Леонтьев Д.В., Неделько О.П.

Ó ХНУ им. В.Н.Каразина

ВВЕДЕНИЕ

Почва являются одним из наиболее важных планетарных феноменов, существование которых обусловлено тесным взаимодействием биосферы и литосферы при участии водной и воздушной сред. Без существования почв на поверхности Земли была бы невозможна растительная жизнь, а следовательно – жизнь животных и человека. Многие тысячи лет почва является основой сельскохозяйственного производства, обеспечивающего человека растительной и животной пищей, сырьем для текстильной промышленности, материалами для изготовления жилья, топливными ресурсами и т. д.

Почвоведение, наука о почвах, является одной из фундаментальных естественных наук. В сферу интересов этой науки входят представления об образовании почв, их строении, химическом составе, физико-химических свойствах, географическом распространении, живом населении, плодородии и путях рационального использования.

Почвы формируются под влиянием климатических условий, геологической структуры материнской породы, флоры и фауны данной области, поэтому в различных регионах планеты они существенно отличаются друг от друга. В свою очередь, состав и структура почв оказывает заметное воздействие на флору и фауну – достаточно вспомнить, как меняется состав растительности при подкислении или засолении почв. В связи с этим, изучение природных экосистем невозможно в отрыве от изучения особенностей почвенного покрова исследуемого региона. Базовые знания о почвах являются важной составляющей биологического образования.

Предлагаемое пособие содержит описание лабораторных работ, позволяющих на практике ознакомиться с разнообразием почв, их основными свойствами и микроскопическим населением. Выполнение данных работ дает возможность студентам стационарного отделения глубже усвоить теоретический материал курса «Почвоведение».

ТЕМА I. МОРФОЛОГИЯ ПОЧВ

Лабораторная работа № 1

Почвенный профиль

Основные сведения по теме работы

Морфологические признаки почв

В почвоведении и агрономической практике наибольшее значение имеют следующие группы морфологических признаков почв: § строение почвенного профиля – общий вид всей толщи почвы на поперечном срезе… § мощность почвы– толщина ее от поверхности вглубь до незатронутой почвообразовательными процессами материнской…

Генетические горизонты

Согласно классической системе В.В. Докучаева в составе почвенного профиля выделяют следующие генетические горизонты (рис. 1): § подстилка (О) – не является частью собственно почвы и состоит из… § поверхностные горизонты (А) – наиболее насыщенные органическим веществом слои почвы, в состав которых входят…

Рис. 1. Основные генетические горизонты.

 

В Украине принята система символов А.Н. Соколовского, по которой каждый генетический горизонт обозначается заглавной латинской буквой слова, которая указывает на генетическую суть и особенности состава и состояния горизонтов, связанных с проявлением основного почвообразовательного процесса:

§ торфяные горизонты (Т) – сложены более чем на 70% из растительных остатков (древесных, травянистых, моховых, лишайниковых), длительное время сохраняющих свою структуру вследствие недостаточной интенсивности процессов окисления; окрашены в желтовато-коричневый, коричневый и бурый цвета; структура определяется формой растительных остатков;

§ торфяно-перегнойные горизонты (ТН) – сложенные из сильно разложившихся гумифицированных (уже невидимых) растительных остатков, окрашены в черный цвет, мажущиеся, имеют пылевато-зернистую или комковатую структуру (здесь и далее тип почвенной структуры описывается по классификации С.А. Захарова, см. Лаб.р. 2);

§ органо-аккумулятивные горизонты (Н_о) – представляют собой разной степени разложившийся лесной опад (лесная подстилка) или остатки травянистой растительности (степной войлок);

§ дерновые горизонты (Н_d) –сложены наполовину и более из живых и отмерших корней травянистых растений;

§ гумусовые горизонты (Н) –скопления гумифицированного органического вещества, состоящие из растительных остатков, полностью утративших исходное строение под влиянием процессов окисления. Окрашены в серый, темно-серый, коричневый или бурый цвет. Обычно рыхлые, хорошо оструктуренные;

§ элювиальные горизонты (Е) – скопления частиц, сохранившихся в составе горизонта после интенсивного вымывания органического вещества в более глубокие слои почвы; окрашены в беловатые, светло-серые или палевые цвета; имеют пластинчатую или плитчатую структуру, рыхлые;

§ иллювиальные горизонты (I) – скопления, образованные наносами органического материала и глинистых частиц из вышележащих слоев почвы; окрашены в буровато-красный, коричневый или темно-серый цвет; плотные, имеют призмовидную или ореховатую структуру;

§ глеевые горизонты (Gl) – слои почвы, в которых, в силу переувлажнения и недостатка кислорода преобладают процессы восстановления; окрашены в голубой, сизый или оливковый цвета; бесструктурные;

§ солонцовые горизонты (Sl)– иллювиальные горизонты, обогащенные растворимыми солями (в первую очередь натриевыми), глиной и вымытым из верхних слоев органическим веществом; окрашены в серый или черный цвета; имеют столбчатую или призмовидную структуру; механические элементы с глянцевыми гранями, плотные, во влажном состоянии бесструктурные, вязкие, способны к набуханию;

