Шпаргалка по "Геодезии"

Среди физических свойств почвы различают ее общие физические, физико-механические, водные, воздушные и тепловые свойства. Физические свойства влияют на характерпочвообразовательного процесса, плодородие почвы и развитие растений.

К общим физическим свойствам относятся  плотность почвы, плотность твердой  фазы и пористость.

Плотностью почвы называют массу единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении, выраженную в граммах на кубический сантиметр. Плотность почвы, г/см³, вычисляют по формуле

d_v= m/V.

где m — масса абсолютно сухой почвы, г; V — объем, занимаемый образцом почвы, см³.

Плотность почвы зависит от гранулометрического  и минералогического составов, структуры,содержания гумуса и обработки. После обработки почва вначале бывает рыхлой, а затем постепенно уплотняется, и через некоторое время ее плотность мало изменяется до следующей обработки. Самую низкую плотность имеют верхние гумусированные и оструктуренные горизонты. Для большинства сельскохозяйственных культур оптимальная плотность почвы составляет 1,0... 1,2 г/см³.

Плотность твердой фазы почвы —  это масса сухой почвы в  единице объема твердой фазы почвы  без пор. Ее вычисляют, г/см³, по формуле

d = m/V_s.

где m — масса сухой почвы, г; V_s — объем, см³.

В малогумусных почвах и в нижних минеральных горизонтах плотность твердой фазы составляет 2,6...2,8 г/см³. С увеличением содержания гумуса плотность твердой фазы уменьшается до 2,4...2,5 г/см³, а в торфяных почвах — до 1,4...1,8 г/см³. Плотность твердой фазы используют для расчета пористости почвы.

От плотности почвы зависят  поглощение влаги, воздухообмен в почве, жизнедеятельность микроорганизмов  и развитие корневых систем растений. Ниже приведена оценка плотности  пахотного слоя почвы (по Н.А. Качинскому).

Пористость (скважность) почвы —  это суммарный объем всех пор  между частицами твердой фазы почвы. Пористость (общую) вычисляют  по показателям плотности почвы  и плотности твердой фазы и  выражают в процентах к общему объему почвы:

P_общ.=(1-d_v /d)100

где d_v — плотность почвы, г/см³; d — плотность твердой фазы почвы, г/см³.

Пористость зависит от гранулометрического  состава, структурности, содержанияорганического вещества. В пахотных почвах пористость обусловлена обработкой и приемами окультуривания. При любом рыхлении почвы пористость увеличивается, а при уплотнении уменьшается. Чем структурнее почва, тем больше общая пористость.

Размеры пор, в совокупности образующих общую пористость почвы, варьируют  от тончайших капилляров до более  крупных промежутков, которые не обладают капиллярными свойствами. Поэтому  наряду с общей пористостью различают  еще капиллярную и некапиллярную  пористость почвы. Капиллярная пористость характерна для ненарушенных суглинистых  почв, а некапиллярная — для  структурных и рыхлых почв.

Поры могут быть заполнены водой  или воздухом. Капиллярные поры обеспечивают водоудерживающую способность почвы, от них зависит запас доступной  для растений влаги. Некапиллярные  поры увеличивают водопроницаемость  и воздухообмен. Устойчивый запас  влаги в почве при одновременном  хорошем воздухообмене создается  в том случае, когда некапиллярная  пористость составляет 55...65 % общей  пористости. В зависимости от общей  пористости в вегетационный период для суглинистых и глинистых  почв дают качественную оценку пористости почв. Далее приведена качественная оценка пористости почв по Н. А. Качинскому.

Пористость почвы обеспечивает передвижение воды в почве, водопроницаемость и водоподъемную способность, влагоемкость и воздухоемкость. По общей пористости можно судить о степени уплотнения пахотного слоя почвы. От пористости в значительной степени зависит плодородие почв. 
Источник:http://www.zoodrug.ru/topic3537.html

ВТОРОЙ ВОПРОС

Се́рые лесны́е по́чвы формируются в лесостепной зоне в условиях периодически-промывного водного режима под пологомшироколиственных (дубовые с примесью липы, клёна, ясеня), смешанных (берёзовые с примесью пихты и сосны или сосново-берёзовые с примесью лиственницы) или мелколиственных (берёзовые с примесью осины) лесов с разнообразной и обильной травяной растительностью.