§ псевдофибровые (Pf) – горизонты, сложенные из тонких бурых или красно-бурых уплотненных прослоек (псевдофибр) длиною 1-3см, чередующиеся с более мощными (5-10см) прослойками палевого или беловатого песка;

§ ортзандовые (R) – горизонты, сложенные из песка, сцементированного оксидами железа, накапливающимися в результате деятельности грунтовых вод и микроорганизмов. Окрашены в ржаво-красный цвет, плотные, бесструктурные;

§ ортштейновые (Rg)– горизонты, обогащенные глиной, полутора оксидами, гелями кремния, твердые, красновато-коричневые;

§ почвообразующая порода (Р) – горизонты, образованныегорной породой, из которой сформировалась почва. К числу основных почвообразующих пород относятся: лессы, известняки, карбонатные отложения, сланцы и т.п.;

§ подстилающая порода (D) – порода, которая залегает ниже почвообразующей и не принимает участия в образовании почвы;

§ спрятанная почва (Fs) – слои древней почвы, исключенные из почвообразования залегающими сверху отложениями различного возраста.

Во многих почвах присутствуют переходные горизонты, которые объединяют свойства нескольких смежных горизонтов. Их обозначают символами смежных горизонтов, например: НЕ– гумусово-элювиальный, НGl –гумусово-глеевый, НSl – гумусово-солонцеватый. Меньшая интенсивность проявления признаков основных почвообразовательных процессов обозначается теми самыми символами, но маленькими их буквенными значениями: сильная элювиальность – Е, малая –е;сильная гумусовость – Н,малая – hи т.д.

Дополнительные признаки горизонтов, такие как наличие определенных минералов, включений, продуктов деятельности человека, индексируются также малыми буквами: а – пахотная обработка, k – карбонаты, еs –гипс, d– дерновые элементы (отмершие корни), f – железистые включения,g –оглеение, m- метаморфические изменения, o– элементы подстилки, s– растворимые соли, sl– признаки солонцеватости, si– кремнистые включения, t– торф, v – живые корни, n – конкреции, z – копролиты и др.

 

Граница между почвенными горизонтамитакже может иметь различное строение. По форме она может быть ровной, волнистой, карманной, языковатой, затечной, размытой, пильчатой, полисадной. По степени выраженности различают три типа границ: резкий переход – смена одного горизонта другим происходит на протяжении 2-3см; ясный переход – смена горизонтов происходит на протяжении 5см; постепенный переход – очень постепенная смена горизонтов на протяжении более 5см.

Окраска почвы

§ гумусовые вещества придают почве черную, темно-серую и серую окраску (такую окраску имеют, например, чернозёмы); § соединения окисного железа (Fe2O3) окрашивают почву в красный, оранжевый и… § соединения закисного железа (FeO) окрашивают почву в сизые и голубоватые цвета (такую окраску имеют, например,…

Рис. 2. Основные цвета почв (по С.А.Захарову).

Современные авторы для получения наиболее точной цветовой характеристики почвы используют стандартную шкалу Манселла – Munsell Soil Colour Charts, основные цвета которой показаны на рис. 3.

 

Черный Темно-буро-желтый

Темно-серый Темно-буровато-коричневый

Серый Буровато-коричневый

Светло-серый Светло-буровато-коричневый

Беловато-серый Темно-красновато-коричневый

Темно-буровато-серый Красновато-коричневый

Буровато-серый Светло-красновато-коричневый

Светло-буровато-серый Темно-красный

Темно-бурый Красный

Бурый Темно-коричневато-красный

Темно-серовато-бурый Коричневато-красный

Серовато-бурый Светло-коричневато-красный

Светло-серовато-бурый Оливковый

Темновато-бурый Светло-оливковый

Темно-желтовато-бурый Серовато-оливковый

Светло-желтовато-бурый Светло-серовато-оливковый

Темно-красновато-бурый Зеленовато-оливковый

Красновато-бурый Оливково-зеленый

Светло-красновато-бурый Оливково-серый

Темно-палевый Темно-оливково-серый

Палевый Темно-оливково-бурый

Желто-палевый Оливково-бурый

Буро-палевый Светло-оливково-бурый

Буро-серовато-палевый Темно-серо-зеленый

Темно-желтый Серо-зеленый

Желтый Светло-серо-зеленый

Светло-желтый Темно-сизый

Светло-буровато-желтый Сизый

Темно-коричневый Светло-сизый

Коричневый Серовато-сизый

Светло-коричневый Сизовато-серый

Темно-серовато-коричневый Темно-голубой

Серовато-коричневый Голубой

Светло-серовато-коричневый Светло-голубой

Буровато-желтый Сизовато-голубой

 

Рис. 3. Основные цвета, используемые для описания окраски почвы.

 

 

Цвет почвенного горизонта не всегда является однородным, часто содержит различные пятнистости, отличающиеся от основной массы горизонта по своей окраске. В соответствии с этим выделяют следующие типы почв:

0 – почва однородная (пятна отсутствуют);

1 – слабопятнистая (пятна одиночные, обнаруживаются только при внимательном рассмотрении);

2 – пятнистая (пятна встречаются часто, хорошо заметны, расположены на расстоянии 5-15см друг от друга);

3 – сильнопятнистая (пятна встречаются часто, расстояние между ними меньше 5см).

При определении цвета почвы в полевых условиях следует учитывать его зависимость от освещенности почвенного разреза и влажности почвы: увлажненная почва имеет более темную окраску, чем сухая, поэтому наряду с цветом необходимо указывать степень увлажнения (см. Лаб. р. № 6). Освещение должно быть равномерным по всему почвенному профилю.

Материалы и оборудование

1)цветовая шкала; 2) фотографии почвенных срезов.

Ход работы

  Название почвы Мощность почвы Строение профиля Окраска горизонта Мощность горизонта   … чернозём обыкновенный чернозём… темно-каштановая солонец аллювиальная …

Рис. 4. Образцы почвенных профилей (по Н.И. Полупану и др.).

 

Лабораторная работа №2

Структура и грануло-

Метрический состав почвы

Основные сведения по теме работы

Структура почвы– это совокупность агрегатов (отдельностей) разных по форме и размерам, на которые природно распадается почвенная масса при ее слабом… Ниже приведены изображения и описания основных… …

Рис. 5. Основные типы структурных элементов почвы (по С.А. Захарову).

1 – крупнокомковатая; 2 – комковатая; 3 – мелкококоватая; 4 – пылеватая; 5 – крупноореховатая; 6 – ореховатая; 7 – мелкоореховатая; 8 – крупнозернистая; 9 – зернистая; 10 – мелкозернистая; 11 – столбчатая; 12 – столбовидная; 13 – крупнопризмтическая; 14 – призматическая; 15 – мелкопризматическая; 16 – плитчатые сланцеватые; 17 – плитчатые пластинчатые; 18 – мелкоплитчатые; 19 – листоватые; 20 – чешуйчатые.

Табл. 1. Классификация структурных элементов почвы (по С.А. Захарову)

Род	Вид	Размер
Тип А. Кубовидная –элементы равномерны по трем осям
Макроструктурные агрегаты
Глыбистая– сложные агрегаты со слабо выраженными гранями и ребрами	Крупноглыбистая Мелкоглыбистая	>10 см 10-5 см
Комковатая– агрегаты неправильной округлой формы, с неровной шероховатой поверхностью разлома, грани не выражены	Крупнокомковатая Комковатая Мелкокомковатая	5-3 см 3-1 см 1-0,5 см
Микроструктурные агрегаты
Пылеватая– агрегаты неправильной формы с хорошо выраженными гранями и ребрами	Пылеватая	< 0,25 мм
Ореховатая– агрегаты более-менее правильной формы, с хорошо выраженными гранями; поверхность ровная, с острыми ребрами	Крупноореховатая Ореховатая Мелкоореховатая	> 10 мм 10-7 мм 7-5 мм
Зернистая– агрегаты более-менее правильной формы, с округлыми, шероховатыми или гладкими, блестящими гранями	Крупнозернистая Зернистая (крупитчатая) Мелкозернистая	5-3 мм 3-1 мм 1-0,5мм
Тип Б. Призмовидная– элементы вытянуты по вертикальной оси
Столбчатая– агрегаты правильной формы, с округлой верхней поверхностью («головкой») и плоской нижней	Крупностолбчатая Столбчатая Мелкостолбчатая	>5 см * 5-3 см* < 3 см*
Призматическая– агрегаты правильной формы, с острыми ребрами и хорошо выраженными гранями, имеющими ровную глянцеватую поверхность	Крупнопризматическая Призматическая Мелкопризматическая	> 5 см* 5-3 см * < 3 см*
Тип В. Плитовидная– элементы горизонтально уплощенные
Плитчатая– агрегаты плоские, слоистые, с более-менее развитыми горизонтальными плоскостями, имеющими различные поверхности	Сланцеватая Плитчатая Пластинчатая Листоватая	> 5мм** 5-3 мм** 3-1 мм** <1 мм**
Чешуйчатая –агрегаты со сравнительно небольшими, отчасти изогнутыми горизонтальными плоскостями и острыми гранями	Скорлуповатая Грубочешуйчатая Мелкочешуйчатая	> 3 мм** 3-1 мм** < 1 мм**

* - по длине вертикальной оси

** - по длине горизонтальной оси

 

Гранулометрический состав– содержание в почве элементарных почвенных частиц, обладающих постоянной формой и размером. В отличие от структурных агрегатов, гранулометрические элементы почвы не распадаются при увлажнении, сохраняя свою структуру в водной взвеси. Гранулометрические элементы разделяются на группы в зависимости от размера (табл. 2).