В целом, широко распространены в умеренном поясе Северного полушария. Материнские породы представлены: в Европейской части России — лёссами, лёссовидными и покровными суглинками, иногда — моренными отложениями; в Западной и Восточной Сибири — преимущественно лёссовидными суглинками и глинами. Рельеф — волнистый, сильно и глубоко расчленённый водной эрозией в Европейской части; равнинный — в Западной Сибири; полого-увалистый, либо бугристый микро- и мезорельеф — в Восточной Сибири.

Изучение генезиса серых лесных почв связано в России с именами В. В. Докучаева, С. И. Коржинского, В. И. Талиева, В. Р. Вильямса, И. В. Тюрина и других учёных. В. В. Докучаев (1883) считал, что серые лесные почвы сформировались как самостоятельный зональный тип под травянистыми широколиственными лесами (дубравами) лесостепной зоны. С. И Коржинский (1887) развил гипотезу об образовании серых лесных почв в результате деградации (ухудшения свойств) чернозёмов при воздействии на них леса.

В противоположность гипотезе С. И. Коржинского В. И. Талиев и П. Н. Крылов разработали теорию образования серых лесных почв в результате проградации (улучшения свойств) почв, ранее развивавшихся по подзолистому типу при смене биоклиматических условий. Близкое суждение об образовании серых лесных почв высказывал В. Р. Вильямс. Исследования И. В. Тюрина (1935) показали, что серые лесные почвы восточных районов европейской территории зоны образовались вследствие эволюции почв типа дерново-глеевыхпри изменении их водного режима в результате развития дренированности территории овражно-балочной сетью и речными долинами.

Все рассмотренные теории отражают возможные пути образования  серых лесных почв в разных физико-географический условиях, обеспечивающих формирование довольно хорошогумисированного профиля с признаками оподзоленности. Современное понимание генезиса серых лесных почв заключается в том, что этот тип почв сформировался под преобладающим влиянием дернового процесса в сочетании со слабым развитием подзолистого процесса при участии лессиважа

• A₀ — лесная подстилка, маломощная (до 3—5 см).
• A₁ — гумусовый горизонт серого цвета, комковато-мелкозернистой или комковато-зернисто-пылеватой структуры, маломощный (15—30 см), густо пронизан корнями растений, образующими в верхней части дернину.
• A₁A₂ — гумусово-элювиальный горизонт, светло-серого цвета, комковатой или комковато-плитчатой структуры, с обильной белёсойкремнезёмистой присыпкой; в тёмно-серых лесных почвах может отсутствовать.
• BA₂^[2] — элювиально-иллювиальный горизонт серовато-бурого или серовато-коричневого цвета, мелкоореховатой структуры, поверхность отдельностей покрыта слоем кремнезёмистой присыпки.
• B — иллювиальный горизонт, буровато-коричневого цвета, хорошо выраженной ореховатой или призмовидно-ореховатой структуры. Поверхность отдельностей покрыта тёмно-бурыми или тёмно-коричневыми глянцевидными плёнками органического или органоминерального состава. По степени выраженности названных признаков может подразделятся на горизонты B₁ и B₂.
• BС_(к) — переходный горизонт от иллювиального к материнской породе. Характеризуется меньшим количеством иллювиальных плёнок, менее чёткой структурой и меньшей плотностью, чем горизонт B. Часто присутствуют новообразования карбонатов в виде псевдомицелия, журавчиков, белоглазки и нечётких пятен.
• С_к — материнская порода.