Гранулометрический состав оказывает существенное влияние на водно-физические и физико-механические свойства почвы, ее водный и воздушный режим, окислительно-восстановительные условия, поглотительную способность, накопление в почве гумуса и зольных элементов. Наибольшее влияние на эти качества оказывает содержание в почве фракции <0,01мм – физической глины (см. табл. 2) – наиболее легкой составляющей почвенной массы, ответственной за связывание воды, прохождение окислительно-восстановительных реакций, образование почвенных коллоидов. В связи с этим, классификация почв по гранулометрическому составу строится на определении процентного содержания в них физической глины (табл. 3).

 

Табл. 2. Классификация механических элементов почвы

(по Н.А. Качинскому)

Механические элементы	Размер механических элементов, мм
Скелет почвы
камни	>3
гравий	1 – 3
Мелкозем почвы
песок крупный	1,0 – 0,5
средний	0,5 - 0,25
мелкий	0,25 – 0,05
пыль крупная	0,05- 0,01
средняя	0,01 – 0,005
мелкая	0,005 – 0,001
ил грубый	0,001 – 0,0005
тонкий	0,0005 – 0,0001
коллоиды	<0,0001

Табл. 3. Классификация почв по содежанию физической глины (ДСТУ, 2008)

Эколого-генетический статус почв по гранулометрическому составу	Содержание физической глины (< 0,01 мм), %
песчаная	0-5
связно-песчаная	6-10
легко-супесчаная	11-15
тяжело-супесчаная	16-20
песчано-легко-суглинистая	21-25
легко-суглинистая	26-30
легко-средне-суглинистая	31-35
средне-суглинистая	36-40
тяжело-средне-суглинистая	41-45
легко-тяжело-суглинистая	46-50
тяжело-суглинистая	51-55
легко-глинистая	56-60
легко-средне-глинистая	61-65
средне-глинистая	66-70
тяжело-глинистая	71-75

 

Точное определение гранулометрического состава почвы – очень трудоемкий процесс. В полевых условиях для этих целей используется “метод скатывания” Н.А. Качинского, основанный на оценке механических качеств почвенной массы при увлажнении ее до тестообразной консистенции (табл. 4, рис. 6).

 

Табл. 4. Определение гранулометрического состава почв в полевых условиях

(по Н.А. Качинскому)

 

Гранулометрический тип почв	Свойства скатываемого комка
0 – песок, непластичный	скатать комок или шнур не получается
1 – супесь, очень слабопластичная	почва скатывается в непрочный шарик, но не скатывается в шнур
2 – легкий суглинок, слабопластичный	почва скатывается в короткие толстые цилиндрики, колбаски, которые растрескиваются при сгибании
3 – средний суглинок, среднепластичный	почва скатывается в шнур диаметром 2-3мм, который легко ломается при дальнейшем скатывании или растрескивается при сгибании
4 – суглинок тяжелый, очень пластичный	почва скатывается в тонкий, меньше 2мм в диаметре шнур, который надламывается при сгибании его в кольцо диаметром 2-3см
5 – глина, высокопластичная	почва скатывается в длинный, тонкий, меньше 2мм шнур, который сгибается в кольцо диаметром 2-3см без нарушения его цельности

 

Рис. 6. Стандартные критерии полевого определения

Гранулометрического состава почв.

Одним из важных морфологических показателей является сложение почвы.

Сложение почвы – взаимное расположение в пространстве и соотношение механических элементов, структурных отдельностей и связанных с ними пор. Сложение почвы зависит от ее структуры, гранулометрического и химического состава и от влажности почвенных горизонтов.

По плотности в сухом состоянии сложение бывает слитое, плотное, рыхлое и рассыпчатое.

По пористости выделяют следующие типы сложения: тонкопористое, пористое, губчатое, дырчатое, ячеистое и трубчатое.

Материалы и оборудование

1) образцы почв; 2) вода; 3) пластиковые лотки; 4) таблицы и рисунки.

Ход работы

Результаты занести в таблицу:   № образца Наименование образца Структурный…  

Приготовление питательных сред для выделения почвенных

Микроорганизмов

Основные сведения по теме работы

Среди почвенных микроорганизмов наибольшее значение имеют бактерии, актиномицеты и грибы. Бактериисоставляют самую большую часть микронаселения почвы. Особое место… Актиномицетыили “лучистые грибки”, - мицелиальные прокариоты, широко распространеные в почвах. Они являются наиболее…

Материалы и оборудование

1) газовые горелки; 2) кастрюля; 3) колбы термостойкие на 200 и 500 мл; 4) Среда Чапека; 5) молочная кислота; 6) чашки Петри; 7) пипетки на 1 мл с отбитым носиком; 8) кружки фильтровальной бумаги; 9) бумажные конверты; 10) пробирки (3 шт.) с ватными тампонами; 11) дистиллированная вода; 12) технические весы; 13) водяная баня.

Ход работы

Этап 2. Стерилизация пипеток. В верхнюю часть пипетки поместить ватный тампон, завернуть в бумагу и положить в сухожаровой шкаф для стерилизации при… Этап 3. Стерилизация фильтров.Бумажные фильтры поместить в чашку Петри и…  

Табл. 5. Состав среды Чапека

Р е а к т и в ы	На 100 мл воды
NaNO3	300 мг
KH2PO4	100 мг
MgSO4	50 мг
KCl	50 мг
FeSO4	1 мг
Сахароза или глюкоза	3 г
Агар-агар	2 г

Этап 5. Подготовка молочной кислоты.Молочную кислоту взять пипеткой в количестве 0,4 мл, налить в пробирку и закрыть ватной пробкой.

Этап 6. Подготовка посуды для почвенного разведения.В колбу на 200 мл налить 90 мл дистиллированной воды и закрыть ватными пробками. В 3 пробирки налить пипеткой по 9 мл дистиллированной воды и закрыть ватными пробками.

Этап 7. Стерилизация. Приготовленную среду, колбу и пробирки с водой, пробирки с молочной кислотой простерилизовать в автоклаве при давлении 0,5 атм. в течение 30 минут.

 

Лабораторная работа № 4

Выделение микроорганизмов из почвы

Методом почвенного разведения

Основные сведения по теме работы

Микрофлора почвы очень многочисленна и разнообразна. Количественный и качественный состав почвенной микрофлоры зависит от типа почвы, ее химического состава, физических свойств, содержания влаги и воздуха, климатических условий, времени года, характера растительного покрова и многих других факторов.

Одним из наиболее распространенных методов выделения почвенных микроорганизмов (т.е. их выявления и введения в культуру) является метод почвенного разведения, заключающийся в посеве на агаризованную питательную среду водной взвеси почвенных частиц.

Материалы и оборудование

1) колба со средой Чапека; 2) колба с 90 мл стерильной воды; 3) 3 пробирки с 9 мл стерильной воды; 4) стерильные пипетки; 5) стерильные чашки Петри; 6) стерильные кружки фильтровальной бумаги; 7) шпатель; 8) металлический бюкс для высушивания почвы; 9) технические весы; 10) спирт; 11) вата; 12) водяная баня; 13) образец почвы.

Ход работы

2. Ватным тампоном, смоченным в спирте, протирают рабочее место. 3. Колбу с питательной средой Чапека ставят на водяную баню и нагревают до… 4. Расплавленную питательную среду разливают за пламенем горелки по стерильным чашкам Петри (по 10 мл в каждую),…

Количественный и качественный

Состав микроорганизмов почвы

Основные сведения по теме работы

Количественный состав микроорганизмов – это величина, указывающая на общее число микроорганизмов в единице массы почвы (как правило – в 1 г).… Качественный состав микроорганизмов – это их распределение по таксономическим…  

Количественный учет почвенных микромицетов

Материалы и оборудование

1) чашки Петри с высеявшимися представителями почвенной микрофлоры; 2) микроскопы; 3) предметные и покровные стекла; 4) пипетки; 5) дистиллированная вода; 6) препаровальные иглы; 7) бюксы с почвой после высушивания; 8) 10% р-р КОН, 9) определительная таблица и ключ.

Ход работы

1. Взвесить бюксы с почвой после высушивания и определить вес сухой почвы.

2. С обратной стороны чашку Петри разделить на квадраты и произвести отдельно подсчет выросших грибных и бактериальных колоний по каждому разведению с учетом посева на среду Чапека стандартную и подкисленную.

Произвести подсчет грибных и бактериальных зачатков на 1 г сухой почвы по следующей формуле:

А–количество грибных (бактериальных) зачатков в 1 г сухой почвы;

Б– среднее количество колоний в чашке;

В– разведение, из которого сделан посев;

Г– количество миллилитров суспензии, высеянной в чашку;

Д – вес сухой почвы, взятой для анализа.

Результаты занести в таблицу

 

Тип почвы	Разведение	Количество грибных зачатков	Количество бактериальных зачатков

Качественный учет почвенных микромицетов

Ход работы

КЛЮЧ ОСНОВНЫХ РОДОВ ПОЧВЕННЫХ МИКРОМИЦЕТОВ 1. Мицелий несептированный. Споры образуются в спорангиях, одноклеточные, овальные. Колонии грубовойлочные, с хорошо…

Рис. 8. Колонии почвенных грибов на агаризованной среде.

ТЕМА 3. Физико-химические свойства почв

Лабораторная работа № 6

Влажность и влагоёмкость почвы

Влажность почвы –это выраженное различным образом количество воды, содержащееся в ней как в свободном, так и в химически-связанном виде.

Вода играет ведущую роль во многих процессах, происходящих в почве, во многом определяет ее физико-химические и агрономические качества. Она обеспечивает вертикальный и горизонтальный перенос органического вещества и растворимых солей, является средой для прохождения окислительно-восстановительных реакций, участвует в образовании гумуса, обеспечивает жизнедеятельность растений и почвенных микроорганизмов. С точки зрения жизнедеятельности организмов, наибольшее значение имеют такие показатели влажности, как критическая влажность и влажность увядания.