• Светло-серые лесные: гумусовый горизонт маломощный — 15—20 см, светло-серого цвета, как и гумусово-элювиальный, отличающийся сланцеватой или плитчатой структурой; иллювиальный горизонт хорошо выражен, очень плотного сложения, ореховатой структуры. Содержание гумуса от 1,5—3 % до 5 %, в его составе преобладают фульвокислоты, что обусловливает кислую реакцию почв данного подтипа. В целом, по морфологическим признакам и свойствам близки к дерново-подзолистым почвам.
• Серые лесные: дерновый процесс выражен сильнее, а подзолистый — слабее, нежели в светло-серых. Гумусовый горизонт серого цвета, мощностью 25—30 см, содержание гумуса — от 3—4 % до 6—8 %, в его составе незначительно преобладают гуминовые кислоты. Почвенный раствор имеет кислую реакцию среды. Элювиально-иллювиальный горизонт может быть не выражен.
• Тёмно-серые лесные: среди серых лесных почв выделяется наиболее интенсивным дерновым процессом и наименее — подзолистым (кремнезёмистая присыпка необильная, иногда может вообще отсутствовать). Мощность гумусового горизонта — до 40 см, содержание гумуса — от 3,5—4 % до 8—9 %, гуминовые кислоты преобладают над фульвокислотами. Реакция среды — слабокислая. Характерно наличие новообразований кальция на глубине 120—150 см.

Серые лесные почвы активно  используются в сельском хозяйстве  для выращивания кормовых, зерновых и плодо-овощных культур. Для повышения плодородия применяют систематическое внесение органических и минеральных удобрений, травосеяние и постепенное углубление пахотного слоя. В связи со слабовыраженой способностью серых лесных почв к накоплению нитратов^[4], азотные удобрения рекомендуется вносить в ранневесенний период.

Отличаются довольно высоким  плодородием и при правильном использовании дают хорошие урожаи сельскохозяйственных культур. Особое внимание в зоне серых лесных почв необходимо обратить на мероприятия  по борьбе с водной эрозией, так как  она охватила большие площади  пахотных земель. В некоторых провинциях эродированные в разной степени  почвы составляют 70-80% площади пашни. В результате недостаточного внесения органических удобрений содержание гумуса в пахотном слое серых лесных почв уменьшается. Для оптимального содержания гумуса должны вносится органические удобрения. Среднеежегодная доза – 10 т на 1 га пашни, что достигают использованием навоза, торфа, различных органических компостов, сидератов, соломы и других органических материалов.. Важным мероприятием при земледельческом использовании серых почв является известкование. При известковании нейтрализуется избыточная кислотность серых лесных почв и улучшается поступление питательных веществ в корни растений. Известь мобилизует фосфаты почвы, что приводит к увлечению доступного для растений фосфора; при внесении извести возрастает подвижность молибдена, усиливается микробиологическая деятельность, увеличивается уровень развития окислительных процессов, больше образуется гуматов кальция, улучшаются структура почв, качество растениеводческой продукции Большинство серых лесных почв содержит недостаточное количество усвояемых форм азота, фосфора и калия, поэтому применение минеральных удобрений является мощным фактором повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Существенное значение для повышения плодородия серых лесных почв имеет регулирование их водного режима.

Источник: Учебник В. П. Ковриго, И. С. Кауричев, Л. М. Бурлакова "Почвоведение с основами геологии"

ТРЕТИЙ ВОПРОС

Почвенный раствор - Находящаяся в почве влага представляет собой сложный раствор, состав и концентрация которого зависят от многих факторов. 
 
Эта влага получила название почвенного раствора. Он служит основным источником обеспечения растений не только водой, но и элементами минерального питания. 
 
Минеральные соединения в почвенном растворе представлены преимущественно катионами Н⁺, К⁺, Na⁺, NH₄⁺, Са²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Fe²⁺ и Al³⁺ и анионами НСO₃, СО₃, NO₃, Н₂РО₄. К органическим веществам почвенного раствора относятся гумусовые кислоты и их соли, органические кислоты, аминокислоты, сахара и спирты. 
 