 

Определение полевой влажности почвы

Основные сведения по теме работы

§ сухая (0) – наличие в почве влаги не ощущается рукой, почва не светлеет при высыхании, темнеет при добавлении воды, поверхность горизонта пылит… § свежая (1) – влага едва заметно ощущается рукой, как прохлада, почва не… § влажная (2) – в руке четко ощущается влага, почва не темнеет при добавлении воды;

Материалы и оборудование

1) шкала полевой влажности почв; 2) образцы почвы различной влажности.

Ход работы

По шкале определить полевую влажность почвы.

Определение гигроскопической влажности почвы

Основные сведения по теме работы

Гигроскопическая влажность – это насыщенность почвы химически-несвязанной (доступной) водой, которая может быть удалена путем нагревания. Значение гигроскопической влажности используется в аналитической практике для вычисления массы сухой почвы или коэффициента перерасчета результатов анализа воздушно-сухой почвы на сухую.

Материалы и оборудование

1) алюминиевые бюксы, 2) эксикатор, 3) сушильный шкаф, 4) аналитические весы; 5) образцы почвы.

Ход работы

где W – полевая влажность, %; а – масса испарившейся влаги, г; b – вес воздушно-сухой почвы, г.

Основные сведения по теме работы

Влагоемкость почвы– величина, которая количественно характеризует водоудерживающую способность почвы. Как и влажность, влагоемкость определяется в % к весу сухой почвы. В зависимости от сил, удерживающих влагу в почвах, различают три основные категории влагоемкости: полная, наименьшая и капиллярная.

Полная влагоемкость– это максимальное количество воды, которое может удерживать почва с использованием всех влагоудерживающих сил.

Наименьшая влагоемкость– это максимальное количество воды, которое почва может удерживать в химических связях и коллоидных системах.

Капиллярная влагоемкость – это максимальное количество воды, которое почва может удеживать в своих капиллярах.

Материалы и оборудование

1) стеклянные цилиндры без дна; 2) марля; 3) ванночки; 4) фильтровальная бумага; 5) технические весы; 6) образцы почвы.

Ход работы

Вода по порам бумаги передается почве, производя ее капиллярное насыщение. Через каждые сутки цилиндр взвешивают на технических весах до тех пор,… где КВ – капиллярная влагоёмкость, %; В – масса почвы в цилиндре после насыщения, г;

Определение кислотности почвы

Основные сведения по теме работы

Кислотность – это диагностический параметр, оказывающий значительное влияние на жизнь обитателей почвы и произрастающих на ней растений. Для… Избыточная кислотность прямо или косвенно оказывает негативное влияние на… Различают две формы кислотности - актуальную и потенциальную.

Табл. 6. Классификация почв по уровню кислотности

 

Тип почвы	рН
Очень сильнокислые	<4,0
Сильнокислые	4,1 – 4,5
Кислые	4,6 – 5,0
Слабокислые	5,1 – 5,5
Близкие к нейтральным	5,6 – 6,0
Нейтральные	6,1 – 7,0
Слабощелочные	7,1-7,5
Щелочные	7,6-8,0
Сильнощелочные	8,1-8,5
Очень сильнощелочные	>8,6

 

Материалы и оборудование

1) химические стаканчики на 100-150 мл, 2) 1 N раствор КСl, 3) потенциометр (рН-метр), 4) технические весы; 5) образцы почвы.

Ход работы

Для определения потенциальной кислотности к навеске почвы 20 г приливают 50 мл 1N р-ра КСl. Дальнейший ход анализа тот же, что и при определении… Результаты работы занести в таблицу: Тип почвы Актуальная …

Качественное определение

Водорастворимых солей в почве

Основные сведения по теме работы

  Засоление бывает разным как по интенсивности – слабое, среднее, сильное,…  

Материалы и оборудование

1) Реактивы: 0,1 М р-р AgNO₃, 10% р-р HCl, 20% p-p BaCl₂; 2) образцы почв; 3) фарфоровая ступка с пестиком; 4) мерный цилиндр; 5) колбы на 200 и 100 мл; 6) бумажные фильтры; 7) воронки; 8) пробирки; 9) пипетки на 2 мл; 10) стерильная вода; 11) индикаторная бумага.

 

Ход работы

Приготовление фильтрата водной вытяжки почвы

Навеску почвы 15 г растереть в фарфоровой ступке, перенести в колбу емкостью 200 мл и прилить 25 мл стерильной воды. Содержимое колбы тщательно взболтать и дать отстояться в течении 5-10 минут, а затем, после легкого взбалтывания, отфильтровать в колбу на 100 мл через бумажный фильтр. При фильтровании всю почву необходимо перенести на фильтр.