Состав веществ в почвенном растворе обусловливает его осмотическое давление, которое быстро возрастает с повышением концентрации растворенных соединений. Осмотическое давление почвенного раствора у различных почв неодинаково и колеблется от 1 - 3 до 10 - 20 атм. Нормальное потребление растениями влаги и питательных веществ происходит только при условии, когда осмотическое давление почвенного раствора ниже осмотического давления клеточного сока корневой системы возделываемых культур. У большинства культурных растений осмотическое давление клеточного сока находится в пределах 1 - 3 атм, а у некоторых достигает 5 - 8 атм. Если осмотическое давление почвенного раствора выше, чем в клеточном соке, то поступление воды и элементов питания в растение прекращается. 
 
В зависимости от концентрации почвенного раствора почвы подразделяют на незаселенные и засоленные. Если концентрация почвенного раствора не превышает нескольких граммов на 1 л при содержании легкорастворимых солей менее 0,25 %, такие почвы относят к незасоленным. 
 
В засоленных почвах концентрация почвенного раствора может достигать нескольких десятков граммов на 1 л и более. Из минеральных соединений в таких почвах преобладают хлориды и сульфаты Na, Са, Mg, а также соли Na₂CO₃ и NaHCO₃. Возделывание на этих почвах сельскохозяйственных культур невозможно без предварительного проведения специальных мелиоративных мероприятий. 
 
Важное свойство почвенного раствора - его реакция. Она зависит от содержания в растворе свободных ионов водорода (Н⁺) и гидроксила (ОН^-). В свою очередь концентрация этих ионов зависит от содержания в растворе органических и минеральных кислот, оснований, кислых и основных солей, а также от степени диссоциации этих соединений. 
 
Реакцию почвенного раствора принято характеризовать величиной рН, представляющей отрицательный логарифм концентрации водородных ионов. Если рН = 7, то реакция почвенного раствора нейтральная. Величина рН7 означает кислотность раствора, а рН >7 - щелочность. 
 
Реакция почвенного раствора, характеризующая активную кислотность или щелочность, является важным свойством почвы, влияющим на развитие растений и микроорганизмов. 
 
Так, если люпин развивается при рН 4 - 5, то кукуруза и пшеница при рН 6 - 7, а люцерна - при рН 7 - 8. В почвах с кислой реакцией стимулируется деятельность грибов, а с нейтральной и слабощелочной - бактерий. 
 
Реакция раствора в различных почвах изменяется от сильнокислой (верховые болота, подзолистые почвы) до сильнощелочной (содовые солонцы). Многие почвы (черноземы, каштановые и др.) характеризуются реакцией, близкой к нейтральной. 
 
Нормальное развитие растений и микроорганизмов зависит от устойчивости реакции почвенного раствора, отсутствия резких колебаний в сторону кислотности или щелочности. 
 
Способность почвы или ее раствора противостоять изменению реакции называется буферностью. В разных почвах она неодинакова. Буферность раствора по сравнению с буферностью почвы обычно невелика, что указывает на большую роль твердой фазы. 
 
Буферность почвенного раствора обусловлена наличием в нем буферных систем, представляющих собой смесь слабых кислот и их солей. Большое значение во многих почвах имеет система Н₂CO₃ + Са(НСО₃)₂. Буферные свойства этой и подобных систем проявляются в том, что слабые кислоты обладают очень низкой степенью диссоциации молекул, тогда как их соли сильно диссоциированы. Если в такую буферную систему поступает сильная кислота, например НС1, то введенные в раствор в большом количестве свободные водородные ионы, взаимодействуя с анионом НСО₃-, связываются в слабодиссоциированную угольную кислоту, и подкисления не происходит или оно незначительно. 
 
Буферное действие оказывают и фосфаты почвенного раствора, если они находятся в нескольких степенях замещения (монофосфат и дифосфат). В сильнокислых почвах буферность проявляют органические кислоты и их кальциевые или аммонийные соли.