 

Качественное определение хлорид-иона

Налить в пробирку 2 мл фильтрата, добавить 1-2 капли 0,1М р-ра AgNO₃. При наличии в пробе хлорид-иона образуется белый осадок хлорида серебра. При концентрации хлорид-иона в количестве десятых долей процента и более образуется обильный хлопьевидный осадок. При содержании сотых и тысячных долей процента хлоридов осадок не выпадает, но раствор мутнеет.

Качественное определение сульфат-иона

В пробирку налить 2 мл фильтрата, добавить 1-2 мл 20% p-p BaCl₂. При наличии в пробе сульфатов образуется белый осадок сульфата бария. При концентрации сульфат-иона в количестве нескольких десятых долей процента и более образуется обильный мелкокристаллический осадок. Помутнение раствора также указывает на содержание сульфатов в количестве сотых долей процента.

Качественное определение карбонат-иона

Проводится с нативной почвой. Небольшое количество почвы поместить в фарфоровую чашку и прилить пипеткой несколько капель 10% р-р HCl. Образующийся при реакции оксид углерода выделяется в виде пузырьков (почва «кипит»). По интенсивности выделения их судят о более или менее значительном содержании карбонатов.

 

Результаты работы занести в таблицу:

Образец почвы	хлориды	сульфаты	карбонаты

 

+ – слабая реакция (помутнение фильтрата, отдельные пузырьки газа)

++ – сильная реакция (образование осадка, обильное «кипение»)

 

ТЕМА 4. ОРГАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПОЧВЫ

Лабораторная работа № 9

Определение содержания гумуса

В почве

Гумусомназывают сложный динамический комплекс органических соединений, образующихся при разложении и гумификации органических остатков. Гумус является основным фактором плодородия почв. Однако его влияние на… § обеспечивает оструктуренность почв, которая, в свою очередь, необходима для нормализации их воздушно-водного…

Материалы и оборудование

1) конические колбы на 100 мл, 2) воронки, 3) 0,4 N раствор К₂Cr₂О₇ в разбавленной Н₂SО₄ (1:1), 4) 0,1N или 0,2N раствор соли Мора, 5) 0,2% раствор фенилантраниловой кислоты, 6) бюретка для титрования, 7) газовая горелка.

Ход работы

На аналитических весах взять навеску почвы 0,2-0,3 г. и осторожно перенести ее в коническую колбу на 100 мл. В колбу из бюретки прилить 10 мл… В колбу вставить маленькую воронку, которая служит обратным холодильником,… Далее колбу остудить, воронку и стенки колбы обмыть из промывалки дистиллированной водой, доведя объем до 30-40 мл.…

Табл. 7. Типы почв по обеспеченности гумусом

 

Тип почвы	Степень обеспеченности
≤ 1	Крайне бедные
1,01 – 2,0	Бедные
2,01 – 3,0	Недостаточно обеспеченные
3,01 – 4,0	Средне обеспеченные
≥ 4,0	Хорошо обеспеченные

 

 

Контрольные вопросы к теме “Морфология почв”

1. Какие характеристики включают морфологические признаки почвы?

2. Приведите примеры системы символов генетических горизонтов, принятой в Украине.

3. Дайте краткую характеристику основных генетических горизонтов и их символику.

4. Объясните чем обусловлены беловатая, светло-серая или палевая окраска элювиального горизонта.

5. Какие главные диагностические признаки иллювиальных горизонтов почв?

6. Перечислите основные морфологические признаки генетических горизонтов.

7. По каким признакам различают границы между генетическими горизонтами?

8. От чего зависит цвет почвы в полевых условиях?

9. На какие градации разделяют почвы по гранулометрическому составу и пластичности?

10. Как в полевых условиях определить гранулометрический состав почв?

11. Что такое структура почвы?Классификация структурных элементов.

12. Как классифицируются механические элементы почвы?

 

 

Контрольные вопросы к теме “Роль микроорганизмов в почвообразовании”

1. Роль микроорганизмов в почвообразовании.

2. Как обнаружить почвенные микроорганизмы в лабораторных условиях?

3. Классификация питательных сред.

4. Необходимые компоненты для приготовления питательных сред.

5. Каким методом можно выделить почвенные микроорганизмы?

6. Количественный и качественный учет выделенных микроорганизмов.

 

 

Контрольные вопросы к теме “Физико-химические свойства почв”

1. Дать определение влажности почвы.

2. Что такое полевая влажность почвы? Перечислите ее градации.

3. Что такое гигроскопическая влажность и метод ее определения?

4. Дать определение влагоемкости почвы и перечислить ее категории.

5. Определение влагоемкости в лабораторных условиях.

6. Что такое кислотность почв? Какие формы кислотности существуют?

7. Почему необходимо бороться с кислотностью почв и какими мерами?

8. Методы определения актуальной и потенциальной кислотности?

9. Дать определение засоленных почв. Типы засоления почв.

10. Что такое солончаковый процесс?

11. Дать определение солончаков. Перечислить типы солончаков.

12. Качественное определение водорастворимых солей.

 

 

Контрольные вопросы к теме “Органическая часть почвы”

 

1. Роль растений в почвообразовании.

2. Роль микроорганизмов в почвообразовании

3. Что такое почвенный гумус? Каков его состав.

4. Значение гумуса в почвообразовании и плодородии почв.

5. Метод определения содержания гумуса.

 

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Белобров В.П., Змотаев И.В., Овечкин С.В. География почв с основами почвоведения. М.: Академия, 2004. – 352 с.

2. Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Почвоведение: учебник для вузов. – Москва; Ростов н/Д: ИКЦ МарТ, 2004. – 496 с.

3. Докучаев В.В. Русский чернозем. Избр. соч., Т.2. М.: Сельхозгиз, 1949. – 560 с.

4. Захаров С.А. Курс почвоведения.- М.: Л., 1931 – 550 с.

5. Качинский Н.А. Классификация почв по механическому составу // Механический и микроагрегатный состав почв, методы его изучения.- М: Изд-во АН СССР, 1958 – С.148-172.

6. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. – 286 с.

7. Ковда В.А. Основы учения о почвах: В 2 т. М.: Наука, 1973. – Кн..1: 447 с., Кн. 2: 468 с.

8. Корнблюм Э.А., Михайлов И.С., Ногина Н.А., Таргульян В.О. Базовые шкалы свойств морфологических элементов почв. Методическое руководство по описанию почв в поле.- М.: Почв.ин-т им. В.В.Докучаева.- 1982.-57 с.

9. Крикунов В.Г., Полупан Н.И. Почвы УССР и их плодородие.- К.: Вища шк. Головное изд-во, 1987.- 320 с.

10. Назаренко І.І., Польчина С.М., Нікорич В.А.. Ґрунтознавство. Чернівці, 2006. – 400 с.

11. Ніколайчук В.І., Білик П.П. Ґрунтознавство: навчальний посібник. – Ч. І. Утворення, склад, загальні властивості ґрунтів. Ужгород: Патент, 2000. – 198 с.

12. Панас Р.М. Ґрунтознавство: підручник. Львів: Новий світ, 2006. – 371 c.

13. Полупан М.І., Соловей В.Б., Величко В.А. Класифікація ґрунтів України. К.: Аграрна наука, 2005. – 299 с.

14. Полупан М.І., Соловей В.Б., Кисіль В.І., Величко В.А.. Визначник еколого-генетичного статусу та родючості ґрунтів України: Навчальний посібник. – К.: Колообіч, 2005. – 304 с.

15. Почвоведение: Учебник для университетов / Под ред. В.А. Ковды, Б.Г. Розанова. М.: Высш. шк., 1988. – Т.1: 400 с., Т.2: 368 с.

16. Почвоведение / Под ред. И.С. Кауричева. М.: Агропромиздат, 1989. – 719 с.

17. Почвы Украины и повышение их плодородия / Под ред. Н.И. Полупана. – Т. 1. – К.: Урожай, 1988. – 293 с.

18. Розанов Б.Г. Морфология почв. М.: МГУ, 1983. – 320 с.

 

оглавление

ВВЕДЕНИЕ ...............................................................................................................   Тема 1. МОРФОЛОГИЯ ПОЧВ ............................................................................ Лабораторная работа № 1.Почвенный профиль.................................................. Лабораторная работа № 2. Структура и гранулометрический состав почвы…   Тема 2. РОЛЬ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПОЧВООБРАЗОВАНИИ............ Лабораторная работа № 3.Приготовление питательных сред для выделения почвенных микроорганизмов………………………………………………….. Лабораторная работа № 4.Выделение микроорганизмов из почвы методом почвенного разведения........................................................................................ Лабораторная работа № 5. Количественный и качественный состав микроорганизмов почв…………………………………………………………………… Тема 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОйСТВА ПОЧВ................................. Лабораторная работа № 6.Влажность и влагоемкость почвы........................... Лабораторная работа № 7. Определение кислотности почвы………………… Лабораторная работа № 8. Качественное определение водорастворимых солей в почве…………………………………………………………………….   Тема 4. ОРГАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПОЧВЫ..................................................... Лабораторная работа № 9.Определение содержания гумуса в почве ………. Контрольные вопросы …………………………………………………………….. Список рекомендуемой литературы .............................................

 

 

 

Навчальне видання

 

 

Пруднікова Тетяна Іванівна

Леонтьєв Дмитро Вікторович

Неділько Ольга Павлівна

ґрунтознавство

Методичні рекомендації до лабораторних робіт

для студентів біологічного факультету

 

(російською мовою)

 

Підписано до друку 2010. Формат 60×84/16.

Папір офсетний 80. Друк струйний. Умовн. друк арк. 2.

Тираж 300 прим.

Друкарня «Magpress».Свідоцтво про державну реєстрацію № 962047

від 01.09.1999р.

61002, Харків, вул. Дарвіна, 21, оф. 2. тел.: 0(057)719-44-55